我国氮肥生产与施用存在问题以及对提高氮肥利用率的思考

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1、10农资班植物营养学小组小组贡献： ppt制作：张喜定 材料收集：张喜定、黄平芳、李雪梅、魏平、王锐、 慕东东、高立宗、李成鹏 、杨福军、郭汉伟 演讲人：黄平芳氮肥的重要性以及利用现状现状：氮肥作为农业重要农用物资，在农业生产中发挥着极 为极其重要的作用。我国氮肥的消费占世界30%，而单位面 积的施用量已经远远超出世界平均水平。由于氮肥的大量施 用导致生产成本降低、投入/产出比降低、氮肥利用率下降、 环境污染越来越严重。问题：研究表明，我国氮肥施用问题主要体现在施用量大、 氮肥利用率偏低、施用方法不当，进而造成对环境的污染。 通过对现状分析和查阅相关文献，总结出五种影响氮肥利用 率的因素，主要

2、包括：土壤对氮肥利用率的影响；不同氮肥 对利用率的影响；作物对氮肥利用率的影响；氮肥的施用对 氮素利用率的影响和氮肥增效剂对氮肥利率的影响。解决途径：应该从测土配方施肥、优化施肥方法、注重平衡 施肥、使用新型氮肥、配合施用有机肥和利用氮肥添加剂及 增效剂六种途径来提高氮肥的利用效率。我国氮的施用现状氮是影响作物生长的重要营养元素之一，氮肥的施用在农业生产中起 着十分重要的作用。氮肥作为最重要的农业生产投入品之一，为提高产 量做出了重要贡献。通过施用氮肥来增加产量已经成为一项基本的农业生产措施。自上世 纪七十年代以来，化肥引入我国已经有了悠久历史，我国化肥施用量迅 速增加。目前已经成为世界上化肥

3、消费第一大国，占世界化肥消费的30%。其中 氮肥占化肥消费比重的60左右，随着每年农产品产量的不断提高，氮 肥的施用量也不断增加。根据世界粮农组织(FAO)的统计，全球自1961年 起氮肥用量(以纯N计算)为1 16*10 6 t，截止到上世纪90年代，全球氮 肥用量达到85510 6 t，氮肥用量增加了64倍，而我国同期的氮肥 用量从占全球氮肥用量的5猛增至30，一跃成为世界第一消费大国。 在高施氮量的同时，我国的氮肥利用率却一直较低，以水稻为例，我国 稻田氮肥吸收利用率仅为30-35，明显低于世界平均水平。氮肥的 低利用率，直接影响环境，严重制约着农业生产的可持续发展。氮肥在农业生产体系中

4、发挥了重要 作用，不仅为保障粮食安全做出了贡献， 还为我国工业发展提供了有力的支持。因 此氮肥的合理施用，是提高我国粮食产量 及保证我国粮食安全的必由之路；合理施 用氮肥，具有重要的经济、社会及生态效 益。合理施用氮肥，可以提高我国的粮食 产量，降低生产成本，增加农民的收入。 合理施用氮肥，也可以提高氮肥的利用率 ，减少氮肥的浪费量，减少对环境的污染 。因此，合理施用氮肥，对粮食安全、农 业可持续发展有着非常重要的现实意义。氮肥施用在农业生产中存在的问题 氮肥在农业生产施用中存在的问题，已 有较多研究。正如李树军在浅谈氮肥在农业 生产中的作用及当前存在的问题中叙述了氮 肥在农业生产中的作用，分

5、析了我国在氮肥 利用上存在的问题及氮肥利用率低的原因： 一是我国氮肥行业起步较晚，起初生产力落 后，从而造成全国氮肥供应的不足：二是施 用量以及施用的时期不合理，这直接影响农 作物对氮肥的利用率；第三是农民对施肥还 存在着本质的误区，如“用肥越多，收成越 好”的想法在农民中还广泛存在。氮肥在农业生产中的起着十分重 要的作用，我国人口占世界人口的22 ，耕地却仅占世界耕地的7，解 决粮食安全问题的唯一途径就是提高 单产，而施用氮肥则是众多提高粮食 单产方法之一。据调查，氮肥的投入 占整个农业生产成本的50以上，氮 肥的科学施用，不仅可以提高粮食产 量增加农民收入，也可以达到改善粮 食品质、增加土

