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农业管理措施对农田氮循环的影响

农业污染是我国亟待解决的环境污染问题，化肥过量使用带来的氮污染是其中重要方面。已有相关点位研究证明了测土配方施肥、平衡施肥、氮肥深施、有机肥与无机肥配施用、新型肥料施用、抑制剂使用、基因改良等方式可以有效减少无机氮肥的使用，提高氮肥利用效率，从而减少农田氮污染。而我国政府也推行了一些诸如化肥零增长计划、循环经济法等政策措施来支持以上行为的落地，但推行效果仍有待考量。本研究利用 2007 和 2017 年两次全国农业污染源普查中收集的 320万条代表300万个点位的数据，分析了我国耕地的氮素使用和流失情况。结果显示，从2007年到2017年，中国农田管理措施除了有机肥变差之外其余均向好发展，有机肥占总肥料的比例下降了4%，免耕比例从9%增长至13%，深施比例则从44%增加到56%，而秸秆还田提供的氮素更是实现了翻三倍。同时，每公顷化肥投入量和有机肥投入量分别下降了8%和约30%，收获作物中的氮增加了10%，使利用效率总体提高了18%。氮素流失方面，我们评估了N₂O和NH₃排放以及氮淋失和径流。总体而言，单位面积污染都得到了降低，但由于播种面积的增加，氮排放总量还是增加了6%，说明还需要采取相关措施减少污染。回归分析结果显示，对于大多数作物而言，增加有机肥占比、深施比例和秸秆还田量可以提高化肥利用率通过全面采用这些方法，预计每年可进一步减少 140 万吨氮的耕地污染，而不会影响作物产量。预计未来的环境和人类健康效益将持续超过实施成本，总效益将达到 150 亿美元。