周建斌教授團隊在獼猴桃主產(chǎn)區(qū)水體硝酸鹽污染及氮水協(xié)同優(yōu)化防控研究方面取得進(jìn)展

近日，周建斌教授團隊在秦嶺北麓獼猴桃主產(chǎn)區(qū)硝酸鹽污染狀況與水氮優(yōu)化調(diào)控防控農(nóng)業(yè)面源污染研究方面取得重要進(jìn)展。研究結(jié)果以 “Optimizing nitrogen-water use efficiency for nitrate reduction: spatiotemporal strategies and potential of climate-smart kiwifruit agriculture across SSP scenarios” 為題在《Water Research》在線發(fā)表。論文第一作者為博士生王時茂，通訊作者為郭曉偉副教授和周建斌教授，共同作者包括美國馬里蘭大學(xué) Gurpal Toor 教授等。

   團隊以陜西秦嶺北麓獼猴桃主產(chǎn)區(qū)為研究對象，基于2015-2024年長期水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)、土壤剖面采樣分析與機器學(xué)習(xí)（隨機森林）、情景模擬（SSP 氣候情景）等方法，系統(tǒng)探究了不同水體硝酸鹽污染時空特征、驅(qū)動機制及氮水協(xié)同調(diào)控策略。發(fā)現(xiàn)獼猴桃種植集約化導(dǎo)致區(qū)域地表水、淺層及深層地下水硝酸鹽濃度持續(xù)升高，平均含量分別為9.7、29.7 和 7.2 mg N/L，淺層地下水超標(biāo)率（WHO 標(biāo)準(zhǔn)）高達(dá) 88%；人為活動（氮盈余、灌溉）與氣候因素（降水）共同解釋了60%以上的硝酸鹽變異，其中氮素盈余和降水是加速硝酸鹽累積的核心驅(qū)動因子。情景分析表明，在不影響獼猴桃產(chǎn)量和品質(zhì)的前提下，氮和水投入減少 20%-50%的協(xié)同管理措施可使水體硝酸鹽濃度降低 5.2%-31.0%，其中 SSP119（可持續(xù)發(fā)展）情景下 50% 氮水協(xié)同優(yōu)化方案效果最佳，減排幅度達(dá) 16.1%-31.0%。

該研究構(gòu)建了“長期監(jiān)測 - 機制解析 - 情景優(yōu)化”的綜合研究框架，揭示了集約化獼猴桃種植區(qū)硝酸鹽污染的時空規(guī)律與驅(qū)動機制，為區(qū)域氮水協(xié)同管理、氣候智慧型農(nóng)業(yè)發(fā)展及地下水資源保護提供了科學(xué)依據(jù)，對推動農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型、助力鄉(xiāng)村振興具有重要實踐意義。

該研究得到國家自然科學(xué)基金、陜西省重點研發(fā)計劃、西安市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈項目及秦創(chuàng)原“科學(xué)家+工程師”隊伍項目等項目資助。

論文鏈接: https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125073