2.3　土壤氮磷平衡核算結(jié)果對比分析

2.3.1　方法對比

在宏觀尺度核算土壤平衡的方法主要有3種，分別是Stoorvogel和Smaling（1990）在撒哈拉以南非洲地區(qū)提出的土壤養(yǎng)分平衡核算研究方法、OECD土壤氮表觀核算方法和Sheldrick等（2002）提出的土壤養(yǎng)分審計(jì)方法。第一種方法是針對非洲的研究方法，與本研究的可對比性不大，而后兩種方法則具有普適性，可以進(jìn)行對比。其中，本書的方法主要由OECD的土壤氮表觀核算方法改進(jìn)而來，故此處將本研究建立的土壤氮磷平衡核算方法（簡稱本方法）與Sheldrick等（2002）的土壤養(yǎng)分審計(jì)方法進(jìn)行對比。

土壤養(yǎng)分審計(jì)方法所核算的養(yǎng)分流系統(tǒng)為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的混合系統(tǒng)，本研究只考察種植業(yè)對農(nóng)田土壤的影響，故此處只核算該方法中種植業(yè)養(yǎng)分流，不再核算其畜禽養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)分流。

①核算的氮（磷）輸入流包括化肥、生物固氮、氮沉降、作物秸稈、污水污泥、畜禽糞便。其中，化肥、作物秸稈、畜禽糞便的氮（磷）輸入計(jì)算方法和2.2.2部分建立的氮（磷）輸入項(xiàng)方法相同，可參考計(jì)算；生物固氮只計(jì)算大豆和花生的共生固氮，分別按氮攝取量的50%、65%計(jì)算，三江平原的農(nóng)作物類型極少考慮花生，因此只計(jì)算大豆的共生固氮量；污水污泥的輸入量按照每千人輸入500kg氮、250kg磷進(jìn)行估算；氮沉降按照中國的年氮沉降量為20kg/hm2計(jì)算。

②氮（磷）輸出流包括農(nóng)作物輸出和損失。農(nóng)作物的輸出包括農(nóng)產(chǎn)品和秸稈殘茬，其計(jì)算方法和2.2.3部分相同，可以參考計(jì)算；損失的輸出包括氣態(tài)損失（氨氣揮發(fā)和反硝化）、淋溶、土壤侵蝕、固定化、秸稈殘茬等，這部分在該模型中沒有直接計(jì)算，而是通過式（2-17）推導(dǎo)而來：

A+P=B_c+T=B　　（2-17）

式中　P——氮（磷）平衡量，t或kg/hm2，若為正值，則表示氮（磷）進(jìn)入土壤，出現(xiàn)盈余；若為負(fù)值，則表示土壤氮（磷）消耗，出現(xiàn)虧損；

A，B——氮（磷）總輸入量，總輸出量，t或kg/hm2；

B_c——農(nóng)作物氮（磷）輸出量，t或kg/hm2；

T——氮（磷）損失量，t或kg/hm2。

土壤氮（磷）平衡量則通過養(yǎng)分利用效率和農(nóng)作物氮（磷）輸出量計(jì)算。養(yǎng)分利用效率為農(nóng)作物養(yǎng)分輸出量中從養(yǎng)分輸入中回收的量占養(yǎng)分輸入量的比例，即按式（2-18）計(jì)算。而養(yǎng)分平衡量則為農(nóng)作物養(yǎng)分輸出量中從土壤中吸收的養(yǎng)分量，即按式（2-19）計(jì)算。

η=R_n/（B_c-R_t）　　（2-18）

P=（1-η）（B_c-R_t）　　（2-19）

式中　η——養(yǎng)分利用效率，%；

R_n——養(yǎng)分輸入中回收量，t（或kg）/hm2；

R_t——農(nóng)作物養(yǎng)分輸出量中從養(yǎng)分輸入中回收的量，t（或kg）/hm2。

③在土壤養(yǎng)分審計(jì)方法中，Sheldrick等（2002）通過對全球氮磷利用的研究認(rèn)為，氮、磷的利用效率大致分別為50%、40%，且該利用效率包含當(dāng)季輸入的氮磷在以后種植季被吸收利用的量。但實(shí)際上，氮、磷的利用率變幅很大，氮肥利用率在9%～72%之間變動，一般情況下氮肥的當(dāng)季利用率為35%～40%，我國部分地區(qū)氮肥利用率可達(dá)到50%～70%（張?zhí)伊值龋?998），此處的氮利用率是指對所有輸入項(xiàng)的氮的多年平均利用率，包含當(dāng)季未被利用并在以后種植季中被利用的氮，故氮的利用率應(yīng)略大，估計(jì)氮的利用率為50%基本合理；而磷肥當(dāng)季利用效率一般為10%～25%，但磷具有相當(dāng)長的后效，一般可達(dá)5～10年，其積累利用率為26%～100%（張?zhí)伊值龋?998），張素君等（1994）對東北地區(qū)的研究顯示，其積累利用率為18%～97%，磷肥施用量越少，積累利用率越高，在磷肥施用量為18.75kg/hm2時(shí)積累利用率為97%。本研究三江平原地區(qū)的磷肥施用量在20kg/hm2左右，估計(jì)其積累利用率為40%，明顯過低；結(jié)合以上內(nèi)容，此處給出磷的積累利用率為40%和90%兩種方案進(jìn)行對比分析。

綜上，此處估計(jì)三江平原地區(qū)的氮利用率為50%，磷的積累利用率為40%和90%。