GCB | 施氮引起的土壤酸化导致中国农田无机碳的大量流失

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世界范围内的集约化作物生产系统（特别是在中国）严重依赖氮（N）肥，但其中超过50%的N留在环境中。过量施用N肥和大气N沉降会引起土壤酸化，土壤酸化会被土壤无机碳（SIC；碳酸盐）发生中和反应，生成二氧化碳（CO₂）释放到大气中。该研究首次估算了1980—2020年中国农田SIC储量对N引起的土壤酸化的响应，并预测这种响应在2100年的变化。

研究表明，1980年农田表层40 cm土壤SIC储存量为2.16 Pg C（16.3 Mg C ha^-1）；其中，到2020年流失了7％（0.15 Pg C；1.1 Mg C ha^-1）。在这40年间，有700万公顷的耕地的碳酸盐消失。如果按照常规用量继续施用N肥，到2100年，中国可能还会有37%的SIC流失，进而导致3000万公顷农田(37.8%)失去SIC。与常规施肥用量相比，2020年后施N量减少15%（情景1，S1）至30%（情景2，S2）将使碳酸盐溶解度减少18%至41%。如果N输入量与2020年保持一致（情景3，S3），或每年减少1％（情景4，S4），则碳酸盐溶解量预计比常规施肥量减少高达52％-67％。土壤中CaCO₃的存在对酸性缓冲、团聚体的形成和稳定、有机质稳定、微生物和酶的活性、养分循环和有效性、透水性和植物的生产力等各个过程都很重要。

因此，优化N肥管理和提高N利用效率对于减少酸化造成的SIC储量流失至关重要。应根据作物需求严格计算氮肥的施用量，避免过量施肥，避免因CaCO₃流失而造成的环境问题和土壤肥力下降。

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DOI: 10.1111/gcb.15101

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