明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南...明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南省2010年(氮肥用量快速增长)、2015年(氮肥用量达峰)和2022年(氮肥用量下降)农田-畜牧系统氮素流动特征进行研究,定量系统氮素利用率和损失途径,并通过情景分析,明确河南省化学氮肥减施增效潜力。2010年、2015年和2022年,河南省农牧系统化肥氮总输入量先增加后降低,分别为321.2×10^(4)、337.4×10^(4)和263.7×10^(4) t,2022年较2015年降低21.8%,各年份化肥输入均为系统最大氮素输入项,输出项中除动植物主产品外,土壤累积和氨挥发损失为最大输出项。2010年、2015年和2022年,河南省农田和农牧系统氮利用率逐渐增加,畜牧系统氮利用率变化不大,氮素环境损失总量先增加后降低,占总氮素输入量的45.8%~46.4%。与2015年相比,2022年农田、畜牧和农牧系统氮利用率分别增加9.9、0.2和8.5百分点,氮素环境损失量降低19.2%,同时,氮循环率增加0.9百分点,食物氮代价降低22.9%。情景分析结果表明,河南省农牧系统通过化肥减施、提高畜禽粪污还田比例和优化动物饲料结构3种递进措施,还可分别降低氮肥用量的33.0%、38.4%和37.3%,降低氮素环境损失的20.7%、28.5%和36.6%,农牧系统氮素利用率分别提高10.5、12.8和15.5百分点,减肥增效潜力巨大。河南省的化肥减量增效为农业绿色发展提供了重要支撑作用。展开更多
【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resou...【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,以“农田–畜牧”系统为研究对象,量化京津冀地区农牧系统氮素流动特征及利用效率,并针对输入输出平衡施氮和增加畜禽粪便还田量替代化肥两种措施,通过情景分析评估该地区化学氮肥减施潜力。【结果】京津冀地区农田系统和畜牧系统氮素输入量分别为296.1万t和133.6万t,农牧系统氮素总体输入量为306.6万t,其中化学氮肥是最大的输入项,占总输入量的62.5%。农田系统、畜牧系统氮素利用率分别为40.6%和25.0%,农牧系统整体氮素利用率为33.8%,农牧系统氮素循环再利用率为55.2%,生产单位氮含量食物产品所需氮素投入量为3.0 kg/kg。在该地区,土壤氮素累积量为51.2万t(占总输入量的16.7%),环境排放总量为140.4万t(占总输入量的45.8%)。环境排放中,氨挥发(包括农田和畜禽粪便氨挥发)和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径,分别占总氮投入量的21.0%和9.5%。氮素土壤累积和畜禽粪便水体排放与堆置为两种最易调控的损失途径。通过输入输出平衡降低氮素土壤累积量,此地区有40%的氮肥减施潜力,此时,农牧系统氮素总投入量为230.0万t,农田和农牧系统氮素利用率分别较当前增加14.1和11.3个百分点;继续优化氮素管理,增加部分畜禽粪便还田量(减少水体排放与堆置部分)以替代化肥,则该地区有50%的氮肥减施潜力,且在此状态下,农牧系统氮素总投入量为210.8万t,较当前降低31.2%,农田系统和农牧系统氮素利用率分别增加15.3和15.4个百分点,氮素环境排放量降低36.2%,氮素循环再利用率增加20.0%,食物氮代价降低33.3%。【结论】化学氮肥施用量大,农牧分离是京津冀地区农牧系统氮素利用效率低的主要原因。在农牧系统氮素管理中,通过平衡作物生产中的氮素投入,系统氮素投入的减少潜力为40%。如果能进一步合理利用有机资源,增加畜禽粪便还田率,化学氮肥减施的总潜力可达50%,并可提高氮素利用效率,有效降低氮素的环境排放总量。展开更多
氮淋溶是氮素损失的主要途径之一,土壤硝态氮通过淋溶进入水体会造成人体中毒和水体富营养化,对人体健康和生态环境产生严重危害。为探明我国冬小麦-夏玉米轮作体系化肥施氮量、作物种类和监测方法等因素对硝态氮淋溶量的影响,利用中国...氮淋溶是氮素损失的主要途径之一,土壤硝态氮通过淋溶进入水体会造成人体中毒和水体富营养化,对人体健康和生态环境产生严重危害。为探明我国冬小麦-夏玉米轮作体系化肥施氮量、作物种类和监测方法等因素对硝态氮淋溶量的影响,利用中国知网期刊全文数据库(CNKI)和Web of Science核心合集英文数据库(WoS),收集1980—2020年冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶领域的相关文献,采用回归方程和T检验等统计学方法分析不同施氮水平、作物种类和监测方法对冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶的影响。结果表明,随着化肥施氮量的增加,小麦季和玉米季硝态氮淋溶量均呈指数增长趋势。小麦季和玉米季平均施氮量差异不显著,但小麦季硝态氮淋溶量和淋溶率显著低于玉米季(P<0.01)。在施氮量接近的条件下,采用渗漏计法和溶液提取器法测得的硝态氮淋溶量和淋溶率没有显著差异,两种方法均可作为监测硝态氮淋溶的可靠方法在田间应用。回归方程对施氮量和硝态氮淋溶量的拟合在施氮量低于300 kg∙hm^(−2)时较好,随着施氮量的增加拟合精确度降低。玉米季硝态氮淋溶风险大于小麦季,冬小麦-夏玉米轮作体系中玉米季的硝态氮淋溶现象需要引起重视。展开更多
