糖海带（SK）与无机肥配施对爱德华王子岛马铃薯可持续生产的土壤改良、温室气体减排及增产效应研究

推荐：为解决无机肥过度使用导致的土壤退化、温室气体排放及马铃薯产量瓶颈问题，研究人员开展糖海带（SK）与无机肥（IF）配施对土壤健康、CO2/N2O排放及CH4吸收的影响研究。结果表明，SK与减量IF配施可维持产量同时降低N2O排放44-63%，为可持续农业提供新策略。

　　

在全球气候变化与农业可持续性面临严峻挑战的背景下，传统无机肥（IF）的过度使用导致土壤酸化、微生物群落失衡及温室气体（GHG）排放激增，其中N₂O的全球增温潜能高达CO₂的265倍。加拿大爱德华王子岛（PEI）作为全国最大马铃薯产区，其集约化种植模式加剧了氮素流失与环境污染风险。为此，Atlantic-AgriTech farms的研究团队在《Field Crops Research》发表研究，探索糖海带（Saccharina latissima, SK）作为有机肥替代方案的潜力。

研究通过两年（2023-2024）田间试验，设置SK单施（2吨/公顷）、IF单施（全量氮）、SK+IF（50-80%氮替代）及对照组，结合Li-COR痕量气体分析仪、无人机NDVI监测及土壤理化分析，系统评估SK对土壤养分、GHG（CO₂/N₂O/CH₄）及马铃薯产量的影响。

3.1 糖海带特性与土壤响应

SK的扫描电镜显示其多孔结构（图2），富含碳（32.57%）与生物可利用氮（BNA 89 mg/kg）。施用SK显著提升土壤Na（p<0.05）和S浓度，但未改变pH、有机质及多数微量元素（图3-4）。2024年干旱条件下，SK+80%IF（SF2）处理土壤NO₃^--N显著低于全IF，表明SK缓释氮特性可减少淋失风险。

3.3 温室气体排放动态

IF单施处理累积N₂O排放最高，而SK+减量IF（SF2）使其降低63%（图6d），归因于SK有机氮的缓慢矿化抑制了硝化菌活性。CO₂排放与CH₄吸收无显著组间差异，土壤始终表现为CH₄汇（图5-6）。

3.4 作物生长与产量

NDVI分析显示SK+减量IF（SF2）与全IF处理植被指数无差异（图7），且产量相当（2023年SF:40.8吨/公顷 vs IF:45.3吨/公顷）。相关性分析表明，7月下旬NDVI与产量相关性最强（R²>0.7），可作为中期产量预测指标（图9）。

结论与意义

该研究首次证实SK与减量IF配施能在PEI马铃薯生产中实现“减排保产”双重目标：N₂O减排44-63%的同时维持产量，且SK的硫补充可能协同提升作物抗逆性。尽管土壤Na累积需长期监测，但SK的缓释氮特性与微量元素补给为沿海地区循环农业提供了实践范式。未来需结合经济分析评估其规模化可行性，并拓展至多作物体系验证普适性。