我国农田土壤氮素的投入和去向

发布时间:2018-03-05 11:43:11  |  来源:中国网·中国发展门户网  |  作者:颜晓元 夏龙龙 遆超普  |  责任编辑:王虔
关键词:氮肥管理,氮肥利用率,氮素损失,作物产量,环境,可持续发展

农田土壤氮素的去向包括作物生长吸收、氨(NH3)挥发、氮的淋溶和径流、脱氮以及土壤储存。图 2 总结了 1980—2010 年我国农田土壤氮素的 4 种去向及其变化情况。

从图中可以看出,土壤总氮素的吸收比例(作物生长氮吸收总量/氮素的总投入量)从 1980 年的 46.5% 逐渐增加到 1984 年的 50.5%,继而逐渐波动下降到 2003 年的最低点 34.8%,随后又缓慢增加到 2010 年的 40.2%。除了被农作物吸收以外,土壤氮素还以各种活性氮形态(NH3,NH4+,NO3-,N2O,NOx等)进入环境,对环境带来负面影响。其他部分储存于土壤或通过脱氮转化为对环境无害的氮气。

1980—2010年,NH3挥发损失占我国农田土壤氮素总投入量的比例在12.5%—14.1%间波动,平均值为13.6%(图2)。

以径流和淋溶损失的活性氮占土壤氮素总投入量的比例为6.3%—8.4%,平均值为7.6%,小于NH3挥发损失的贡献。进一步通过差减法可以估算出脱氮损失以及储存在土壤中的氮总量。我们发现通过脱氮以及储存在土壤中的总量占土壤氮素去向的比例在29.3%—43.8%之间波动,平均比例为36.8%。

 我国农田土壤氮素的利用率

作为土壤氮素的重要来源之一,我国农田化学氮肥的当年利用率从 1980 年的 59.6% 增加到 1982 年的 62.2%,随后波动下降到 2008 年的最低点 28.3%,近年来呈现出了缓慢增加的趋势,并于 2010 年达到了 31.1%(图 3)。

由于过量施用以及不合理的管理措施,我国近 20 年来化学氮肥利用率低于世界的平均水平,并明显低于欧美等发达国家(普遍高于 40%)。但是,我们的研究明确发现,由于当前氮肥利用率的计算方法并没有进一步考虑化学氮肥在土壤中的残留效应,即当季施在土壤中的氮肥可以被下季作物生长继续吸收利用,我国化学氮肥的利用率被明显低估。如果将化学氮肥的残留效应考虑在内,1980—2010 年,我国化学氮肥的累积利用率的变化范围为 40.4%—67.8%;2001—2010 年的平均值为 42.3%(图 3),明显高于化学氮肥的当季利用率(31.8%),但是仍与发达国家的氮肥利用率有很大的差距。

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