技術前瞻

    中國科學院土壤研究所研究團隊透過氮-15同位素示蹤法，結合膜進樣質譜（MIMS）原位監測技術發現，淹水稻田釋放的氮氣中，約72%至75%來自於土壤有機氮，而非當季施用的氮肥。研究指出，施肥可能促進土壤有機氮礦化，間接增加氮氣損失，可作為水稻田施肥管理與減少氮損失之參考。
 

水稻田氮氣損失問題

    水稻是全球數十億人口的主食，但水稻栽培，尤其是淹水稻田，常伴隨氮素損失問題，不僅降低氮肥利用效率，也可能對大氣與水體環境造成負擔。在稻田活性氮轉化過程中，氮氣（N₂）是主要的氣體損失形式之一。過去受限於大氣中氮氣背景濃度極高，約占78%，科學家很難在田間直接區分並量化氮氣究竟來自施用氮肥或土壤本身，因此過去較容易將氮氣損失歸因於肥料氮，進而限制對水稻田氮循環與施肥管理的精準理解。

同位素示蹤如何追蹤氮來源

    中國科學院土壤研究所研究團隊透過氮-15同位素示蹤法，結合膜進樣質譜（membrane inlet mass spectrometry, MIMS）原位監測技術，追蹤淹水稻田中不同氮來源的轉化與氣體損失，並同步量測氮氣（N₂）、氨氣（NH₃）與氧化亞氮（N₂O）排放。此方法可區分肥料氮與土壤有機氮對氮氣損失的貢獻，進一步量化兩者的來源比例，作為解析稻田氮損失來源結構的依據。

土壤有機氮的排放占比

    研究發現，淹水稻田中約72%至75%的氮氣排放來自土壤有機氮，而非施用肥料氮。這表示稻田氮氣損失並非單純由當季施肥直接造成，而是與土壤有機氮礦化及微生物作用密切相關。此結果修正了過去對稻田氮氣損失來源的理解，也凸顯土壤氮庫在農業氮循環中的重要性。

稻田氮管理的研究參考

    整體而言，此項研究的貢獻在於指出稻田氮管理不能只聚焦於調整施肥量，也需納入土壤有機氮、微生物作用與作物吸收效率等因素。此結果可為後續水稻田施肥管理、氮肥利用效率提升與氣體氮損失減少提供科學參考，並有助於制定更精準的肥培與減排策略。本研究成果已發表於《Proceedings of the National Academy of Sciences》期刊。


資料來源：農業科技-新脈動
https://agritech-foresight.atri.org.tw/article/contents/6284?Category=trend