探秘甘蔗种植模式：对土壤侵蚀与 N2O 排放的影响及意义

为探究甘蔗种植模式对土壤侵蚀与 N2O 排放的影响，研究人员选取广西典型蔗区，对比新植蔗（Nps）和宿根蔗（Ps）。结果发现 Ps 虽减少土壤侵蚀，但 N2O 排放显著增加。该研究为评估农业措施对 N2O 排放影响提供依据。

　　在广袤的农业大地上，土壤侵蚀与温室气体排放一直是备受关注的重要议题。大规模的甘蔗种植在为人们带来甜蜜的同时，却也在悄无声息地改变着大地的生态环境。长期以来，人们都知道大规模甘蔗种植会加速土壤侵蚀，还会改变山坡上氧化亚氮（N₂O）的排放情况，然而土壤侵蚀过程究竟如何影响 N₂O 排放，却始终像一团迷雾，笼罩在科研人员的心头。

在全球气候变化的大背景下，N₂O 作为一种强效温室气体，其增温潜势是二氧化碳（CO₂）的 298 倍，而农业活动又是 N₂O 排放的主要源头，贡献了全球人为 N₂O 排放量的 80% 。甘蔗田作为农业生产的重要组成部分，其 N₂O 排放问题不容忽视。此外，土壤侵蚀对陆地碳（C）和氮（N）循环有着重要影响，但当前研究多聚焦于其对碳循环的作用，对氮循环的研究相对较少。而甘蔗种植模式中的新植蔗和宿根蔗，对土壤侵蚀的影响差异显著，可它们如何影响氮循环，以及与 N₂O 排放之间的关系，还缺乏深入研究。为了拨开这重重迷雾，探寻其中的奥秘，来自国内的研究人员开启了这项意义重大的研究，相关成果发表在《Agriculture, Ecosystems 》。

研究人员选用了广西壮族自治区扶绥县那咘镇克兰水库水源地的典型集约甘蔗种植流域作为研究区域，该流域被划分为三个子流域（S1、S2 和 S3）。为了深入了解土壤侵蚀、沉积和 N₂O 排放情况，研究人员运用了两种关键技术。一是?Be 同位素追踪技术，通过对比监测点和参考点的?Be 活度，以此判断土壤是发生了侵蚀还是沉积；二是原位静态箱技术，利用该技术来测定土壤 N₂O 排放。在 54 个监测地块中，研究人员针对新植蔗（Nps）和宿根蔗（Ps）这两种种植模式展开了详细研究。

研究结果令人眼前一亮。在对甘蔗种植模式对土壤 N₂O 排放影响的探究中，研究人员首次发现，种植模式对土壤 N₂O 排放有着显著影响。宿根蔗地块（Ps）由于土壤扰动较少、凋落物覆盖更多、根系密度更大以及土壤湿度较高，其累积的 N₂O 排放量比新植蔗地块（Nps）更高。冗余分析（RDA）结果表明，凋落物覆盖对土壤 N₂O 排放的贡献达到了显著水平。进一步分析发现，土壤侵蚀和沉积过程与 N₂O 排放密切相关。土壤沉积位点的 N₂O 排放显著高于侵蚀位点。通过数据分析，研究人员发现土壤侵蚀和沉积速率对土壤 N₂O 排放变化的贡献率超过 90%，而甘蔗种植模式因素对土壤再分配速率变化的贡献率在 19.8% - 76.0% 之间。

从这些研究结果可以看出，甘蔗种植模式能够通过改变土壤再分配过程，显著影响 N₂O 排放。宿根蔗虽然能够减少土壤侵蚀，在一定程度上保护土壤资源，但却会增加 N₂O 排放，其土壤 N₂O 排放量是新植蔗的 2.0 - 2.6 倍；而土壤沉积位点的 N₂O 排放量是侵蚀位点的 1.5 - 2.0 倍 。这一结论对于评估不同农业实践在减轻土壤 N₂O 排放方面的作用至关重要。在集约甘蔗种植地区，土壤再分配过程对 N₂O 排放通量的贡献不可小觑。这提醒着科研人员和农业从业者，在制定农业发展策略和环境保护措施时，不能仅仅关注土壤侵蚀问题，还需要综合考虑其对 N₂O 排放的影响，寻找既能减少土壤侵蚀，又能降低 N₂O 排放的可持续发展之路。这项研究为后续深入探究陆地氮循环，以及优化甘蔗种植模式提供了重要的理论依据，在农业生态环境保护和应对气候变化领域有着不可忽视的价值。