巨晓棠教授关于硝态氮迁移的评论文章在PNAS上发表

　　本网讯  1月16日，我校巨晓棠教授题为“Direct pathway of nitrate produced from surplus nitrogen inputs to the hydrosphere”（硝态氮向水体迁移的直接途径）的评论文章在PNAS（美国科学院院刊）上以Letter的形式在线发表。

　　施入土壤-作物体系中的氮肥主要有三种去向：作物吸收、土壤残留和损失（包括氨挥发、淋洗和反硝化），这些去向关系到作物生产力提高及环境负效应降低。15N标记是准确定量这些去向的重要手段。一般的研究只追踪一季或几季作物的氮肥去向，对土壤残留肥料氮的最终归宿认识模糊。Sebilo等于2013年10月21日以题为“Long-term fate of nitrate fertilizer in agricultural soils”在PNAS上发表了一篇文章，连续追踪了15N标记硝酸钾三十年的去向，结合渗漏水中δ18O和δ15N的分析，指出残留肥料氮不是短期直接进入渗漏水的，而是先经过土壤固定（包括土壤微生物、有机质、植物根系）再矿化和硝化后，在以后的若干年持续不断逐渐淋洗到渗漏水中。一次肥料氮施用后的这种形式移动可以持续八十年之久。

　　由于巨晓棠教授长期从事氮肥去向研究，看到这个结果后兴奋不已，并产生了写一篇评论文章的想法。早在2003年，他在研究地下水δ15N值与肥料δ15N值和土壤δ15N值关系的时候，已经认识到这种机制。因为在某些条件下，地下水的δ15N值与土壤δ15N值接近，而远高于无机氮肥的δ15N值，当时他和博士生张丽娟就画过一张肥料氮迁移到地下水的机理图，其中包括这个过程。但后来的研究进一步发现，肥料氮经过土壤固持、再矿化和硝化，只是淋洗的一种机制，而且是在供氮量较低的条件下。

　　巨晓棠教授在此基础上，提出了土壤-作物体系氮素持留能力的概念，并指出Sebilo等文章报道的情况只适合于对体系低量供氮或平衡供氮条件下。在对体系过量供氮的条件下，施入的肥料氮有部分直接进入渗漏水，而不经过土壤固持与矿化过程。PNAS编辑认为，这篇文章是对原文的重要补充和理论概括。这些概念和理论完善了残留肥料氮归宿理论。

　　据了解，这一概念和理论是巨晓棠教授长期氮素研究提出的第五个创新观点，以前他曾提出：（1）旱作土壤硝态氮长期累积与偶尔淋洗机制；（2）旱旱轮作土壤氮素持留能力高于水旱轮作；（3）石灰性旱作土壤N2O主要来自铵态氮肥的硝化作用；（4）集约化长期耕作农田的施氮量约等于地上部吸氮量。