作物吸收氮源存在的争议在于：除了肥料氮（化肥氮、有机肥氮）和非肥料氮（氮沉降、生物固氮等）以外，土壤自身是否给作物供氮。这就涉及到估算作物氮源的时间和空间尺度问题。众所周知，外源氮投入会有很大一部分残留在土壤中被后季作物吸收利用。在短期内（如一个生长季），土壤本身氮素的矿化和释放会给作物供氮，但是土壤供氮的同时外源氮也在给土壤氮进行补充（固持和固定）。如果土壤氮库大小维持平衡，土壤自身氮素（内源氮库）的贡献就实际上就是外源氮的贡献，属于外源氮的残留效应（通过土壤氮周转的间接贡献）。全球尺度的长期定位试验和全国水平的土壤普查数据都显示农田土壤氮库基本上是维持平衡的。因此，在大尺度上来讲农田土壤并不供氮（并不排除小尺度局部区域存在土壤氮盈余或土壤氮亏损的可能）。

        Yan等（2020）总结了全球的¹⁵N原位示踪试验数据，在Global Change Biology上撰文指出粮食作物吸收的氮素绝大部分来自其他氮源（Ndfo，平均95 kg N ha^-1 yr^-1）（图1a）。排除非肥料氮的投入和残效的贡献外，仍有相当数量未找到其来源（平均53 kg N ha^-1 yr^-1），因此Yan等（2020）猜测这部分未知氮源很可能是由土壤自身氮库提供（图1b）。我们重新分析了其数据，指出有以下几个原因可能导致了其在计算作物氮源的时候高估了未知氮源的贡献：1）¹⁵N微区试验和小区试验的作物产量相比普通农户更高，利用微区或者小区尺度的产量数据估算普通农户条件的情况，会高估¹⁵N的作物吸收、低估¹⁵N的土壤残留；2）Yan等（2020）的数据主要来自西方发达国家。西方发达国家秸秆还田率普遍较高，但其在统计氮平衡时却忽略秸秆还田的氮投入，从而低估了非肥料氮投入的总量和贡献；3）大部分¹⁵N示踪试验都是短期试验，短期¹⁵N回收并不能完全反映长期的¹⁵N回收，从而可能导致¹⁵N的后季吸收被低估（即使后季中的每一季都很低，也不意味着后季的累积贡献就很低）。

    该评论以“The undefined N source might be overestimated by ¹⁵N tracer trials”为题发表于Global Change Biology（IF = 8.55）。沈阳生态所助理研究员全智为第一作者，马里兰大学资源环境中心Zhang Xin助理教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、寿光设施农业研究中心开放性课题以及国家自然科学基金资助。

图1. 土壤-作物系统氮素的来源与去向（a），以及不同氮源对作物其他来源氮素（Ndfo）的贡献（b）

参考文献：

Yan, M., Pan, G., Lavallee, J.M., Conant, R.T., 2020. Rethinking sources of nitrogen to cereal crops. Global Change Biology 26, 191-199. https://doi.org/10.1111/gcb.14908

Quan, Z., Zhang, X., Fang, Y., 2021. The undefined N source might be overestimated by 15N tracer trials. Global Change Biology 27, 467-468. https://doi.org/10.1111/gcb.15371

Conant, R.T., Lavallee, J.M., Yan, M., Pan, G., 2021. Reconsidering the fate of fertilizer N: A response to Quan et al. Global Change Biology 27, 467-468. https://doi.org/10.1111/gcb.15463