Organic fertilizer substitution in saline-alkali paddy fields: trade-offs among soil quality, greenhouse gas emissions, yield, and profitability

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:農業分野のGHG排出削減と土壌管理のトレードオフに関する実証データを提供。

🏢実務担当者:有機肥料の部分代替が収量と環境性能のバランスに有効であることを示す。

🏛政策担当者:農業政策における有機肥料推進の効果と限界を理解するための根拠となる。

塩類アルカリ性水田における作物生産性と温室効果ガス（GHG）排出削減のバランスを取ることは、大きな課題である。我々は、中国上海市において3シーズンにわたる圃場試験を実施し、4つの施肥体系（無施肥（CK）、化学肥料全量施用（CT）、有機物50%代替（MF）、有機物100%代替（OF））を評価した。メタン（CH 4 ）および亜酸化窒素（N 2 O）排出量、イネ収量、土壌特性、土壌酵素活性、土壌品質指数（SQI）、および正味の環境・経済的便益（NEEB）を定量化した。CTと比較して、有機物代替は一貫してN 2 O排出量を低下させたが、CH 4 排出量を増加させた。試験期間全体を通じて、MFは累積N 2 O排出量を30.50%削減し、イネの子実収量を維持し、土壌品質を改善し、NEEBを31.42%増加させた。OFはN 2 O排出量をさらに48.65%削減したが、CH 4 排出量を大幅に刺激し、明確な収量および利益の低下を引き起こした。有機物代替下でのCH 4 の増加は、土壌有機炭素および酵素活性の上昇と関連しており、一方、N 2 O排出量は土壌無機態窒素の利用可能性と密接に関連していた。全体として、MFは生産性、土壌改善、および環境パフォーマンスの間で最もバランスの取れた結果をもたらした。これらの知見は、化学肥料の有機肥料による部分的な代替が塩類アルカリ性水田にとって有望な管理戦略である一方、完全な代替は、N 2 O削減の利得がCH 4 排出量の増加と農業上のパフォーマンス低下によって相殺されるため、あまり適さないことを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Balancing crop productivity with greenhouse gas (GHG) mitigation is a major challenge in saline-alkali rice systems. We conducted a three-season field experiment in Shanghai, China, to evaluate four fertilization regimes: no fertilizer (CK), full chemical fertilization (CT), 50% organic substitution (MF), and 100% organic substitution (OF). We quantified methane (CH 4 ) and Nitrous oxide (N 2 O) emissions, rice yield, soil properties, soil enzyme activities, soil quality index (SQI), and net environmental and economic benefits (NEEB). Relative to CT, organic substitution consistently lowered N 2 O emissions but increased CH 4 emissions. Across the study period, MF reduced cumulative N 2 O emissions by 30.50%, maintained rice grain yield, improved soil quality, and increased NEEB by 31.42%. OF further reduced N 2 O emissions by 48.65% but greatly stimulated CH 4 emissions and caused clear yield and profit penalties. The increase in CH 4 under organic substitution was associated with higher soil organic carbon and enzyme activity, whereas N 2 O emissions were closely related to soil inorganic N availability. Overall, MF provided the most balanced outcome among productivity, soil improvement, and environmental performance. These findings indicate that partial replacement of chemical fertilizer with organic fertilizer is a promising management strategy for saline-alkali paddy fields, whereas complete substitution is less suitable because the gains in N 2 O mitigation are offset by increased CH 4 emissions and lower agronomic performance.

• crossref https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1882006first seen 2026-07-16 07:19:10 · last seen 2026-07-29 06:32:55