2023年11月，山東省農業科學院植保所生態調控創新團隊在生態與環境學期刊Journal of Cleaner Production（IF=11.1, Q1區）發表文章“The hidden indirect environmental effect undercuts the contribution of crop nitrogen fertilizer application to the net ecosystem economic benefit”，發現土壤-作物-害蟲營養級聯路徑介導了作物施氮的間接環境效應，且該效應削弱了作物施氮對淨生態系統經濟效益的貢獻。

過量施用氮肥可顯著增加作物産量，但同時會導致大量活性氮損失和二氧化碳的排放，帶來嚴重的負面環境效應。而過去的研究很少報道作物施氮的間接環境效應、形成路徑及其對淨生態系統經濟效益的影響。

    该研究以麦田为研究系统，设置小麦全生长期5個施氮量處理（0，70，140，210，280千克/公頃），每個處理重複6次（除280千克/公頃的施氮量處理重複8次）。連續3年調查各施氮量處理下的麥蚜發生量、化學農藥使用量並核算各處理的經濟成本和環境代價。研究結果表明：隨著施氮量的增加，害蟲發生增加，化學農藥使用增加，由此削弱了淨生態系統經濟效益（圖1）。

圖1 小麥施氮的間接影響和經濟成本、環境代價

    与以往的研究相比，本研究的创新性体现在以下两方面：一是在理论上，本研究发现的作物施氮的间接环境效应是对作物施氮效应的补充和完善（圖2）；二是在應用上，本研究揭示了作物施氮和施用化學農藥之間的正關聯，進一步說明了減少化肥使用的迫切性。

圖2 作物施氮效应示意圖

中国科学院动物研究所杨泉峰博士（现为中国科学院生态环境中心博士后）为该論文的第一作者，山東省農業科學院植物保護研究所戈峰研究員为通讯作者。中国科学院生态环境研究中心郑华研究員、中国科学院动物研究所欧阳芳博士和中国科学院地理科学与资源研究所李静副研究員为文章的共同通讯作者。植保所门兴元研究員、玉米所卢增斌副研究員参与了部分工作。(撰写：李卓  核稿：房鋒)

論文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139204