团队PI：陈新平
团队成员：石孝均、杨怀玉、李楠楠、张跃强等
2022年植物营养与调控团队在西南大学农业科学研究院和资源环境学院的支持下，在科学研究、团队建设、人才培养和学术交流等方面取得了突出的成绩。本年度团队新增科研项目12项。其中国家重点研发计划子课题5项和国家自然科学基金面上基金2项，累计申请科研经费580万元。本年度共发表学术文章35篇，其中在Environmental Science & Technology、Resources, Conservation and Recycling，Journal of Cleaner Production、Agriculture, Ecosystems & Environment，Soil & Tillage Research，Agricultural Systems等A1期刊发表9篇，单篇影响因子>10文章6篇，其他SCI论文10篇，中文文章8篇，累计影响因子达到129.9。其中，标注西南大学的有23篇，标注西南大学农业科学研究院的有12篇。
本团队以“西南区域农业绿色发展模式、落地与成效”为研究主题，主要围绕“土壤健康”、 “绿色作物”、“循环农业”和“智慧生态”四大交叉创新方向开展重大研究工作。团队张务帅博士和已毕业硕士生乔远为共同第一作者、陈新平教授作为通讯作者在《Resources, Conservation and Recycling》发表了题为“Combing public-private partnership and large-scale farming increased net ecosystem carbon budget and reduced carbon footprint of maize production”的高水平文章。文章创新性的构建了一套整合公私合营和大规模农业生产的综合玉米生产体系（图1），并于河南省驻马店西平县整合共同开展玉米生产系统的示范。与小农户和大规模生产模式相比，综合玉米生产体系的玉米产量提高11.8-19.4%，碳足迹降低32.7-38.2%，为发展适宜中国本地化的玉米优质生产、环境可持续生产提供新模式。
团队陈轩敬博士联合荷兰瓦赫宁根大学Carolien Kroeze教授小组在环境领域《Environmental Science & Technology》（T2类）发表题为“Nitrogen in the Yangtze River Basin: Pollution Reduction through Coupling Crop and Livestock Production”高水平文章。该文章创新性的优化了MARINA模式和NUFER模型的耦合和链接，构建了一套适用于多尺度的MARINA-NUFER综合模型系统（图2）。该系统首次使得定量化动物源有机氮向水体迁移量。该系统对长江经济带耦合作物和畜禽生产，减少农业面源污染向河流迁移方面具有指导意义。
图1. 公私合营模式提高玉米生产系统净碳收支并降低碳足迹 图2.耦合作物和畜禽生产系统降低长江经济带农业面源污染-以氮为例
管西林博士以我国温室黄瓜生产为例，探索基于零磷盈余的综合养分管理策略，并对蔬菜产量、磷盈余和环境风险、生态系统净经济效益评估。试验以农户习惯施肥为对照，设置当前养分推荐施肥量和优化设计的均衡养分管理（CRNM）。CRNM模式在确保黄瓜高产情况下，显著降低了磷肥过剩、磷损失风险和富营养化潜力，且产量收益和生态系统净经济效益分别提高18.0%和31.8%。该模式虽然增加23.0%的投入成本，但是减少了84.5%的磷盈余和环境破坏成本，并有助于可持续的温室蔬菜生产（图3）。该项成果发表在一区杂志Journal of Cleaner Production（IF = 11.072）上。
图3. 以实现零磷盈余，评估有机和无机养分综合措施的环境风险—以黄瓜温室为例 图4 长期氮肥施用土壤中氨氧化细菌主导硝化过程
邹温馨博士生基于课题组河北曲周长期氮水平试验，结合高通量测序方法，首次揭示了长期不同氮水平条件下氨氧化微生物的主导作用（图4）。首次揭示了氨氧化微生物和硝化潜势间的相互关系。氨氧化细菌的alpha和beta多样性、硝化螺菌属3a.2均影响硝化潜势。该研究通过生物信息学方法，揭示了碱性土壤中不同氮水平的微生物反馈机制。该研究有利于扩展对氨氧化微生物参与硝化过程的理解，也有助于加强对大田氮肥减施的机理理解。该成果发表在一区杂志Science of The Total Environment上（IF=10.753）。
谢军博士生基于课题组国家紫色土肥力与肥效监测站开展长期定位试验，探索畜禽粪便等有机肥替代25%、50%、75%和100%化肥氮肥对土壤性质、土壤固碳、水稻产量和养分利用等情况。确定了西南地区水稻生产中有机肥替代化肥比例为50%为最优，可提高养分利用率和增加水稻籽粒产量。此外，有机肥替代化肥氮肥还增加了土壤、水稻碳累积，为水稻绿色发展和固碳减排提供参考和数据支撑。该成果发表在一区杂志Soil & Tillage Research上（IF=7.366）。
硕士生胡莺潇通过对全球范围内131篇报道有机肥和覆盖作物管理的果园土壤有机碳和氮的数据进行数据整合分析，首次定量了有机肥施用和作物覆盖等措施对果园土壤有机碳增加量（图5）。有机肥和覆盖作物分别使果园土壤有机碳增加3.73和2.00 Mg/ha/year。土壤有机碳和总氮的累积速率取决于土壤性质和气候条件影响，低降雨量和年均温度地区更有利于土壤有机碳和总氮累积。该研究为果园管理正政府决策者提供理论依据和数据支撑，对果园可持续有机管理和农业固碳具有指导意义。该成果发表在一区杂志Science of The Total Environment上（IF=10.753）。
图5. 有机肥和覆盖作物管理增加果园土壤有机碳和总氮