文摘明确化肥减量增效背景下河南省农牧系统氮素流动特征,解析化学氮肥减施增效潜力,可为区域农业绿色发展提供理论支撑。通过收集统计数据和文献数据,利用NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型,对河南省2010年(氮肥用量快速增长)、2015年(氮肥用量达峰)和2022年(氮肥用量下降)农田-畜牧系统氮素流动特征进行研究,定量系统氮素利用率和损失途径,并通过情景分析,明确河南省化学氮肥减施增效潜力。2010年、2015年和2022年,河南省农牧系统化肥氮总输入量先增加后降低,分别为321.2×10^(4)、337.4×10^(4)和263.7×10^(4) t,2022年较2015年降低21.8%,各年份化肥输入均为系统最大氮素输入项,输出项中除动植物主产品外,土壤累积和氨挥发损失为最大输出项。2010年、2015年和2022年,河南省农田和农牧系统氮利用率逐渐增加,畜牧系统氮利用率变化不大,氮素环境损失总量先增加后降低,占总氮素输入量的45.8%~46.4%。与2015年相比,2022年农田、畜牧和农牧系统氮利用率分别增加9.9、0.2和8.5百分点,氮素环境损失量降低19.2%,同时,氮循环率增加0.9百分点,食物氮代价降低22.9%。情景分析结果表明,河南省农牧系统通过化肥减施、提高畜禽粪污还田比例和优化动物饲料结构3种递进措施,还可分别降低氮肥用量的33.0%、38.4%和37.3%,降低氮素环境损失的20.7%、28.5%和36.6%,农牧系统氮素利用率分别提高10.5、12.8和15.5百分点,减肥增效潜力巨大。河南省的化肥减量增效为农业绿色发展提供了重要支撑作用。
文摘【目的】明确京津冀地区农牧系统氮素流动及平衡特征,解析化学氮肥减施潜力,从而为该地区化肥零增长和农业绿色发展提供依据。【方法】通过收集文献数据及2017年统计数据,采用Nufer(nutrient flows in food chain,environment and resources use)模型,以“农田–畜牧”系统为研究对象,量化京津冀地区农牧系统氮素流动特征及利用效率,并针对输入输出平衡施氮和增加畜禽粪便还田量替代化肥两种措施,通过情景分析评估该地区化学氮肥减施潜力。【结果】京津冀地区农田系统和畜牧系统氮素输入量分别为296.1万t和133.6万t,农牧系统氮素总体输入量为306.6万t,其中化学氮肥是最大的输入项,占总输入量的62.5%。农田系统、畜牧系统氮素利用率分别为40.6%和25.0%,农牧系统整体氮素利用率为33.8%,农牧系统氮素循环再利用率为55.2%,生产单位氮含量食物产品所需氮素投入量为3.0 kg/kg。在该地区,土壤氮素累积量为51.2万t(占总输入量的16.7%),环境排放总量为140.4万t(占总输入量的45.8%)。环境排放中,氨挥发(包括农田和畜禽粪便氨挥发)和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径,分别占总氮投入量的21.0%和9.5%。氮素土壤累积和畜禽粪便水体排放与堆置为两种最易调控的损失途径。通过输入输出平衡降低氮素土壤累积量,此地区有40%的氮肥减施潜力,此时,农牧系统氮素总投入量为230.0万t,农田和农牧系统氮素利用率分别较当前增加14.1和11.3个百分点;继续优化氮素管理,增加部分畜禽粪便还田量(减少水体排放与堆置部分)以替代化肥,则该地区有50%的氮肥减施潜力,且在此状态下,农牧系统氮素总投入量为210.8万t,较当前降低31.2%,农田系统和农牧系统氮素利用率分别增加15.3和15.4个百分点,氮素环境排放量降低36.2%,氮素循环再利用率增加20.0%,食物氮代价降低33.3%。【结论】化学氮肥施用量大,农牧分离是京津冀地区农牧系统氮素利用效率低的主要原因。在农牧系统氮素管理中,通过平衡作物生产中的氮素投入,系统氮素投入的减少潜力为40%。如果能进一步合理利用有机资源,增加畜禽粪便还田率,化学氮肥减施的总潜力可达50%,并可提高氮素利用效率,有效降低氮素的环境排放总量。
文摘氮淋溶是氮素损失的主要途径之一,土壤硝态氮通过淋溶进入水体会造成人体中毒和水体富营养化,对人体健康和生态环境产生严重危害。为探明我国冬小麦-夏玉米轮作体系化肥施氮量、作物种类和监测方法等因素对硝态氮淋溶量的影响,利用中国知网期刊全文数据库(CNKI)和Web of Science核心合集英文数据库(WoS),收集1980—2020年冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶领域的相关文献,采用回归方程和T检验等统计学方法分析不同施氮水平、作物种类和监测方法对冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶的影响。结果表明,随着化肥施氮量的增加,小麦季和玉米季硝态氮淋溶量均呈指数增长趋势。小麦季和玉米季平均施氮量差异不显著,但小麦季硝态氮淋溶量和淋溶率显著低于玉米季(P<0.01)。在施氮量接近的条件下,采用渗漏计法和溶液提取器法测得的硝态氮淋溶量和淋溶率没有显著差异,两种方法均可作为监测硝态氮淋溶的可靠方法在田间应用。回归方程对施氮量和硝态氮淋溶量的拟合在施氮量低于300 kg∙hm^(−2)时较好,随着施氮量的增加拟合精确度降低。玉米季硝态氮淋溶风险大于小麦季,冬小麦-夏玉米轮作体系中玉米季的硝态氮淋溶现象需要引起重视。
