氮素肥料添加抑制剂可以有效调控氮素释放速率，提高作物产量，显著减少氮素损失，因而在世界范围内得到了广泛应用。然而，由于全球农业生态系统之间存在着巨大差异，无论是单个抑制剂或是联合抑制剂的应用，其有效性均存在着明显的不同。
为深入系统探究这一问题，尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所土肥水高效利用与绿色肥料创新团队整合了来自全球21个国家、285个研究地点的41篇同行评议研究的结果，运用荟萃分析、随机森林模型和成本效益分析等研究方法，系统分析了脲酶抑制剂 (UIs)、硝化抑制剂 (NIs) 和联合抑制剂 (UINIs) 对土壤无机氮含量、气体排放和植物生产力的影响，并通过成本效益分析 (CBA) 进行了经济评价。同时，该研究还探讨了抑制剂对种植制度和施肥制度等管理因素以及气候和土壤性质等环境因素的不同反应，旨在确定使用联合抑制剂的最佳条件，以实现最大的潜在效益（图1）。
图1. 施用抑制剂及其产物对NH3挥发(a)、N2O排放(b)、NO3−-N含量(c)、NH4+-N含量(d)、氮回收效率(NRE)(e)、作物产量(f)、氮素吸收(g)和氮素利用效率(NUE)(h)的影响
研究结果表明，在提高作物产量、减少氮素损失及温室气体排放等方面，联合抑制剂UINI的效果优于单独施用UI或NI。具体而言，UINI能够对土壤氮转化过程产生显著影响，有效增加土壤铵态氮含量，并且在特定的温度和降水范围内，这种积极效果更为突出。相较之下，单独施用NI有时会导致氨挥发的增加，而UI虽能在一定程度上减少氨挥发，但其在提高铵态氮含量方面的效果则不如UINI显著。在作物生产力提升方面，施用UINI可大幅提升作物产量，同时显著提高氮肥利用率，其综合效果优于单独施用UI或NI。在气体排放方面，UINI和UI均能大幅减少氨挥发，NI则可显著降低N2O排放，且UINI的减排效果更加突出，优于单独施用UI或NI。此外，研究还发现土壤质地、pH值、种植系统等因素，均会影响抑制剂的减排效果。成本效益分析显示，施用UINI的总体经济效益明显，并且优于单施NI或UI。总之，UINI在多方面均表现出了相对突出的优势。不过随机森林分析表明，UINI 的性能受到多种因素的综合影响，其中氮施用量、土壤质地和 pH 值等因素尤为关键，在特定的条件下，UINI 能够发挥出更为卓越的效果（图2）。该研究强调了UINI对作物生产力和环境保护的双重作用，对于最大限度地发挥其对减少温室气体排放的积极影响和获得相应的经济效益至关重要。
图2. 氮抑制剂施用下不同解释变量对NH3挥发(a, d, g)、N2O排放(b, e, h)和作物产量(c, f, i)响应的相对重要性
研究成果以“Global Meta-Analysis of Individual and Combined Nitrogen Inhibitors: Enhancing Plant Productivity and Reducing Environmental Losses”为题，于2024年发表于《Global Change Biology》（Ⅰ区）期刊上。尊龙凯时人生就是搏z6com沈阳应用生态研究所植物营养与肥料组硕士研究生王文宇为第一作者，李杰研究员为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFD170060106；2022YFD1000105-1），国家自然科学基金（No.4227724）和尊龙凯时人生就是搏z6com战略重点研究计划（XDA28090200）等项目的支持。
论文链接：http://doi.org/10.1111/gcb.70007
