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水稻增产高度依赖氮肥,但不合理施氮导致氮肥利用率低、环境风险高。揭示肥料氮去向,优化氮肥管理是水稻绿色可持续生产的必然要求。通常,氮肥去向通过15N 微区试验定量吸收与残留,并由差减法反推损失率。然而,田间15N 示踪存在成本高、不确定性大、长期监测匮乏等局限,难以通过密集布点评估区域氮肥损失。此外,15N示踪法测得的土壤残留量未剔除土壤氮激发效应干扰,无法反映土壤氮库盈亏,难以指导大面积氮肥优化管理。
针对上述难题,南京土壤研究所研究员赵旭团队首次提出校正表观激发偏差的净残留概念,创新了利用差减法表观利用率与净残留率直接计算肥料氮损失的方法,构建了区域肥料氮去向和综合环境经济效益定量评估框架,借助机器学习建模,绘制出亚洲稻田首套肥料氮损失—残留空间分布图谱,制定了基于“损失-残留”双指标约束的氮肥优化管理策略。该成果突破了区域尺度肥料氮去向准确评估的技术瓶颈,为亚洲稻田氮肥损失热点识别与优化管理,粮食安全保障及农业可持续发展提供了重要科学依据。
该研究已在线发表于Advanced Science。博士研究生刘秀芸和副研究员蔡思源为论文第一作者。研究得到了国家及江苏省自然科学基金、南京土壤研究所前沿领域自主部署项目、河南心连心所企联合项目等的支持。

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