为中国可持续水稻生产优化施氮

解决粮食安全和环境质量的双重挑战突出了以负责任和有效的方式管理水稻生产中氮输入的重要性。先前研究中未充分探索的一个方面是，在小农主导农业景观的地区，不同领域的产量表现往往存在显着差异。

因此，实施统一的氮肥优化措施可能会导致小农场的产量波动或经济风险。因此，动员数百万小农场减少氮肥投入是一项重大挑战。进行风险分析至关重要，考虑水稻生产的潜在风险和采用氮肥优化方法对 环境的影响。

在发表在《自然》杂志上的一项研究中，由中国科学院土壤研究所(ISSCAS)赵旭教授和闫晓元领导的研究团队，以及加州大学戴维斯分校、马里兰大学中心的合作者环境科学和中国农业大学，提出了使用新的特定于次区域的模型的最佳施氮策略，同时确保将化肥使用的社会、经济和环境效益纳入分析。他们还分析了来自农场研究的广泛数据集，以评估小农产量损失的风险以及与实施该战略相关的挑战。

研究人员发现，在最优施氮策略下，中国有可能实现 2030 年的国家水稻生产目标，同时将全国氮消耗量减少 10%–27%，将活性氮损失减少 7%–24%，并提高氮素利用效率30%–36%。此外，水稻系统造成的全国活性氮污染可以在拟议的环境阈值下得到限制，而不会损害土壤氮储量或小农户的经济利益。

研究人员还提出了多方面的方法来促进每年修订的次区域施氮策略的实施，该策略针对中国水稻种植系统的现状量身定制：首先，建立一个全国性的大规模作物产量响应监测网络施氮及“控氮”决策智能管理系统;二是建立氮肥采购配额管理制度，实行全农氮肥优化利用奖励和补贴。

“该方法旨在降低田间时空异质性，提高施氮优化的准确性和适用性，降低技术推广成本，确保施肥氮肥分区宏观调控科学准确实施，实现区域效益最大化。 ”来自 ISSCAS 的赵教授说。

“我们的研究可能会根据经济风险和环境效益之间的权衡，为每个地区提供更好的氮肥策略，”来自 ISSCAS 的 Yan Xiaoyuan 说。