安徽省化肥面源污染环境风险分析

为了深入了解化肥施用对农村生态环境的威胁,在综合考虑化肥施用强度、效率、生态安全标准、环境效应权数及作物复种指数等多种因素的基础上,构建了化肥面源污染环境风险评价指数模型,对安徽省化肥施用时空分异与面源污染环境风险进行研究。结果表明,2013年安徽省总化肥施用强度平均为853.6 kg·hm~(-2),化肥面源污染环境风险指数为0.72,总环境污染风险程度为中度;氮、磷、钾施用比例平均为1∶0.52∶0.49,氮、磷和钾3种单质肥料的环境风险指数分别为0.72、0.78和0.65,风险程度分别为中度、高度和低度,其空间分布具有明显的聚集效应。安徽省16个地级市目前普遍存在农田化肥过量施用的问题,区域差异大,分布规律比较明显。其中淮南为严重风险,蚌埠、六安、芜湖和铜陵4个地区为高度风险,其余各市为中度风险。     

四川省主要农业投入品时空变化特征及影响因素

当前资源环境约束日益严峻,农业投入品合理利用事关绿色发展与农业供给侧改革的推进。对四川省5个不同农业区主要农业投入品(化肥、农药、农膜)使用现状进行调查,结合往年统计数据并建立主成分回归模型,分析3大投入品施用强度的影响因素。结果表明:(1)研究区化肥使用总量近60 a间呈递增趋势,其中4个区化肥施用量现状超过发达国家上限标准(225 kg·hm~(-2)),有机肥投入量大小趋势与化肥相反。化肥投入结构失衡,各区总体表现为偏氮少钾。各农业区肥料利用效率有分异,川西北高原区最高(25.72 kg·kg~(-1)),攀西山地区最低(13.14 kg·kg~(-1));(2)1993—2013年间农药施用总量增加了56.96%。成都平原区农药投入量(6.17 kg·hm~(-2))是攀西山地区(2.10 kg·hm~(-2))的3倍。农药投入结构不合理,偏重杀虫剂;(3)1993—2013年间农膜总投入量增长了290%,地膜所占比例较大,可降解地膜只占10%;(4)种植便利度、城镇化率与3大农业投入品强度均呈正相关关系,种植结构与投入品强度均呈负相关关系。市场经济导向下种植结构快速调整,生产周期短、复种指数高的经济类作物大面积播种,化学投入品强度增加,并造成环境风险。针对四川省投入品用量不断上升、区域失衡和结构不合理等问题,提出应继续推广投入品高效环保施用技术;因地制宜优化种植结构,发展循环农业;普及适度经营管理模式,依托农业机械化对农户统一指导管理;实施以新型产品和服务为重点的减量增效补偿试点的措施。     

淀山湖区域茭白种植模式氮、磷流失规律及负荷特征

在常规施肥条件下,通过大田小区径流试验研究了淀山湖区域特有的茭白-水稻轮作和茭白单作种植模式的氮、磷流失规律及污染负荷特征.结果表明,研究区氮、磷面源污染物排放主要集中在6-9月,排水TN平均质量浓度最高可达130.0 mg·L-1,以NH+4-N流失为主,主要来源于化肥施用;茭白生长期内,排水TP平均质量浓度为0.104～0.777 mg·L-1,以颗粒态磷为主,约占TP总量的73.5%～90.3%(除8月外).茭白-水稻轮作和茭白单作模式TN污染负荷分别为134.8和88.6 kg·hm-2·a-1,均高于太湖流域其他几种种植模式;而TP污染负荷则分别为1.52和1.06 kg·hm-2·a-1,低于太湖流域常见种植模式的平均水平.氮肥施用及氮素流失控制应作为淀山湖区域农业面源污染控制的重点.     

