研究探讨了种植小麦的未来氮需求：更多的小麦，更多的肥料？

在最近发表在《自然植物》杂志上的一篇文章中，作者使用模拟实验表明，未来几年小麦种植中的氮肥施用量必须增加四倍，才能开发品种的产量潜力，养活不断增长的世界人口。然而，氮含量的增加将对农业景观中的生态系统产生负面影响。莱布尼茨农业景观研究中心（ZALF）的研究人员参与了这项研究

该研究的作者主张制定提高小麦作物氮吸收的策略。在小麦中，只有48%的肥料被作物吸收。其余大部分施用的氮会渗入土壤或排放到空气中。这种过量氮肥会污染水质，导致温室气体排放量高，是生物多样性丧失的主要驱动因素

在这项研究中，对最高产量的小麦品种使用模拟模型来模拟潜在的产量增长和相关的氮需求。世界主要小麦种植区采用了不同的气候变化情景。该研究由Frank Ewert教授和Heidi Webber教授共同撰写。其他ZALF科学家为这项研究贡献了模型和计算。其中包括Kurt Christian Kersebaum教授、Claas Nendel教授、Amit Kumar Srivastava博士和Tommaso Stella博士

“我们的研究结果表明，我们需要主要关注确保土壤中的植物能够有效地吸收氮。这对小麦的产量潜力和环境都有重大影响。鉴于过量氮对气候和环境的负面影响，我们不能再增加施肥量，但必须考虑替代方案，”ZALF科学总监、该研究的合著者Frank Ewert教授博士说

作者讨论的解决方案之一是培育更好地吸收和利用氮的小麦品种。还需要其他耕作方法，例如将小麦与豆类结合，豆类可以在根瘤菌的帮助下从空气中产生氮。然而，仅靠这些解决方案都无法实现小麦生产的必要强化。需要的是将农艺、遗传和社会经济因素合理地结合起来

小麦是世界上最重要的作物。随着世界人口的增长和经济的增长，对小麦的需求也会增加。与此同时，世界上的可耕地是有限的。此外，如果农业要继续养活世界，就必须减少其对气候和环境的负面影响。气候变化加剧了这些挑战。可持续的解决方案需要考虑整个农业食品系统 More information: Pierre Martre et al, Global needs for nitrogen fertilizer to improve wheat yield under climate change, Nature Plants (2024). DOI: 10.1038/s41477-024-01739-3

Journal information: Nature Plants