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安全与环境学报2024年第10期:农业氮素投入与农业面源污染风险的响应关系——以河南省为例

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作者:李栋浩;蔡文沛;李玲;吴用;王佳宁;杨仙;

单位:河南农业大学资源与环境学院;

摘要:研究以减少面源污染风险、提高氮肥利用效率为目的,根据土壤氮素平衡原理,使用清单分析法和排污系数法解析了河南省17个地级市氮肥施用现状并对各地市农田土壤氮盈余、理论施氮量以及监控施氮量进行了量化分析。结果显示:除漯河市外,河南省剩余16个地级市的农田土壤氮素含量普遍处于盈余状态,氮盈余平均值达到255 kg/hm~2,氮肥生产效率较低且大量施肥,是导致河南省农业面源污染和制约粮食增产增效的主要原因;河南省16个地级市存在过量施氮的情况,对作物施氮量进行调整后,在保证土壤养分和作物生产的前提下,河南省年总施氮量由原来的3.793×10~6 t减少到2.553×10~6 t,平均施氮量负荷由455 kg/hm~2降低到319 kg/hm~2,河南省平均氮肥生产效率也将从14.3 kg/kg提升到22.3 kg/kg,有效提高了氮肥生产效率并减少了农业面源污染发生的风险;在农田土壤氮素平衡模型中,濮阳市、焦作市等部分施氮水平较高的地区由于土地利用率高、农作物消耗较大和种植结构等原因,农田土壤氮素的过剩量较小,农业面源污染风险也较小;济源、三门峡等部分施氮水平较低的地区由于地形、土壤和熟制等因素影响,农田土壤氮素的过剩量反而较大,农业面源污染风险也较大。因此,施氮量越大并不意味着农业面源污染风险越大,在农业生产中不能一味地追求“减氮”,而是要使氮肥施用量能够满足实际农业生产和增产的需求。

关键词:环境学;氮肥;农业面源污染;氮素平衡

基金资助:国家重点研发计划资助项目(2021YFD1700900); 河南省重点研发与推广专项(科技攻关)(232102110055); 河南省科技开发联合基金项目(重点项目)(225200810045)