6、地肥力、减少环境污 染等，可是由于我国氮肥施用的不合 理，不仅造成了生产成品的提高，还 引起了许多负面的影响。 生存与可持续发展的矛盾对氮肥利用率低的思考我国氮肥的施用方法和施用量不合理，直接导 致氮肥利用率偏低，没有达到预期的增产效果 ；其次，氮肥品种单一，主要以速效肥料为主 ，而且整体浓度偏低，例如浓度较低的碳酸氢 铵约占20，浓度较高的尿素约占60，效果 较好的复合肥料约占15。这些速效氮肥在施入土壤过后，易与土壤溶液 或土壤发生其他反应，由于化学氮释放的速度 过快，虽然在作物生长前期可有效的提高土壤 肥效，但是作物来不及吸收，养分就发生挥发 、淋失、径流、硝化反硝化等现象，从而 导致氮

7、肥利用率难以提高。氮素对农业环境的污染氮素对水体的污染据研究，氮肥在施入土壤后，作物吸收量仅占施入 量35左右，剩余氮肥则经过其他途径流入环境中 ，使大量氮素随降雨和灌溉尾水流入江河、湖泊、 池塘、水库、海、洋，对水环境造成污染。在化学氮进入地表水和地下水过程中，始终伴随着 一系列的物理化学和生物化学转化作用，导致地表 水的富营养化、地下水硝酸盐含量过高等。调查显示，许多稻作区稻农饮用的地下水中能够检 测出铵和硝酸盐。杨景辉指出我国的湖泊和长江下 游水面富营养化作用的面积正在逐年增加，其原因 之一就是化学氮素流失所致。2氮素对土壤的污染由于氮肥的过量施用，使得大量的NH4+与 土壤所吸附的Ca

8、2+、Mg2+等阳离子发生交 换，造成土壤结构恶化、板结，使土壤通 气蓄水的能力降低；其次，过量施用氮肥 造成土壤无机组分对酸的中和容量(ANC)的 下降，这种现象的形成是因为土壤中的H+ 循环脱节而引起的人为因素对氮循环的扰 动，导致施氮区普遍土壤酸化的现象土壤结构恶化、板结、 透气性和蓄水性降低氮肥的长期施用和大量施用，造成化学氮 素以N03- 的形式在土壤中进行累积，从而 导致土壤严重酸化；其次会提高土壤中重 金属含量的提高(主要为铝、铁等)；最后是 过量施用化肥和偏施氮肥，造成土壤出现 次生盐碱化问题，这种现象尤其是在干旱 或半干旱地区地下水位较高、地下径流不 畅、地下水中含有较多可溶

9、性盐的冲积平 原等地区尤为明显。研究指出，目前N03已成为土壤增加最多 的盐分离子，约占到阴离子总67-76 ，土壤次生盐碱化已成制约国内外农业生 产发展的严重因素。氮肥过量施用导致 蔬菜硝酸盐、亚硝 酸盐含量持续上升 ，中国几千年的泡 菜文化受到严重威 胁氮素对农产品的污染氮肥的过量施用对人类赖以生存的环境以及食品安全构 成了严重威胁。化肥对农产品的污染对水果、蔬菜最突出，而水果、蔬 菜的污染主要为化学氮污染，施用氮肥虽然可以促进作 物生长，提高产量，但是过量施用氮肥和施用氮肥的方 法不得当则会使其品质下降，并对人、畜健康造成威胁 ，特别在干旱、半干旱地区过量施肥，极易造成农作物 含有过量硝

10、酸盐，人、畜食用过后会中毒等症状。研究表明，由于大量施用氮肥，导致土壤中硝态氮含量 偏高，各种形态的化学氮素被转化为硝酸盐而被农作物 吸收。除了黄瓜、西红柿等瓜果菜类的硝酸盐含量正常 以外，叶菜和块根菜类的硝酸盐含量均有可能偏高。氮元素是构成植物体内蛋白质、核酸、代 谢酶、生物膜等物质的主要元素。对植物 体的生长发育必不可少。但是过量施用氮肥，会导致植物生长发育 生殖发育，植株徒长而结构支撑物质发 育不良，尤其细胞壁等支撑结构发育不完 善，容易引起病虫害、倒伏等问题，严重 影响着作物产量和产品品质。氮素对大气的污染氮肥在施入土壤之后，既可以通过挥发反应，直接 以NH3的形式进入大气，也可在进入

11、土壤之后，通 过反硝化作用进行还原反应，以N20、N2等其他形 式进入大气。这些气体在大气中与S02等发生反应 ，极易引起酸雨的形成，而N03就是酸雨中重要成 分之一。根据研究，稻田反硝化作用释放出的N20 可能加快全球气候变暖过程，从全球范围来看，大 气中N20的浓度正在以每年025的速度增加， 而农业生产中释放的N20约占大气层总量的70， 由此可见，1分子的N20导致气候变暖的效应与310 分子的C02相当，因此，农田中化学氮的施用对大 气的生态影响存在着至关重要的作用。如何提高谷类作物的氮肥利用效率 是一个全球性的课题。 研究指出，世界范围内谷类作物的氮肥利用效 率仅为33153451

