将控释尿素以浅层施肥的方式施用于稻田，并结合交替湿润和干燥的灌溉技术，可以在稻麦轮作系统中实现水稻生产的可持续集约化

《Field Crops Research》：Side-deep placement of controlled-release urea combined with alternate wetting and drying irrigation achieves sustainable intensification of rice production in the rice–wheat system

水稻种植中采用交替湿润干燥灌溉（AWD）结合侧深施控释尿素（S-CRU）可显著提高产量、氮素利用效率及经济效益，同时减少氨挥发和甲烷排放，但会增加硝态氮淋失。研究通过两年田间试验，系统评估了不同氮肥与灌溉组合的环境影响及健康风险，发现AWD+S-CRU在综合效益和环境风险方面表现最优。

　　在长江中下游地区，尤其是江苏，水稻和小麦的密集种植系统已经成为农业生产的重要组成部分。随着全球人口的持续增长，对粮食的需求也在不断上升。然而，这种高产模式往往伴随着过度施肥和灌溉，导致了氮素损失和温室气体排放的增加，从而对生态环境和人类健康构成威胁。因此，探索既能提高产量又能减少环境影响的农业管理策略变得尤为重要。

为了应对这一挑战，研究人员提出了一种结合控释尿素（CRU）施用方法和间歇灌溉（AWD）技术的综合氮-水管理策略。这种策略通过优化氮素的供应时间和方式，以及合理控制灌溉频率，旨在实现水稻产量的提升，同时提高氮素利用效率（NUE），减少氮素损失（Nr）和温室气体（GHG）排放。研究发现，这种综合策略不仅在产量和经济效益上表现出色，还在环境保护和人类健康方面具有显著优势。

在实际应用中，水稻生产面临着如何平衡产量提升与环境保护之间的难题。传统的施肥和灌溉方式虽然能够保证较高的产量，但往往伴随着大量的氮素损失和温室气体排放，这些排放物不仅影响了土壤质量和水资源安全，还对大气环境造成了压力。例如，过量的氮肥施用会导致氨（NH?）的挥发，而频繁的灌溉则会增加甲烷（CH?）和氧化亚氮（N?O）的排放，这些都是温室气体的重要组成部分，对全球气候变化产生深远影响。

为了更全面地评估这种综合策略的效果，研究人员进行了为期两年的田间试验，覆盖了江苏东部地区的一个单季水稻-旱地轮作系统。试验中采用了三种不同的施肥策略：常规尿素分次施用（CU）、撒播控释尿素（B-CRU）以及侧深施控释尿素（S-CRU），并结合两种灌溉方式：常规灌溉（CI）和间歇灌溉（AWD）。通过对不同氮-水管理策略的比较，研究人员希望能够找到一种既能提高水稻产量，又能减少环境影响的最优方案。

试验结果表明，AWD+S-CRU组合策略在多个方面都表现出了显著的优势。首先，这种策略显著提高了水稻产量，与常规灌溉和施肥相比，产量增加了7.89%到18.48%。其次，氮素利用效率（NUE）也得到了明显提升，增加了15.54%到34.24%。此外，这种策略还带来了更高的农业净收益（ANP），增幅达到了11.26%到27.56%。这些经济和生产效益的提升，为农民提供了更加可持续的生产方式。

从环境角度来看，AWD+S-CRU组合策略在减少氮素损失和温室气体排放方面同样表现出色。与常规灌溉和施肥相比，该策略显著降低了氨挥发（NH? volatilization）和硝态氮淋失（NO??-N leaching）的风险，分别减少了50.77%到50.86%和34.70%到39.66%。同时，该策略还有效降低了氧化亚氮（N?O）和甲烷（CH?）的排放，分别减少了6.00%到9.77%和47.94%到49.39%。尽管该策略在一定程度上增加了硝态氮淋失，但整体上显著减少了氮素排放（NE）和碳足迹（CF），其环境影响总潜力（TEIP）和终点损害潜力（TEDP）均处于最低水平。

研究还发现，人类健康和生态系统之间的损害存在差异。虽然AWD+S-CRU组合策略在减少环境影响方面表现出色，但其对人类健康的损害仍高于对生态系统的损害。这一发现提示我们，在评估农业管理策略时，不仅要考虑其对环境的影响，还需要关注其对人类健康的潜在风险。因此，未来的研究应更加注重在提高生产效率的同时，降低对人类健康的不良影响。

此外，研究还强调了农业管理策略的综合性和系统性。单一的施肥或灌溉策略虽然在某些方面表现出优势，但无法全面解决农业生产中的复杂问题。只有通过将不同的管理措施结合起来，才能实现多方面的效益最大化。例如，S-CRU技术通过将肥料施放在水稻根部附近，不仅提高了氮素的利用率，还减少了氨的挥发和氮素的流失。而AWD技术则通过减少灌溉频率，有效节约了水资源，同时降低了温室气体的排放。

从政策和实践的角度来看，这种综合策略为实现可持续的水稻生产提供了可行的路径。政府和相关机构可以基于研究结果，制定更加科学和合理的农业政策，鼓励农民采用这种综合管理方式。同时，科研人员和农业技术人员也应加强合作，推动新技术的推广和应用，帮助农民更好地理解和实施这些措施。

在农业生产中，氮素和水资源的管理一直是关键环节。传统的做法往往忽视了这两者之间的相互作用，导致资源浪费和环境污染。而通过引入控释尿素和间歇灌溉技术，可以实现氮素和水资源的精准管理，从而提高生产效率和资源利用效率。这种管理方式不仅有助于减少环境负担，还能为农民带来更高的经济回报。

随着全球对可持续农业的关注不断增加，综合氮-水管理策略的应用前景十分广阔。特别是在水稻主产区，这种策略能够有效缓解水资源短缺和环境污染问题，为实现绿色农业和低碳农业提供支持。同时，这种策略还可以为其他作物的生产提供借鉴，推动整个农业体系的可持续发展。

总的来说，这项研究通过系统评估不同氮-水管理策略的综合影响，揭示了AWD+S-CRU组合策略在提高水稻产量、氮素利用效率和农业净收益方面的显著优势，同时有效减少了氮素损失和温室气体排放。研究结果不仅为水稻生产提供了科学依据，也为农业政策的制定和实践提供了新的思路。未来，随着技术的进一步发展和推广，这种综合管理策略有望在更大范围内得到应用，为实现农业的可持续发展和环境保护做出更大贡献。