稻田流失养分循环利用系统构建研究初探

针对长江三角洲经济发达地区集约化农田化肥投入超量、稻区水体N、P、K富集度超高,农田生态环境遭到严重破坏等现状,该文系统研究了农田流失养分从农田到水体,再由水体回到农田的循环利用过程,并构建农田养分流失循环利用系统工程,为我国农田流失养分循环利用和农业生态环境健康提供科技支撑。研究结果表明：本区域农田面积为18.6 hm2,水稻季农田化肥N、P、K投入量分别为305.7、44.9、150.8 kg·hm-2;整个水稻季本区域农田地表径流量为4 518.0 kg·hm-2,其中N、P、K流失量分别为16.6、0.5、9.6 kg·hm-2,占水稻季N、P、K肥投入量的5.45%、1.07%和6.37%;农田周围净化池塘中水生植物的N、P、K拦截量分别为67.8、8.1、99.7 kg,分别占本研究区域N、P、K流入量的21.84%、90.31%和55.73%。将水生植物还田,晒干水葫芦（Halerpestes cymbalaria）按4 500 kg·hm-2农田施用,可分别减少农田化肥N、P、K的投入量106.2、9.5、105.8 kg·hm-2。该研究成果对于减轻农业生产面源污染,推进农业生产可持续发展具有积极意义。     

小麦/玉米和蚕豆/玉米间作对土壤硝态氮累积和氮素利用效率的影响

提高氮肥利用效率,减少氮肥过量施用对环境造成的污染,是保障国家粮食生产和生态环境安全的关键.文章以甘肃河西灌区为试验地点,在0、300、450 kg·hm-2氮水平下,探讨了小麦(Triticum aestivum L.)/玉米(Zea mays L.)和蚕豆(Vicia faba L.)/玉米间作对土壤硝态氮累积和分布的影响.结果表明:随氮肥用量增加,0～60 cm土层土壤硝态氮相对累积量增加,100～200 cm土层降低.在3个氮水平下,蚕豆间作土壤硝态氮含量和累积量都低于单作.小麦间作在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作,但在0和450 kg·hm-2氮水平下,小麦收获后间作与单作近似,玉米收获后小麦间作土壤硝态氮累积量都低于单作.与小麦和蚕豆间作的玉米在300 kg·hm-2氮水平下土壤硝态氮累积量都低于单作玉米,在0和450 kg·hm-2氮水平下则表现不同.在300 kg·hm-2氮水平下,两种间作氮肥当季利用率都明显高于相应的单作,施氮量增加到450 kg·hm-2时,则表现不一样.     

生态肥料 NutriSmartTM在甜椒生产中应用的生态效应

过量施用肥料导致产品质量下降,引发水体和土壤的严重污染;减少施用农田化肥或施用对环境影响较小的肥料将有利于减少农田N、P损失。因此,世界各国尝试研究和开发既能提高作物产量和质量又可降低环境风险的新型肥料。生态肥料Nutrismart在甘蔗、野菜种植上均取得较好的成效,但在蔬菜上的应用研究及其施用后的N、P损失研究鲜见。本研究以甜椒(Capsicum annuum var.grossum)为例,进行温室培养试验,共设8个处理,采用不施肥、纯施常规化肥和混施不同比例的生态肥料NutriSmartTM和常规化肥的技术,比较生态肥料NutriSmartTM和常规化肥混施与单独使用常规化肥对甜椒产量及品质的影响,并进一步通过土柱淋溶试验模拟研究生态肥料对土壤氮磷损失的影响,评价其生态风险。结果表明,生态肥料NutriSmartTM的施用,不仅大幅度降低化肥的用量,还保持了甜椒的产量和质量,且施用量的提高未增加土壤中氮、磷的淋溶,造成水体富营养化的风险降低,在蔬菜中有良好的应用前景。     

