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三种方法改善农业生产中氮的利用方式
日期:2020-01-06 作者:编译:张晓静 来源:农科智库 点击:
     如果没有氮,世界上大多数农作物就无法存活。玉米、小麦和大米离不开氮,就像鱼离不开水。每年,有超过一亿吨的氮以肥料的形式施用于农作物,让农作物更好地生长。但是,氮的流失也会带来很多问题,流失过程中会对空气、水和土地造成污染。根据估算,氮排放占农业温室气体排放量的三分之一。
    爱丁堡生态与水文学研究中心(Centrefor Ecology & Hydrology)的马克·萨顿(Mark Sutton)与联合国环境规划署(UNEP)合作研究氮污染科学,他说:“长期以来我们一直很清楚,使用氮作为肥料可以提高农业生产效率,但是氮流失到环境中也会带来各种各样的隐患。如果我们全面地考虑氮的作用和影响,就会越来越清楚地认识到,氮污染意味着珍贵的肥料和许多其他的营养资源被浪费掉了。但如果以一种更科学的方式利用氮,则有助于减少对水、空气、气候和人类健康的威胁,同时有益于改善农民生计。”我们有三种途径可以改善农业生产中氮的使用方式。
    一是更精细地使用化肥。氮肥的浪费意味着氮污染、单产下降、农民负担更高成本。为了避免氮肥使用过量并限制空气和水中氮的排放量,农民可以采用精密技术来计算农作物旺盛生长所需的最佳施肥时间和需要的肥料数量。萨顿说:“有很多方法可以减少农业生产中的氮损失、保留原本可能会浪费掉的氮肥。第一步是提高化肥的使用效率。我们可以精准控制施肥时间,或者找到每种农作物最适合的氮肥品种也可以达到减少氮肥使用量的目的。”精准施肥可以通过“叶片颜色图”或电子颜色感应技术来实现,如果叶子呈深绿色则意味着不需要肥料。或者,有些改良过的氮肥产品不易出现肥料流失,选用这些改良过的氮肥也是一种精准施肥的方式。
    二是完全不使用化学肥料。有些农民或公司倾向于完全不使用氮肥。想要在不使用氮肥的情况下仍然让作物长得好,就需要寻找天然的氮来源以代替化学肥料。萨顿建议把大豆、小扁豆、豌豆等豆类植物和其他农作物相间种植,这是一种基于自然的方法将空气中的氮气转化为植物可用的氮。这种方法提高了土壤中的氮含量,这样就无需再施用氮肥了。但这种方法也有局限性,尤其是在缺磷的土壤中可能不适用。因此很多研究人员都在探索如何提高自然固氮率。UNEP的麦海士·普拉丹(Mahesh Pradhan)评论说:“使用生物固氮技术的一个优点在于,生物固氮技术可以‘缓慢地释放’氮,通过自然的方式为农作物供应它们所需的氮。用这种方式,可以大大减少氮的浪费和污染。”然而,如果先种豆类再种其他作物,也会带来一个问题——氮污染会在某个时间点临时达到最高值。
    三是更好地利用牲畜粪便。良好的牲畜粪便管理对于减少氮污染至关重要。如果用适当的方法浇灌牲畜粪便,粪便对土壤和植物是有益的,但如果出现粪便流失,也会造成地下水和地表水污染。每3,786升肥料中有23千克氮、12千克钾、9千克磷和2千克硫。如果更加妥善细致地管理牲畜粪便,农民就可以保留其中有价值的营养成分,同时减少氮污染。例如,将尿液和粪便分开存放,或者用覆盖物将存放粪便的地方封闭起来,当然也可以将尿液、粪便混合在一起封闭起来。萨顿说:“如果你能闻到粪堆的味道,那说明一部分有价值的成分已经流失到大气中去了。”这种方式在减少空气污染的同时,使农民可以更多地利用粪便中有益的成分,从而减少了他们对昂贵的氮肥的需求。
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