绿肥与沸石联用减施氮肥在玉米种植中实现减排保产的双赢策略

为解决化学氮肥替代及N2O减排技术优化问题，来自中国西北的研究团队通过2年田间试验，探究玉米-箭筈豌豆间作体系下沸石与30%减氮联用对N2O排放的调控机制。研究发现该组合可使N2O累计排放量降低36.9%，同时维持玉米产量，其机制涉及土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)含量下降及反硝化功能基因(nirS/nirK与nosZ)丰度调控，为农业碳中和提供新思路。

　　

在中国西北开展的这项历时两年的田间试验揭示了一个有趣的农业生态现象：当玉米与箭筈豌豆(common vetch)间作时，配合沸石(zeolite)施用及30%的化学氮肥减量，不仅能保持玉米产量不降低，还能显著抑制温室气体氧化亚氮(N₂O)的排放。研究团队设置了单作玉米与玉米-绿肥间作两种种植模式，并比较了常规施氮、70%常规氮量、以及70%氮量+沸石三种处理方式。

数据表明，减氮+沸石的组合拳效果惊艳——相比传统单作玉米全量施肥，该处理使N₂O累计排放量直降36.9%，单位产量排放量(yield-scaled emission)更是减少39.2%。背后的生物学机制颇为精妙：土壤中铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)含量分别降低20.9%-57.7%和47.7%-51.3%，硝酸还原酶活性被抑制25.3%-34.4%，而调控反硝化过程的关键微生物也发生显著变化——产N₂O菌(nirS和nirK基因携带者)丰度下降17.3%-79.4%，而能将N₂O进一步还原为氮气的"清道夫"菌(nosZ基因携带者)却增加了40.0%-103.4%。

研究还发现，单是70%氮肥处理就能降低土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量22.3%-41.0%，而沸石的加入则像"微生物调控大师"，使反硝化酶活性降低8.2%-12.9%，进一步压制产N₂O菌42.5%-56.4%，同时提升N₂O还原菌13.3%-23.3%。通过偏最小二乘路径模型(PLS-PM)分析证实，N₂O减排效果与土壤矿质氮含量、反硝化功能菌群的重编程密切相关。这项研究为发展"减排不减产"的绿色农业提供了重要理论依据和技术路径。