基于增强回归树的农田总氮流失强度省际差异及其影响因素分析

采用增强回归树(boosting regression tree,BRT)方法分析我国2012—2014年农田总氮流失强度省际差异的影响因素,测算各影响因素的贡献率,分析农田总氮流失强度与各影响因素的关系。结果表明:2012—2014年我国农田总氮流失强度年平均值为9.40~9.50 kg·hm-2,其中,华北、华南和华东地区农田总氮流失强度较高,3年平均值分别为16.51、15.16和14.01 kg·hm-2;农田总氮流失强度较低的地区是东北,3年平均值为3.41 kg·hm-2,其次是西南地区(7.02 kg·hm-2)和西北地区(8.18 kg·hm-2)。结构因素、技术因素和区域因素对农田总氮流失强度省际差异的贡献份额分别为20.9%、28.5%和42.6%。区域因素对于农田总氮流失强度省际差异的贡献最大,影响程度也较大,华北、华东、华南和华中地区农田氮素更容易流失,是农田总氮流失的重点控制区。粮食作物和蔬菜播种面积比例、氮肥投入强度和有效灌溉面积比例对农田总氮流失强度的影响总体上呈增加趋势,复种指数、人均种植业产值和人均耕地面积的影响则总体上呈减少趋势。建议根据区域自然地理条件和农业经济特征,通过优化农业结构、统筹水肥管理和改善土地利用来降低氮肥投入强度和提高氮肥利用效率,从而削减农田总氮流失强度。     

耕地细碎化和劳动力老龄化对水稻化肥施用强度的影响

化肥过量施用已成为中国农业生产中较普遍现象,且小农家庭经营仍是中国当前乃至今后相当长时期内农业经营的主要形式,因此,探究小农户化肥过量施用行为内在机理,是中国农业实现化肥减量增效政策调控的焦点。基于湖北东南地区775份水稻种植户调查数据,采用有序Logit模型分析耕地细碎化和劳动力老龄化对水稻化肥施用强度的影响。结果表明：(1)耕地细碎化和劳动力老龄化对化肥施用强度呈显著正向影响,且耕地细碎化对化肥施用强度的正向影响远大于劳动力老龄化;(2)耕地细碎化和劳动力老龄化对化肥施用强度的影响受地貌类型制约,其中,耕地细碎化对低山丘陵区化肥施用强度的正向影响远大于岗地平原区,而劳动力老龄化对低山丘陵区化肥施用强度的正向影响略大于岗地平原区;(3)耕地质量等级和水稻种植规模对化肥施用强度呈显著负向影响,而稻谷商品化率对化肥施用强度呈显著正向影响。     

太湖流域坡地茶园径流流失规律

在太湖流域坡地茶园进行小区试验,研究自然降雨条件下坡地茶园径流流失的基本规律.结果表明,在常规种植条件下,茶园的平均年径流水量为98.29 L·m-2,随径流流失的氮素量为11.685 kg·hm-2,其中硝态氮(N03--N)流失量为8.918 kg·hm-2,占总氮的76.320%;可溶性总磷(TDP)流失量为0.128 kg·hm-2,磷酸根(PO3-4)流失量为0.104 kg·hm-2,占磷总流失量的65.823%;径流携带泥沙量为181.13 kg.hm-2,其中泥沙携带氮为0.272 kg·hm-2,泥沙携带磷为0.030 kg·hm-2;氮、磷流失系数分别为1.008%和-0.087%,氮、磷肥流失率分别为5.686%和0.190%.说明试验区域坡地茶园径流量少,氮、磷流失较少,产生农业面源污染的风险较小.     

华北平原夏玉米季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原夏玉米种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,对前人的15N示踪试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮、土壤氮三者之间的关系,探明夏玉米季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况。结果表明：华北平原地区玉米产量最高时施氮量平均为190 kg·hm-2;秸杆吸氮量高于籽粒,且吸氮量随施氮量增加而升高,土壤残留量和损失量有随施氮量增加而增加的趋势;土壤氮库盈亏量与施氮量之间呈现线性极显著正相关,在秸秆50%和100%还田的两种条件下,施氮量为198 kg·hm-2和137 kg·hm-2时,土壤氮库达到平衡;推荐施氮条件下夏玉米对氮肥的吸收利用率远高于传统施氮,过量施氮会引起作物产量和氮肥利用率降低的负效应,增加土壤氮素残留和损失;施氮量在40~360 kg·hm-2范围内时,3种秸秆处理方式下,氮肥各去向绝对量与施氮量之间均呈显著线性相关关系;而氮肥各去向比率与施氮量之间只有地上部吸收率和籽粒吸收率与施氮量之间呈显著线性相关关系。由此,明确了华北平原夏玉米合理施氮量：秸秆50%还田时,为198 kg·hm-2;秸秆100%还田时,为137 kg·hm-2,揭示了华北平原夏玉米施氮量与土壤氮库盈亏量呈线性极显著正相关。这为确定华北平原夏玉米合理施氮量,提高氮肥利用率,避免肥料浪费及其对环境的危害提供了理论依据。     

