在我国大力推进农业绿色转型、落实“双碳”目标的关键进程中，农业面源污染防治、耕地质量保护等议题成为生态文明建设的核心战场。中国农业大学资源与环境学院刘学军教授带领团队深耕农业生态环境研究领域数十载，以系统性科研突破回应“化肥减施增效”、“土壤健康守护”等国家重大需求。从构建全国大气氮沉降监测网络到研发农田氨减排关键技术，从破解土壤酸化定量化机制到牵头全球农业微塑料污染研究，科研轨迹始终紧扣农业生态环境保护的时代命题，为我国农业绿色发展提供了重要的科技支撑。

给大气“称重” 绘制氮沉降的“生态账本”

2013年，刘学军教授、张福锁院士团队在《Nature》发表的研究震动学界：我国中东部作为全球热点氮沉降量已超欧美上世纪80年代污染高峰期的沉降值，其中农业贡献了约80%氨排放和一半以上的氮沉降。这一研究成果以及后续相关研究直接推动生态环境部将农业氨减排纳入《大气污染防治行动计划》。

在河北曲周实验站，团队建立起国内首个农田氨排放立体监测网，给每一寸空气“称重”，发现传统施肥后3天内，30%的肥料氮以氨气形式挥发，研发的“动态通量监测系统”，首次量化了华北平原小麦-玉米轮作体系的氨挥发规律。通过“养分资源综合管理+新型脲酶抑制剂氮肥”模式，实现1.6万亩耕地小麦、玉米增产4-12%、氨减排39-49%，PM2.5浓度下降8%的目标。该成果发表于《自然・食物(Nature Food)》，并被国家大气污染防治攻关联合中心致信表彰，称其“为农业源污染治理提供了可复制的县域方案”。

2022年和2023年，团队连续两年在《美国科学院院刊(PNAS)》发表论文，研究精准化重新评估了全球农业氨排放及大气氮沉降的空间分布，揭示我国农田氨排放/氮沉降每减少1公斤/公顷，我国中东部地区(如京津冀和长三角)PM2.5浓度可下降0.12微克/立方米。这一成果成为生态环境部制定《农业氨排放控制国家标准》的重要依据。曲周示范县通过“基肥深施+追肥脲酶抑制剂”技术，通过氨减排使PM2.5浓度下降8%，相关模式已在黄淮海多个产粮大县复制。

为土壤“舒筋” 重构氮循环的“健康经络”

在湖南宁远稻烟科技小院，团队以“稻烟轮作”系统为切入点，应用研发的“根层氮素调控技术”，基于目标产量精准匹配作物需求，优化施肥方案，配合土壤修复技术，实现氮肥投入减少20%的同时使亩均产值提升56.3元，为农户实现节本增产增收的目标，累计挽回经济损失超200万元。科技小院通过“四零服务”（零距离、零门槛、零时差、零费用）模式，联合地方政府打造“远山牌大米”和“九嶷金叶”等区域品牌，推动了当地传统农业向绿色高效的转型。

团队发现过量施氮会导致土壤微生物“偏食”，降低氮素转化效率。他们创新的“脲酶、硝化双抑制剂氮肥”，让作物氮肥利用率从35%提升至48%。这项技术在化肥企业的产业化应用，每年可望减少氨排放超10万吨，相当于500万亩农田的污染负荷。

针对土壤酸化难题，团队耗时10年建立全国农田土壤酸化动态与成因数据库。他们在《Science》的研究发现，1980-2000年代我国耕地pH平均下降约0.5个单位，而科学施肥可使酸化速率降低60%。这些成果直接支撑了农业农村部“酸化耕地治理行动”，在长江流域推广“石灰+有机肥”修复模式。新近研究显示，自2015年以来随着氮肥用量和氮沉降的持续下降，我国农田土壤酸化问题有所缓解。

向微塑料污染“宣战” 守护耕地的“隐形防线”

团队主导的“生物降解膜替代计划”，让残膜回收率从45%提升至82%。他们在《Environment International》的研究揭示：每亩残留地膜超3公斤，土壤氮转化效率下降15%。作为中英全球挑战研究基金（GCRF）农业微塑料国际项目的中方负责人，刘学军带领中方团队绘制中国农田微塑料分布图并为其他参与国提供农用地膜适应性评估的APP工具。在河北曲周的追踪显示，使用降解膜3年后，土壤微塑料丰度下降67%，蚯蚓密度恢复3倍。这些成果推动农业农村部2024年启动“农田白色污染攻坚行动”，计划3年内实现主产区地膜基本回收。

从田间地头到国际舞台的持续发声

依托总理基金项目，团队联合相关企业研发含脲酶抑制剂的“超控士尿素”，创新“肥料深施+抑制剂+精准减量”技术模式。团队通过15N同位素溯源证实，农田氨排放对区域PM2.5贡献下降11.2%，县域推广带来数千万元净效益，为农业氮减排与空气质量改善提供了“增产不增污”的中国方案。2020年以来，刘学军教授因在全球氮循环研究中的开创性贡献，多次在国内外学术会议上做大会报告，连续入选爱思唯尔“中国高被引学者”、环境领域前2%顶尖科学家和科睿唯安“全球高被引科学家”称号，2024年以第一完成人获教育部自然科学奖二等奖1项。

作为《生态环境学报》、《Atmosphere》和《National Science Open》杂志副主编和大气重污染成因与攻关治理项目（总理基金）课题主持人，刘学军教授推动建立 “全国大气氮沉降” 监测网络与“农田地膜与微塑料联网研究”平台，牵头组织中德、中英、中荷以及中美等合作项目 10 余项。团队与德国霍恩海姆大学、美国斯坦福大学、科罗拉多州立大学和马里兰大学，英国洛桑研究所，荷兰瓦赫宁根大学等国际学术机构保持长期合作关系，推动了中国研究在国际舞台的持续发声。

多年来，刘学军教授团队的足迹遍及全国30多个省市自治区，为国家农业绿色发展起到了推动作用。2013年和2025年的两张华北农田遥感图可以直观的看到：曾经泛红的氮污染热点区，如今已被大片的绿色覆盖。这抹绿色，正是中国农业从“高产”向“高质”跃迁及绿色转型的生动注脚。（供稿人：王红）