我国农田氮素损失最高达70%,提高利用率,降低成本,农民怎么做

在农业生产中,施用氮肥是获得高产必不可少的途径之一,氮肥也是农民最常用的一种肥料。我国是人口大国,据统计,中国氮肥消费量占世界氮肥总量的30%,成为世界第一大消费国。

水稻是我国的主要粮食作物,水稻生产对氮的需求仅次于水,是构成水稻生长成本的主要部分。为了满足人口不断增长的需求,农民往往通过施用过量的氮肥来获得高产。另一方面,氮肥相对而言比较便宜,这也促使了氮肥的过量施用。据统计,生产水稻所消耗的氮肥占世界水稻氮肥总消耗量的37%,且比例逐年增长。

在一定的范围内,水稻的产量随着氮肥施入的增多而增加,但是投入越多,利用率越低,还会造成严重的环境污染。

因此,我们要解决好提高产量与保护环境之间的矛盾,既能获得尽可能高的产量,又能最大限度地减轻对环境压力,提高氮肥的利用率。

今天我们从我国农田实际情况出发,重点分析氮肥利用率低的原因,以及提高氮肥利用率的方法,2个方面进行阐述,(重点讲述和农民相关的部分,水稻田撒施尿素,如何提高利用率等)希望对农民合理施用氮肥,节省生产成本,兼顾氮肥施用的农业效益和环境效益提供一定的帮助

我国农田氮素损失最高达70%,提高利用率,降低成本,农民怎么做

1、 中国氮肥利用率低的原因分析

对于农民最常用的两种氮肥尿素、碳铵来说, 水稻上氮素损失率多为30%-70%,旱作农田损失率多为20%-50%。关于氮素的损失途径(氨挥发,硝化-反硝化,淋洗和径流),前面文章已经详细讲过,就不多赘述,重点讲述我国的实际情况。

1.1 我国土壤氮,背景值过高

由于长期施用大量的无机和有机肥料,在土壤中残留,积累,导致了我国土壤氮的背景值高于其他国家。简单的说,即便是不施氮肥,我国水稻的产量也比其他背景值低国家水稻产量高出20%左右。长期以来,我国施肥管理是以培肥土壤,提高生产力为宗旨,但事实证明,在灌溉的水田土壤中,并不需要很高的土壤背景氮来维持土壤的生产力。

培肥土壤达到高的背景氮水平,往往需要消耗大量的有机和无机氮肥 。而且 ,背景氮含量高的土壤在休耕期将会有更多的氮素损失进入环境。更重要的是土壤背景氮过高, 当氮肥施用量大时将导致氮肥农学利用率降低 。

中国农业大学张福锁教授认为,当前面临的难题就是,如何在不影响土壤肥力其它性状的前提下,适当降低稻田的背景氮来提高氮肥利用率。

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1.2 杂交水稻、超级稻等高产、耐肥水稻的推广

我记得读研的时候,我们专业的前辈说过,杂交水稻、超级稻产量确实高,但是有谁看到了,它对肥水的需求也大,长那么高,那么壮,农民需要投入大量的肥料,这个生产成本也增加不少。

我国大约有一半的稻田种植杂交稻,种子很贵,农民一半都会稀植,但是为了达到想要的产量,就投入大量的氮肥,来促进分蘖,前期氮肥利用率非常低。其实增加的肥料成本可能比省下来的种子成本更高,因此,我们可以适当增加杂交稻移栽时的本苗数和适当降低前期施氮量, 在产量持平的前提下能提高氮肥利用率 。

