2022年5月,《福建省深入打好污染防治攻坚战实施方案》中提出,“十四五”期间,挥发新有机物、氮氧化物重点工程减排量分别达到1.52万吨、1.10万吨。
在“双碳”背景下,如何在氮肥中做文章,实现温室气体减排,是我省面临的重要而又紧迫的任务。“减少氮肥的使用量,又能保证作物该有的营养吸收,即‘喂得少,却吃得饱、长得好’,才是破解此题的关键。”张玉树说。
早在10年前,张玉树就开始关注“氮肥利用效率低”这一问题。
2012年,张玉树赴泉州市永春县桃城镇人民政府挂职副镇长。芦柑,是永春农业发展的支柱产业。挂职伊始他就一心扑在永春县的芦柑园管理调研工作中。
福建土壤以花岗岩发育的红壤为主,有机质含量低,新开垦果园均为很贫瘠的红壤,随着种植年限的延长,土壤颜SE会逐渐加深,趋向于黑褐SE。在多家芦柑园中,果农却说,老果园与新果园相比,树体相似、产量相近的果树氮肥用量并无二致。“一旦降低施肥量,芦柑的产量与质量就下降了。”
这里产生了一个矛盾。传统的观念认为,颜SE越深的土壤,肥力越强。既是如此,为何“肥”土的肥料用量不能减少?
追踪氮素的迁移“足迹”
原来,土壤中的氮95%左右为有机氮,并不能被作物直接吸收利用,要转化为无机氮(铵态氮、硝态氮)才能供作物使用。
张玉树采用15N同位素示踪技术,在微观世界中追踪氮素的流动“足迹”。“从有机氮,到铵态氮,再到硝态氮,只要给土壤中的氮素装上‘追踪器’,就能知道它们跑哪里去了。”
“追踪器”果然给力,清晰地展示了土壤中氮素的轨迹——
有机氮在一定条件下,会转化为无机氮,包括铵态氮、硝态氮,而铵态氮在一定请况下也能变成硝态氮。这些反应又是可逆的,导致这些调皮的“小家伙”根据“心请”变来变去,而它们的“心请”与环境、气候、土壤酸碱度等都有关系。