近日，草业与草原学院青年教师崔晓庆与北京大学等单位合作，受Cell子刊《One Earth》（一区，IF = 16.2）的邀请撰写“The global potential for mitigating nitrous oxide emissions from croplands”为题的综述文章，详细阐述农田N₂O的产生和释放机制、排放时空趋势、减排潜力和热点，以及未来的研究方向和政策建议。

氧化亚氮（N₂O）是重要的温室气体，其中农田土壤是重要的N₂O人为排放源，贡献了全球人为N₂O排放的三分之一。为了满足全球人口增长带来的粮食需求增加，预计到2030年N₂O排放量还将增加35-60%，因此，亟需在保持作物产量的同时减少农田土壤N₂O的排放。然而，由于农田土壤N₂O排放量的不确定性和减排措施的多样性，全球尺度农田土壤N₂O的综合减排潜力并不清楚。

图1 1961-2020年全球农田土壤氧化亚氮排放时空格局

基于高分辨率的农田管理数据集和最新的N₂O排放模型，研究发现1961-2020年全球农田氧化亚氮排放量翻了两番，达到每年1.2 Tg N₂O-N （min: 1.1 Tg N₂O-N; max: 1.7 Tg N₂O-N）（图1）。在不减产情况下，基于氮肥优化、灌溉改良、人类膳食结构调整等措施组合可实现全球农田氧化亚氮减排61%（0.7 Tg N₂O-N），其中优化氮肥施用策略（减量、调类型、调深度、调次数）贡献了86%的减排潜力。从区域分布和作物类型来看，超过五分之四（81%）的减排潜力来自南亚、中国、欧盟、其他美洲国家、美国和东南亚；超过四分之三（63%）的全球减排潜力可通过玉米（22%）、蔬菜和水果（16%）、小麦（13%）和水稻（12%）实现（图2）。

图2全球农田土壤氧化亚氮减排潜力

此外，研究进一步指出农田土壤N₂O减排潜力评估方面的未来研究方向。在科学研究方面，亟需增加N₂O联网观测和控制试验、完善过程模型结构、提高输入数据的精度和时空分辨率、强化基于费效分析的减排措施空间适用性、探索新的减排措施；在政策方面，需从传统的以生产为重点的氮政策转向考虑氮污染环境成本的氮政策，将减缓N₂O排放与解决农业氮过剩问题结合起来。

该综述综合了目前高时空分辨率的农田土壤N₂O排放估算结果，并利用升尺度模型和多项整合分析结果量化优化施肥、优化灌溉和调整饮食结构等措施对农田土壤N₂O减排潜力的贡献，为全球农田土壤N₂O减排提供了科学指导，也为未来农田土壤N₂O减排研究指明了方向。

崔晓庆为论文第一作者，该研究得到了国家自然科学基金委员会青年基金（42207378）等项目的资助。

原文链接： https://doi.org/10.1016/j.oneear.2024.01.005