超级稻之所以被称为“超级”,不仅是因为高产,大穗、茎秆粗壮,抗倒性强,还因为耐肥当农民应用这些新品种或组合时 ,通常会施用更多的氮肥以获得高产。

因此,新育成的品种或组合对氮肥反应的敏感性降低,氮肥利用率低,而且会因农民实际施氮量的增加而加剧 。

因此在选育品种的时候,需要限制育种田的供氮水平,或者氮肥施用量控制在 120- 150kg/ha 的水平,可能有助于提高新品种(组合)的氮肥利用率 。

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1.3 农民传统的施肥方式主导,氮肥施用时期不当

在江苏、浙江 、湖南和广东的调查结果表明,农民通常将氮肥总量的 55%- 85%作为基肥和在移栽后前 10天内追施 。水稻前期施氮量高有利于返青和分蘖 。尤其对于分蘖力偏低的超级杂交稻等及大穗型品种效果更明显。然而,大量的氮肥在前期就施入土壤和灌溉水中,而此时水稻庞大的根系尚未形成,水稻对氮素的需要的绝对量也不是很大, 肥料氮在土壤和灌溉水中浓度高 ,停留时间长将加剧氮素的损失。

此外,过量的氮会使水稻对氮素产生奢侈吸收,贪青徒长,病虫加剧,不抽穗,倒伏等,降低氮肥的利用率。

据我研究生论文显示,在氮肥减量20%情况下,水稻产量不仅没有降低,反而增加。因此这也是目前研究的一大热点——减肥增效,既能降低成本,又能保证产量,减少污染。

1.4 水稻分蘖期末,中期晒田

晒田是我国几千年传承下来的一种习惯了,尤其是前期氮肥施用过多的田块,中期晒田能够抑制分蘖,减少无效分蘖,促进根系生长。

但是很多研究显示,晒田会导致土壤氮素损失加剧和水稻吸氮量减少,氮肥利用率下降。因此,有效控制前期氮肥施用量,就不会出现大量的无效分蘖和过大的叶面积。适量氮肥施用,就不用晒田,水稻氮肥利用率也会得到改善。

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2、提高我国水田氮肥利用率,农民可以做什么?

提高氮肥利用率的重点一直锁定在减少氨挥发和反硝化作用,改变氮肥形态,采用包膜形式,使用硝化抑制剂、脲酶抑制剂以及通过育种筛选出氮肥利用率高的品种等等。

今天我们主要讲与农民息息相关的,就是如何平衡合理施肥,选择正确时间,最佳施肥量,适当深施,以水调氮等。

2.1 选择合适的氮肥品种

常见的氮肥品种包括尿素、碳铵、硫铵和磷铵,尿素使用最广。大家在选择尿素的时候,可以选择超大颗粒的尿素,不仅有利于深施,而且用量只有普通尿素的76%-93%,能够提高氮肥的利用率。

此外,缓释氮肥能减少氮素的损失 。目前大面积试用的缓释氮肥是硫包尿素,不仅能够为水稻全生长期提供足量的氮素,而且能降低土壤和田面水中的氮浓度,因而降低氨的挥发损失。

新型氮肥可以显著提高水稻的氮肥利用率和产量,但其生产成本过高而导致使用价格过高,难以普遍投入到大规模生产中等问题也需进一步解决。

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2.2 选择合适的使用时期,适当深施

水稻在不同的生育期对氮肥的需求量不同,因此,适宜的氮肥施用时期,良好的前后期氮肥施用比例,不仅可以降低肥料成本,氮肥利用率也会得到大大提高。范大泳等研究表明,杂交水稻中优 679在基蘖肥、穗肥施氮比例为 6∶4 时,其产量与氮肥利用率最高。

碳酸氢铵和尿素这两种肥料面施后,都易通过氨挥发而损失。研究者们发现,氮肥施在 10-15cm 土壤深处时,铵离子可被土壤胶体所吸附,显著降低了氮肥由于挥发及反硝化作用造成的损失,有利于固态氮的转化及根系吸收。

研究表明,碳酸氢铵和尿素经深施后,其肥效较地表施用提高了2.7%-11.6% ,氮肥利用率也相应提高 7.2%-12.8%

朱兆良指出,超大颗粒尿素采用深施的方法,其适宜的氮肥用量是传统施肥法最适用量的 76%-93% ,这也在一定程度上降低了氮肥的施用量。因此,氮肥深施是获得较高的农学利用率的重要途径。

