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研究人员找到环境友好、成本低廉的氮素管理方法
日期:2019-02-25 作者:编译:赵静娟 来源:农科智库 点击:
     过犹不及这句话尤其适用于氮化肥。
    如果氮素不足,农作物生长会受影响,作物产量就会大幅减少。
    但是,如果氮化肥施用过多,就会破坏环境。氮会进入水域,污染水生生态系统。微生物也会把多余的氮转化成一种与气候变化有关的温室气体——一氧化二氮。
    “氮素管理对全球粮食安全都至关重要,”明尼苏达大学(University of Minnesota)的农学家苗宇新(Yuxin Miao)表示,“这对于减少污染和气候变化也至关重要。”
    苗和他的同事们一直在研究有效管理农业施氮的方法。他们对比了几种不同的方法。研究人员发现,基于作物冠层传感器的积极氮素管理是最有效的方法。
    基于传感器的氮素管理使用光传感器来积极监控作物健康与活力。传感器能测量作物叶子反射的光的波长。这些测量数据可显示出作物的健康程度。
    根据实地测量数据,传感器内设的软件可以计算出作物需要多少氮。农民可以根据这些数据来决定对作物的最佳施氮量。
    苗表示,目标是“实现农作物施氮的供需匹配。”这能够让农作物在最需要的时候获取氮化肥。反过来,还可以提高产量。
    与其他氮素管理策略相比,这种方法有几个好处。“它减少了整体施氮量,”苗说,“还减少了氮的流失,以及一氧化二氮的排放。”
    基于冠层传感器的系统还具有其他几个优势。“使用传感器速度快,且没有破坏性,”苗表示,“除了购买传感器之外,没有额外的成本。”
    此外,最新型号的传感器不受环境光的影响。这意味着无论天气如何,种植者都可以获得准确的测量结果——无需等待天晴。
    此外,也可能有经济上的好处。“这项技术可以减少氮肥的使用,”苗表示,“农民可以降低生产成本,提高经济效益。”
    为测试不同的氮素管理策略,苗和他的同事们在2008-2012年间开展了田间试验。研究地点位于中国北部的河北省。研究人员测试了冬小麦和夏玉米轮作系统的不同策略。
苗测试的其他一些氮素管理策略也减少了肥料的使用。但这些策略都有缺点。例如,一个系统需要测试土壤的氮含量。“然而,这个系统在劳动力、时间和成本上有局限。”苗表示。
苗正在努力做出改进。一些新系统将更适合高产量的种植制度。其他系统可能比目前的手持式系统更高效。
    苗希望这些传感器系统可以遍及全球。“这种氮素管理策略将适用于许多国家的主要作物。”
    但苗认为,仅仅靠农民无法做到这一点。农民、研究人员和服务提供者需要共同努力。“合作可以促进该系统的广泛采用,特别是在发展中国家。”他表示。
    苗在2018年11月在美国马里兰州巴尔的摩(Baltimore)举行的美国农学会(American Society of Agronomy)与美国作物科学学会(Crop Science Society of America)会议上介绍了这些成果。
(来源:美国农学会   北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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