近日，由我校农学院高志强教授领衔的旱作栽培团队在作物绿色高产与温室气体减排方面取得了研究成果。农业依靠氮肥养活了大量的人口，但氮肥在农田的广泛应用也导致了农田成为氨（NH₃）和氧化亚氮（N₂O）排放的主要来源，限制了氮肥利用效率提升的同时，对环境造成了巨大的污染。如何实现作物绿色高产与温室气体减排协同是当前亟需解决的问题。旱作栽培团队青年教师武鹏副教授长期从事作物绿色高产与温室气体减排研究方向，并于近日取得新的研究成果。

一、全球综合评价表明绿肥提高了作物生产力并减少了气态氮损失

5月5日，环境科学与生态学1区TOP期刊Rescores, Conservation and Recycling (IF₂₀₂₃= 11.2)在线发表了以山西农业大学农学院为第一单位，题为“Global comprehensive evaluation shows that green manure enhances crop productivity while mitigating gaseous nitrogen losses”的研究论文。

为了满足粮食需求，农业生产中大量的使用了化学氮肥，但这也导致了农田成为氨（NH₃）和氧化亚氮（N₂O）排放的主要来源。绿肥有望提高作物产量并控制农业氮排放，但绿肥对作物产量和NUE的实际影响尚不明确，仍需进一步探讨。研究旨在：（1）明确种植绿肥对作物生产力和农田氮排放的影响规律，并探明关键调控因子；（2）在全球范围内评估绿肥的增产潜力和氮减排潜力。

研究收集了218项已发表研究的2616条数据，2616组成对数据，采用Meta分析和机器学习算法对数据进行分析，研究使用绿肥对作物产量、NUE、农田N₂O与NH₃排放的影响。此外，还分别对三大主粮作物的产量、NUE、农田N₂O排放与NH₃排放进行了全球效果评估。

研究结果显示，绿肥能够显著提升作物产量和氮素利用效率（NUE），同时降低农田氨（NH₃）排放，但对氧化亚氮（N₂O）排放总体无显著影响。具体而言，绿肥使作物产量平均提高3.71%，NUE提高24.41%，NH₃排放量减少9.09%。在高温多雨、土壤贫瘠或长期使用绿肥的条件下，绿肥对作物产量的提升效果更为明显，豆科绿肥在各类绿肥中效果最为显著；而在高氮肥施用条件下，绿肥在减少NH₃排放方面效果最佳。此外，当对照组（不使用绿肥）的N₂O排放量较高时，绿肥可降低N₂O排放，反之则可能增加排放。

从全球范围来看，绿肥具有较大的推广应用潜力，可使玉米和水稻产量分别提高9.78%和11.10%，并减少小麦、水稻和玉米三种主要作物的NH₃排放量9.92%。尽管绿肥可以使麦田的N₂O排放量减少5.11%，但会导致稻田的N₂O排放量增加9.45%。总体而言，绿肥是一种能有效提高作物生产力、降低农业环境成本的农业措施，有助于推动农业的绿色可持续发展。

农学院2023级作物学硕士研究生黄华为上述论文第一作者，武鹏副教授为通讯作者，我校高志强教授与西北农林科技大学张鹏副教授、蔡铁副教授参与了研究的指导工作。该研究得到了国家自然科学基金（32401970）、中国博士后科学基金面上项目（2024M751915）、山西省基础研究计划（202203021222148）和山西农业大学博士科研启动项目（2023BQ26）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2025.108351

二、深层施肥较增效肥料对作物生产力和环境成本更有益：来自全球荟萃分析的证据

4月30日，农林科学2区期刊Agronomy（IF₂₀₂₃:3.44）在线发表以山西农业大学农学院为第一单位，题为 “Deep Fertilization Is More Beneficial than Enhanced EfficiencyFertilizer on Crop Productivity and Environmental Cost:Evidence from a Global Meta-Analysis”的研究论文。评估了增效肥料和深层施肥对作物生产力和环境可持续性的影响，明确了两者关键影响因子，并比较了两者的优缺点及适用性。

全球粮食需求与粮食生产之间的差距正在逐步扩大，农田气态氮排放所导致的环境问题也越发严峻，部分研究表明增效肥料和深层施肥有利于提高作物产量并减少气态氮排放，但缺少全球范围内与两者优劣的评估。

研究团队收集了4463对数据，通过Meta分析研究了深层施肥和增效肥料对全球农田作物产量、氮素利用效率、N₂O排放和NH₃挥发的影响，并通过异质性分析比较了两者的差异。

研究结果表明：与常规施肥相比，增效肥料和深层施肥分别显著提高了7.52%和13.88%的产量，分别提高了25.84%和36.27%的NUE，并分别减少了37.98%和34.18%的N₂O排放和42.37%和69.68%的NH₃挥发。由于气候因素、土壤性质和管理实践的差异，深层施肥和增效肥料在提高作物生产力和气态氮损失方面的效果各不相同。然而，在大多数情况下，深层施肥比增效肥料更有益。且与增效肥料相比，深层施肥显著提高了84.63%的产量，并减少了64.47%的NH₃挥发，产量尺度下N₂O排放减少了13.32%，产量尺度下NH₃排放减少了60.23%。深层施肥可以比增效肥料实现更高的产量、氮肥利用效率、更低的气态氮排放以及更低的产量尺度下的N₂O和NH₃排放，这更有利于全球农业生态系统的可持续发展，为在肥料类型和施肥策略管理下作物生产力和环境成本提供了有价值的参考。

农学院2023级农艺与种业硕士研究生吴琦为论文第一作者，武鹏副教授为通讯作者。我校高志强教授参与了上述研究的相关工作。该研究得到了国家自然科学基金（32401970）、中国博士后科学基金面上项目（2024M751915）、山西省基础研究计划（202203021222148）和山西农业大学博士科研启动项目（2023BQ26）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.3390/agronomy15051103