区域种养平衡估算与养殖场种养结合意愿影响因素分析:基于江苏省的实证研究

种养结合是实现畜禽粪便资源化利用、防控畜禽养殖污染和减少农田化肥施用的重要途径。2001—2013年江苏全省及各地市普遍存在农田氮磷盈余现象,氮磷盈余强度总体上呈现先上升后下降的阶段性特征,苏北各地市氮磷盈余强度普遍高于苏南、苏中地区,化肥过量投入是农田氮磷盈余的主要驱动因素。与2001年相比,2013年全省及多数地市氮磷盈余强度下降幅度较大,全省农田氮磷平衡状况正在改观。运用Logistic模型研究养殖场种养结合意愿的影响因素,发现养殖场是否获得过养殖环保政策补贴、环保部门的监管压力、养殖规模和配套土地面积等因素对养殖场种养结合意愿具有显著正向影响。     

我国水稻生产中农药过量施用研究:基于社会和私人利益最大化的视角

农业生产中施用农药有助于节约劳动投入、抑制农作物病虫害和提高农业生产经济效益;然而过量施用农药,不但有损使用者健康,而且会危害食品安全,污染生态环境。从社会和私人利益最大化视角,应用农药环境测算工具、环境影响因子和损害控制模型,将水稻生产中农药过量施用的外部成本映射为对农药使用者、农产品消费者和环境中非靶标生物的危害损失,估算水稻生产中农药的最佳施用成本和过度施用成本。结果表明,当前我国水稻生产中农药过量施用现象较严重,2016年农药施用成本(以1990年不变价格计)为225.3元·hm~(-2),分别是社会和私人最佳施用成本的1.45倍和1.22倍。1990年至今,水稻生产中农药施用的外部成本呈上升趋势,对环境的污染程度逐步加深。1990—2016年,水稻生产中农药外部成本由11.2增长至76.7元·hm~(-2),增长5.8倍,年均增长率高达7.3%。单位面积耕地农药的社会和私人最佳施用成本的数量和增速不一致。2016年农药的社会和私人最佳施用成本分别为155.5和184.0元·hm~(-2),后者比前者提高18.3%;1990—2016年,农药的社会和私人最佳施用成本之间的差距,由11.0增长至28.5元·hm~(-2),增长1.6倍,私人最佳施用成本增速快于社会最佳施用成本。因此,公共部门应合理规制高毒农药产量,发展低毒农药和生物农药,加强农药施用技术培训,推广农作物病虫害社会化防控,着重调和社会与私人利益最大化时农药施用成本不一致问题,并大力倡导有害生物综合防控或物理防治措施,从源头控制化学农药过量施用。     

华北平原冬小麦季化肥氮去向及土壤氮库盈亏定量化探索

为提高华北平原冬小麦种植体系的氮肥利用率、减少氮肥对环境的污染,本研究对前人的试验数据进行整理核算,分析肥料氮、作物氮和土壤氮三者之间的关系,探索冬小麦季化肥氮的去向及土壤氮库的盈亏情况.结果表明:华北平原冬小麦当季化肥氮的吸收量随施氮量的增加而升高,对土壤氮素的吸收随施氮量的增加而降低;在秸秆50%还田和100%还田两种情况下,土壤氮库盈亏量与施氮量之间均呈线性极显著正相关,且土壤氮库达到平衡时的施氮量分别是 N 192和166 kg·hm-2;冬小麦对氮肥的吸收利用率推荐施氮远高于传统施氮,过量施氮不仅不会提高作物产量,还会降低氮肥利用率,增加土壤残留和损失;3种秸秆处理方式下的冬小麦氮肥各去向绝对量与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间均呈显著线性相关关系,秸秆不还田条件下的地上部吸收率、秸秆吸收率和秸秆50%还田下的地上部吸收率及秸秆100%还田下的0~100 cm土壤残留率均与施氮量(N 75~375 kg·hm-2)之间呈显著相关关系.     

