毛苕子终止时间调控对玉米田N2O排放的影响：氮素同步化与减排协同机制

【编辑推荐】研究团队针对农业土壤N2O排放难题，创新性探究毛苕子(Vicia villosa)终止时间对玉米(Zea mays)系统氮素同步化及减排效应。通过两年43次/季的N2O动态监测，首次报道毛苕子排放因子(<0.17%)显著低于IPCC默认值(1%)，证实延迟终止(播种间隔10天)可提升氮同步13%、减排13-21%，为温室气体清单修订与可持续氮管理提供关键依据。

　　

农业温室气体排放一直是全球气候变化研究的焦点，其中氧化亚氮(N₂O)因其273倍于二氧化碳(CO₂)的增温潜势备受关注。在雨养农业系统中，氮肥施用和豆科绿肥分解导致的N₂O排放矛盾尤为突出——既要保障作物产量，又要控制排放。传统IPCC排放因子(1%)的粗放估算更使发展中国家面临排放清单失准的困境。

针对这一科学难题，阿根廷国立马德普拉塔大学(UNMdP)联合国家农业技术研究所(INTA)的Barbieri PA和Carciochi WD团队在《Agriculture, Ecosystems 》发表重要成果。研究人员创新性地将毛苕子(Vicia villosa)作为服务作物(SC)引入玉米轮作系统，通过两年田间试验(2022-2024)，采用高频次(43次/季)N₂O通量监测，结合土壤温度、铵态氮(NH₄⁺)、硝态氮(NO₃^-)及水填充孔隙度(WFPS)动态分析，系统评估了不同终止时间(早终止31天vs晚终止10天)对氮素同步化和排放的影响。

关键技术方法
研究在典型Argiudoll土壤上设置毛苕子/玉米与休耕/玉米序列对比，采用静态暗箱-气相色谱法监测N₂O通量。通过回归树模型解析环境驱动因子，首次计算毛苕子全周期排放因子，并建立氮素释放-作物吸收同步化评估体系。

主要研究结果

1. 氮素同步化与产量表现
   晚终止毛苕子生物量达7.5-10.9 t ha^-1，氮积累263-333 kg N ha^-1。延迟终止使氮同步率提升13%，玉米产量稳定在10.1-11.4 t ha^-1，证实毛苕子可替代尿素施肥。

2. 排放动态与驱动机制
   毛苕子系统累积排放(0.59-1.77 kg N₂O-N ha^-1)较休耕系统(0.55-1.18 kg N₂O-N ha^-1)高9.6-48.5%。关键驱动因子呈现时序特征：SC期受土壤温度、NH₄⁺和WFPS主导，玉米季则转为NO₃^-和WFPS控制。

3. 减排突破性发现
   晚终止使排放较早期降低13-21%，与施肥休养处理相当。首次报道毛苕子EF<0.17%，较IPCC默认值低83%以上，为Tier 2清单方法学提供本土参数。

结论与展望
该研究开创性地证实：通过精准调控毛苕子终止时间，可实现氮素供应与作物需求的时空匹配，在保障产量同时不增加N₂O排放。所建立的"WFPS-无机氮"双因子驱动模型，为预测不同农业管理下的排放模式提供理论框架。更重要的是，研究团队首次提供的本土化EF数据，将推动阿根廷等发展中国家从Tier 1向Tier 2方法学过渡，对全球农业温室气体精准核算具有里程碑意义。未来研究可进一步优化SC/cash作物时空配置策略，形成可推广的低碳农作制度。