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對于土壤中其他的氮素來源,如有機肥的施用、生物固定以及大氣沉降(統稱為其他氮肥),1980—2003年,當年利用率在?14.2%—22.3%?波動。2003?年后,其他氮肥利用率呈現出了增加的趨勢,并于?2010?年達到了最大值?21.6%。如果考慮殘留效應,其他氮肥累積利用率的變化范圍為?23.1%—34.2%,近?10?年來的平均值為?29.0%,同樣明顯高于當季利用率(圖?4)。
我國農田土壤氮素的活性氮損失造成的環境影響
不合理的田間氮肥管理措施導致大量的活性氮(揮發、徑流和淋溶)進入大氣或者水體,對生態系統造成一系列負面影響[3]。具體可以歸納為?5?個方面:① 污染地下水和地表水水體。土壤中硝酸根的淋失可以導致地下水硝酸鹽的污染;對于地表水,土壤氮素的徑流損失所引起的水體氮濃度過高會導致水體富營養化,引發藻類的暴發,嚴重時會導致水體死亡區的形成。② 加劇空氣污染。土壤氮素揮發的?NH3是霧霾形成的重要前體物,大量的?NH3排放到大氣中可加劇空氣污染。③ 造成溫室效應。氮肥的過量施用顯著促進了溫室氣體?N2O?的排放。平均而言,氮肥用量的?1%?會以?N2O?的形式損失到空氣中。同等單位重量下,N2O?對熱量的捕獲能力是?CO2的?298?倍。④ 土壤氮素的損失會導致生態系統的生物多樣性降低。長期施用氮肥會導致土壤真菌的多樣性和數量的降低。⑤ 影響土壤質量。主要表現為導致土壤酸化。
對于土壤活性氮排放所造成的總環境損失,國際上往往采樣成本收益法進行評價。例如,歐洲氮評估的結果顯示,歐盟每年因氮肥施用引起的活性氮排放造成的總環境損失高達?200—1?500?億歐元,而氮肥施用引起的產量經濟收益約為?200—800?億歐元。參考歐洲氮評估的方法,筆者團隊對我國氮肥施用所造成的環境損失和經濟效益進行了初步的評價,發現我國氮肥所帶來的農業經濟收益跟其導致的總環境損失幾乎相等。因此,推廣合理的氮肥管理措施以減少活性氮造成的環境損失迫在眉睫。