华北高产农田施用生物质炭对耕层土壤总氮和碱解氮含量的影响

基于华北高产农田3年的定位试验,探讨冬小麦-夏玉米轮作制度下,生物质炭与化肥配施对土壤耕层全氮与碱解氮质量分数的影响。试验设CK（单施化肥）,C1（施用化肥＋秸秆炭2 250 kg.hm-2）,C2（施用化肥＋秸秆炭4 500 kg.hm-2）;CN（施用炭基缓释肥750 kg.hm-2）4个处理,随机区组排列,3次重复。结果表明：施用生物质炭明显增加了土壤耕层全氮的质量分数,其中在0～7.5 cm土层,C2处理土壤全氮的质量分数最大,为1.7 g.kg-1,与CK处理相比差异显著（P〈0.05）;在7.5～15 cm土层,生物质炭的各处理虽能增加土壤全氮的质量分数,但差异不显著（P〈0.05）。在这2个土层中,施用生物质炭对土壤碱解氮的质量分数没有显著影响。结果初步表明,在华北高产粮区施用生物质炭对增加耕层土壤全氮量有积极意义。     

农业化肥污染的政策成因及对策分析

化肥污染是农村面源污染的重要组成部分,如何解决该问题已经成为中国学者热议的话题。为了定量分析国家政策对化肥过量施用的影响,基于我国1998—2007年各省市的面板数据,借助STATA软件包和化肥施用效用模型假设,对其进行了回归分析。结果表明：一是随着经济发展水平的提升,农业化肥污染仍会不断加剧。二是多年来国家给予化肥企业＂优惠＋补贴＋限价＂的化肥行业发展政策是化肥过量施用的根本政策原因,当前国家惠农政策有助于降低化肥的需求量。三是当国家取消对化肥企业的补贴政策,继续当前的惠农政策时,则农民直补政策需以农民有利于环境的施肥方式为前提。四是若国家继续当前化肥行业发展政策和惠农政策,则视国家给予化肥企业的补贴确定一个直补额度,当对农民直补小于该额度时,则直补有利于农民减少对化肥的需求;但当直补超过这一额度时,农民则会增加对化肥的需求,因此后者需以农民施肥行为有利于环境为前提。     

施用化肥对砂姜黑土碳库管理指数的影响

针对安徽省砂姜黑土的不良属性,在安徽蒙城砂姜黑土上进行了4年的施肥定位试验,施肥方式为年施氮量（以 N计）0、360、450、540、630、720 kg·hm-2,玉米季占55%,通过研究连续施肥措施下砂姜黑土耕层土壤活性有机质组分的变化特征,分析了单施化学氮肥对土壤有机质组分及碳库管理指数的影响。结果表明：施用化学氮肥有利于提高土壤总有机质质量分数和活性有机质质量分数,变化幅度分别为17.49~19.46、3.10~3.52 g·kg-1,化肥施用水平之间差异不显著,相比不施肥,施肥土壤的总有机质质量分数增加1.53~3.53 g·kg-1、活性有机质质量分数增加0.10~0.52 g·kg-1、稳定态有机质增加1.02~4.30 g·kg-1。处理间高活性有机质质量分数变化范围为0.46~0.62 g·kg-1,施用化肥后降低,高量氮肥与不施肥处理间差异显著（P＜0.05）;中活性有机质质量分数在2.21~3.25 g·kg-1之间,且与氮肥施用水平有关,年施氮量（以N计）高于540 kg·hm-2时其值增加,但各施用水平间无显著差异（P＞0.05）。施氮对CMI的影响不显著,土壤总有机质增加的有机质组分主要为稳定性有机质。施氮处理的玉米籽粒产量明显高于不施氮处理,年施氮（以N计）720 kg·hm-2的玉米籽粒产量最高,达11137.90 kg·hm-2。相关性分析结果显示,3种活性有机质之间,活性有机质和高活性有机质相关性最高,关系最为密切;碳库管理指数与活性有机质呈极显著正相关,相关系数为0.910;总有机质含量与活性有机质含量显著正相关（P＜0.05）,与碳库管理指数无显著相关性（P＞0.05）;玉米籽粒产量与总有机质、活性有机质极显著正相关（P＜0.01）,与碳库管理指数显著相关（P＜0.05）。由此可知,化学氮肥可促进砂姜黑土耕层土壤总有机质和活性有机质的提高,且二者均能够反映砂姜黑土施用化肥后的肥力变化情况;提高砂姜黑土总有机质的有机质组分主要是稳定态有机质;要提高玉米产量需要较高的氮肥用量。     

