近日，南京师范大学地科院蔡祖聪教授团队在陆地生态系统氮素循环领域取得研究进展。该研究成果以“Integrative knowledge-based nitrogen management practices can provide positive effects on ecosystem nitrogen retention”为题发表在Nature子刊Nature Food（影响因子：23.2）上，论文唯一通讯作者为程谊教授。

Nature Food同期“News and Views”栏目配发了题为“Knowledge-based nitrogen management”的评述文章。据悉，程谊教授申请的题为“保护性耕作下土壤氮素迁移转化机制、效应及调控原理”也于近日获 NSFC区域创新发展联合基金重点项目资助。

人工合成氨生产的氮肥养活了全球近一半的人口，对人类社会的发展贡献巨大。然而，氮肥的不合理利用也引发了诸多环境问题，如地下水硝酸盐污染、温室气体 N2O 排放增加等。氮循环已成为跨越地球安全边界最严重的环境过程之一。实践证明，旨在实现植物氮素需求和氮素供应相吻合的氮素优化管理，可以在提高土壤肥力和作物产量的同时降低氮素向环境的排放。但是，这些氮素优化管理措施降低氮损失的全球机制至今尚不清楚。

针对这一科学问题，该研究探索了四种常用的氮优化管理措施，如平衡施肥、施有机肥、有机无机配施以及硝化抑制剂应用对全球土壤氮素循环的影响。研究表明，与不施肥相比，施有机肥或平衡施肥较单施氮肥更有利于土壤微生物生物量积累进而提高土壤硝酸盐持留（硝态氮固持和硝酸盐异化还原为铵），但均会刺激土壤氮淋溶与气体排放。而硝化抑制剂应用可以在刺激土壤铵态氮持留（如铵态氮固持）和植物氮吸收的同时降低氮淋溶和气体排放。总体而言，该研究基于全球尺度证实了集成多种氮素优化管理措施（如平衡施肥或施有机肥联合硝化抑制剂应用）可以刺激生态系统氮持留，进而最大限度降低氮损失风险。

论文第一作者系海南大学特聘教授Ahmed S. Elrys（我校博士后），南京林业大学王敬副教授与海南大学孟磊教授为共同第一作者。该工作还得到了德国吉森大学Christoph Müller教授以及团队蔡祖聪教授和张金波教授的悉心指导以及国家基金外国学者研究基金、优秀青年科学基金和面上项目等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s43016-023-00888-6 （论文）

https://www.nature.com/articles/s43016-023-00893-9 （评述论文）