基于Nufer模型的京津冀农牧系统氮素平衡状况及化学氮肥减施潜力分析
2021-03-02黄少辉杨云马刘迎夏宋大利杨军芳贾良良
黄少辉,杨云马,侯 亮,刘迎夏,宋大利,杨军芳,何 萍*,贾良良*
(1 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081;2 河北省农林科学院农业资源环境研究所/河北省肥料技术创新中心,河北石家庄 050051;3 河北省农林科学院农业信息与经济研究所,河北石家庄 050051)
目前,国外对农牧系统氮素循环和环境排放的研究较多,其中以物质流分析[10](material flow analysis,MFA) 应用最广,它根据质量守恒定律,在一定时间和空间范围内对特定系统的物质及养分流动和贮存进行系统性分析,定量其在各个环节的转化和移动过程,如Isermann等[11]利用物质流分析计算了德国“作物–畜禽–家庭–污水垃圾处理”系统氮素流动帐户,分析了不同营养需求下德国氮素平衡的前景。Ma等[12]利用物质流方法建立了Nufer模型 (nutrient flows in food chain,environment and resources use),在全国尺度上定量了食物链和农牧系统氮素平衡、环境排放、利用效率以及流动特征。此后,佟丙辛等[9]、张建杰等[13]、张晓萌等[14]利用Nufer模型定量了河北、山西和东北三省农牧系统氮素流动特征,证明Nufer模型在我国区域尺度具有良好的适用性,也提出了提高有机肥还田率、农牧结合等提高区域氮素利用效率的措施。
氮素输入输出平衡 (平衡施氮) 是研究化肥减施潜力的主要方法之一,如米国华等[15]通过此方法计算出东北地区氮肥节约潜力为9~25 kg/hm2,赵亚南等[16]的研究也表明通过平衡施氮原则河南地区小麦节氮潜力为16.4%~36.7%,玉米节氮潜力为30.0%。平衡施氮可降低土壤氮素盈余,降低环境损失。此外,有机替代也是重要的化学氮肥减施措施,宋大利等[17]研究表明我国畜禽粪便全量还田理论上可减少氮肥37.3%;……
