我国农田土壤氮素的投入和去向

中国网/中国发展门户网讯  作为世界上最大的发展中国家之一，中国以世界 9%的耕地养育了世界 22% 的人口。这一“中国奇迹”的背后有化学氮肥大规模施用的重要贡献。据统计，在过去的半个世纪里（1961—2010 年），我国的粮食总产量增加了3倍多，达到了 4.8 亿吨/年。与此同时，作为土壤重要的氮素补充形式之一的化学氮肥施用量却增加了近 37 倍，达到了 3 000 万吨纯氮/每年，约占全球总用量的 1/3。然而，持续增加的氮肥投入并没有带来作物产量的持续提高。2000 年后我国占播种面积 50% 以上的水稻、小麦以及玉米的产量停滞不前，而在这期间，化学氮肥的施用量却仍以每年3%的速率增加（2003—2013 年）。化学氮肥的过量施用改变了土壤的氮素平衡，导致大量的氮素流失，造成了一系列的环境问题，例如大气污染、臭氧层空洞、气候变暖、土壤酸化以及水体富营养化等，进而威胁人类健康以及生态系统的服务功能。因此，分析我国农田氮素的收支和利用情况，全面评价氮素的去向及其环境影响，并制定科学合理的化学氮肥管理措施，对实现粮食安全以及环境的可持续发展具有重要意义。

 我国农田土壤氮素的投入和去向

农田土壤的氮素有很多来源，例如化学氮肥、有机肥（如作物秸秆、畜禽粪便等）的生物固定以及大气沉降。图 1 总结了 1980—2010 年，我国农田土壤氮素的主要来源及其变化情况。

从图中可以看出，化学氮肥的施用是我国农田土壤氮素的主要来源，其年施用量从 1980 年的 945 万吨逐渐增加到 2010 年的 2 947 万吨，占总氮投入量的比例也从 54.4% 增加到了 70.3%。有机肥投入是我国农田土壤氮素的第二大来源，其年施用量增加较为缓慢，从 1980 年的 369 万吨左右增加至 2010 年的 571 万吨左右。由于化学氮肥用量的显著增加，有机肥氮占总氮投入的比例从 1980 年的 21.3% 逐渐降低到了 2010 年的 13.6%。氮的生物固定随时间变化波动较小。这 30 年间，氮的生物固定量在 235—313 万吨纯氮/年之间波动；大气沉降量则从 1980 年的 142 万吨纯氮/年逐渐增加到了 2010 年的 388 万吨纯氮/年。

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