12、，肥料氮的损失途 径主要包括硝态氮淋洗损失、氨挥发损失、反 硝化损失、作物自身地上部的挥发损失和地表 径流损失。优化氮肥管理、氮高效品种选育、 种植制度的改革以及改善作物的生育条件均能 在一定程度上提高氮肥利用效率，但是，提高 氮肥利用效率的综合配套方案目前很难实施。我国氮肥利用率低的原因分析我国氮肥利用率低的原因分析一，施用过量：我国长期以来，影响氮肥利用效率最直接的原因就是过量施用氮肥。 通过分析施氮量和氮肥利用率的关系，并根据我国实际情况可以得出 ，施氮量在不高于每公顷60公斤的情况下，水稻、小麦、玉米的氮肥 利用率分别为490、554、402；施氮量在高于每公顷 240公斤的情况下，水

13、稻、小麦、玉米的氮肥利用率分别下降至15 0、113、144，因此可以证明，施氮量在超过一定量之后 ，如果继续增加，水稻、小麦和玉米的氮肥利用率均会出现下降的趋 势。 由于氮肥对农作物的影响最大，其效果也明显，一些农民为了使作物 提高产量，只顾眼前利益，不惜大量施用氮肥，盲目、过量施肥的现 象相当普遍，而这种畸形的生产现象在经济发达地区尤为突出。上世纪末，山东省小麦氮肥用量就达到每公顷280公斤，本世纪初， 张福锁等再次对山东惠民县做了为期五年的跟踪调查，370个农户的 资料表明，在小麦玉米轮作体系下，氮肥的施用量为每公顷673公 斤，较20世纪90年代相比有明显的增加。而当前，我国氮肥的施用

14、量 仍在不断增加。二，忽视土壤养分资源的利用在通常情况下，土壤本身的氮素含量是决定氮肥利用效率的基本因素 ，即在土壤营养元素含量较高的地区，施入氮肥得到的利用率相对较 低，例如我国东北地区等，反之在土壤本身营养元素贫瘠地区，施入 氮肥得到的利用率相对较高，例如我国西北地区等。近三十年来，随着化肥的在农田大量施用，我国土壤的质量得以改善 ，农作物生产量和品质得以提高，尤其是在部分土壤元素相对贫瘠地 区，过量施用化肥和秸秆还田量的增加，使得我国土壤中的营养元素 含量总体呈上升趋势，土壤中的氮、磷、钾含量明显增长，部分地区 己呈现积累过量的态势。从第二次土壤普查的数据中可以看出，我国华东、华中、华北

15、、西北 地区耕地土壤的有机质含量和氮含量稳中上升，西南地区升降不定， 东北地区有所下降。由于我国经济发达地区常年施氮量过高，对很多 地区的土壤造成不同程度的影响，经检测我国土壤剖面中均呈现出较 高含量的无机氮积累，这种现象在北方尤为突出。以华北地区小麦玉米轮作体系试验为例，提取作物生育期内O- 90cm剖面土壤进行检测，其硝态氮含量高于每公顷200千克，而欧盟 国家这一数值为每公顷不超过50千克，可见我国氮肥残存量明显高于 国际标准。研究表明，土壤中残留的高含量硝态氮是影响目前作物基础产量偏高 的主要因素，可这一条件同样影响氮肥增产效益的不明显，另外，由 于土壤中硝态氮含量过高，造成化学氮素的

16、流失，这也是我国氮肥利 用率低的重要原因之一。三，环境养分来源广，数量大近三十年来，我国氮肥的施用量急剧增加，可是化学氮 素流失现象非常严重，造成灌溉水的营养元素含量增高 ，另外通过大气干湿沉降，大气中的营养元素的含量也 相对提高，在农业生产中雨水和灌溉水的营养价值很少 被人关注，但是其作用确实存在。研究表明，在我国华北平原地区，大气氮素的干湿沉降 已经成为农作物营养元素的主要来源之一，其年沉降总 量可达到每公顷8090千克，包括无机氮每公顷27千 克、有机氮每公顷8千克。由于常年施用化肥，我国灌溉水中氮、磷、钾以及微量 元素的含量明显增高，成为粮食作物农田生态系统的重 要补充部分。同样，生物固氮对粮食作物农田生态系统养分输入仍是 不可忽视的。因此，环境养分也是对氮肥利用率也存在着影响，在必 要时刻也必须将其考虑在内。四，养分损失未能有效阻控提高氮肥的利用率不仅可以提高作物产