施用化肥对农业生态环境的负面影响及对策

论述了肥料的过量使用对我国的农业生态环境质量的负面影响，提出了合理施用化肥防治环境污染的对策。认为过量施用化肥引起土壤酸化和板结、重金属污染、硝酸盐污染和土壤次生盐渍化，从而导致土壤肥力下降，并且造成水体富营养化，淋溶污染地下水，致使作物品质下降，硝酸盐含量超标，并通过食物链危害人体健康。此外，认为化肥对大气环境的影响主要集中在氮肥上，氨挥发和NOx、CH4及CO2的释放，不仅能引起温室效应，而且还能够引起臭氧层的破坏。提出了相应的对策：增加科技教育的投入，提高农民的科学文化素质，提高全民的环境意识；合理施肥；结合国家的调控政策，在粮食产量与环境保护、作物产量与产品品质之间找到平衡点。     

广东省梅州市农地畜禽粪便环境风险评价

采用排泄系数估算法计算2008年梅州市各县(区)各类畜禽的粪便产生量,并计算农地畜禽粪便最大负荷量,运用农地畜禽粪便承载预警值对该市畜禽养殖进行环境风险评价.结果表明,2008年梅州市畜禽产生的污染物量为:粪324.60万t,尿液180.02万t,BOD519.36万t,COD 19.91万t,NH3-N2.423万t.梅州市农地畜禽粪便承载量平均为23.07t·hm-2·a-1,畜禽粪便承载预警值平均为0.51,总体预警级别为Ⅱ级,对环境"稍有影响",但不同地区间存在差异,丰顺县预警值最高,平远县相对较低,平远县畜禽养殖尚有较大的发展空间.     

化肥经济过量施用行为的影响因素研究

基于浙江省4个县(市)的山区农户调查数据,通过运用CD生产函数方法对化肥经济投入是否过量进行分析。研究发现:被调查的浙江省4个县(市)化肥施用量均超过了经济意义上的最优施肥量,农户对粮食作物、经济作物种植中的化肥投入均过量,其中粮食作物化肥过量施用程度较严重。运用计量经济模型对化肥经济过量施用量的影响因素进行分析,结果表明农户参与非农就业的比例以及地块的质量、灌溉条件等因素是导致化肥经济过量施用行为的重要影响因素。     

NPK肥不同配比对萝卜产量及硝酸盐含量的影响

通过田间小区试验,采用NPK肥3因素5水平正交旋转组合设计,研究冲积菜园土上施用化肥对萝卜产量和硝酸盐含量的影响。结果表明,低N与中高量PK肥配施既可保证萝卜最适产量,也可降低萝卜硝酸盐含量;回归和频数分析得出,萝卜产量达实际最高产量90%~95%左右,同时其硝酸盐含量降低至1 057~1 218 mg.kg-1的最佳NPK肥配比为N 100~141 kg.hm-2、P 84~100 kg.hm-2和K 220~279 kg.hm-2。