但是,在施肥技术方面,我国农户很难做到氮肥深施,水稻田基本都是撒施。可能以后开发简单的施肥机械就能够精量施肥,降低劳动强度了。

2 .3平衡施肥

氮肥的效果只关注直观的效果,偏施氮肥,而忽略其他肥料的施用。过量偏施氮肥可能导致土壤磷 、钾以及某些中量和微量元素养分的缺乏。金继运等认为,中国水稻生产氮肥农学利用率从 15 ~ 20kg/kg N 下降到9 .1 kg/kg N,主要的原因之一是偏施氮肥,而没有合理地施用适量的磷、钾肥所致。

中国科学院朱南京土壤研究所,朱兆良院士报道,平衡施用氮 、磷、钾肥和其它必需的营养元素能提高水稻氮肥利用率。

此外,我国大约有51%的土壤缺锌,35%的土壤缺硼,21%土壤缺锰,28%土壤缺硫,30%土壤缺钙,要想提高水稻氮素利用率和作物产量,就一定要根据实际情况,补充土壤所缺乏的元素。

2.4 确定氮肥的适宜施用量

在一定范围内,水稻产量随氮肥施用量相应上升,但当氮肥施用量超过某一值后,再增加施氮量,反而不能达到增产的效果,造成氮的损失。

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一些高产地 区 ,氮肥的施用量常远高于适宜的施用量 ,这既影响氮肥增产效用的发挥,又易 引起环境污染 。 因此 , 将氮肥 的施用量控制在能获得

最高经济效益的范围内是合理施用氮肥的首要问题 。

一般而言,在配施磷钾肥的条件下 , 每季作物的施氮 ( N ) 量在 120-180kg每公顷,无论小麦 、 玉米和水稻都可达到较高的 产量水平 。

无灌溉条件的旱地 因受水分状况的制约 , 施氮量应适当调减 。 至于高产地区 , 施氮量则应根据经济效益和环境效益相结合的原则加以确定 。

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2.5 节氮水肥综合管理技术

水稻田 :

对水稻田的水肥管理 , 已提出的方法有 :

氮肥作为基肥施用时 , 采用无水层混施或上水前耕 翻时条施于犁沟等 ;

作为追肥施用时 , 尿素则宜采用 “ 以水带氮” 法 , 碳铵则宜兑水施用后灌水 。

将这种改进的基肥和追肥施用法结合起来 , 即成为水稻上节氮的水肥综合管理技术 。这种技术有助于降低 施肥后存留于稻田田面水中的肥料氮量 , 从而降低氨挥发和径流损失 。 在河南封丘进行的试验表明 , 当施氮 ( N ) 量为 60-240公斤每公顷 ,习惯施用法 ( 在有水层 的土壤上碳铵混施作基肥 + 在有水层的土壤上尿素撒施作追肥 ) 的氮肥利用率为 17%-25% , 损失率达 63% -71% ;

而改进法

( 在犁沟中碳铰条施作基肥十 尿素 “ 以水 带氮” 法作追施 ) 的相应结果分别为 47%-48% 和28%-41% ; 这种改进法的氮肥利用比习惯施用法提高 2-31个百分点 , 损失率减少 29-35个百分点

旱作田:

旱或涝是影响旱作物的根系生长和吸收能力的重要因素 。 消除旱、涝是提高氮肥利用率和增 产效果的基础 。

此外 , 在旱作上撒施尿素后随即灌水 , 可以将尿素带人耕层土壤中 , 从而达到部分深施的目 的。

在雨前表施 , 如果雨量足以将氮肥带人土中 , 则也可得到类似的结果 。

研究表明 , 在河南 、河北和宁夏进行的小麦田间试验中 , 尿素或碳铵作冬小麦返青肥 , 表施后随即灌水 , 其损失低于施肥前灌 的处理 , 增产效果可以接近于深施。

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小结:

在我国的农业生产中 , 减少氮肥损失 、 提高氮肥利用率和增产效果的潜力虽然很大 , 但是 , 难度也很大,看了这个文章,不知道大家对于如何合理施用氮肥是否有了一定的了解?


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