资环学院周建斌教授团队在猕猴桃主产区水体硝酸盐污染及氮水协同优化防控研究方面取得进展

近日，资环学院周建斌教授团队在秦岭北麓猕猴桃主产区硝酸盐污染状况与水氮优化调控防控农业面源污染研究方面取得重要进展。研究结果以 “Optimizing nitrogen-water use efficiency for nitrate reduction: spatiotemporal strategies and potential of climate-smart kiwifruit agriculture across SSP scenarios” 为题在《Water Research》在线发表。论文第一作者为博士生王时茂，通讯作者为郭晓伟副教授和周建斌教授，共同作者包括美国马里兰大学 Gurpal Toor 教授等。

   团队以陕西秦岭北麓猕猴桃主产区为研究对象，基于2015-2024年长期水质监测数据、土壤剖面采样分析与机器学习（随机森林）、情景模拟（SSP 气候情景）等方法，系统探究了不同水体硝酸盐污染时空特征、驱动机制及氮水协同调控策略。发现猕猴桃种植集约化导致区域地表水、浅层及深层地下水硝酸盐浓度持续升高，平均含量分别为9.7、29.7 和 7.2 mg N/L，浅层地下水超标率（WHO 标准）高达 88%；人为活动（氮盈余、灌溉）与气候因素（降水）共同解释了60%以上的硝酸盐变异，其中氮素盈余和降水是加速硝酸盐累积的核心驱动因子。情景分析表明，在不影响猕猴桃产量和品质的前提下，氮和水投入减少 20%-50%的协同管理措施可使水体硝酸盐浓度降低 5.2%-31.0%，其中 SSP119（可持续发展）情景下 50% 氮水协同优化方案效果最佳，减排幅度达 16.1%-31.0%。

该研究构建了“长期监测 - 机制解析 - 情景优化”的综合研究框架，揭示了集约化猕猴桃种植区硝酸盐污染的时空规律与驱动机制，为区域氮水协同管理、气候智慧型农业发展及地下水资源保护提供了科学依据，对推动农业绿色转型、助力乡村振兴具有重要实践意义。

该研究得到国家自然科学基金、陕西省重点研发计划、西安市农业产业链项目及秦创原“科学家+工程师”队伍项目等项目资助。

论文链接: https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125073