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| 化肥减量增效下山东省农牧系统氮素流动特征和氮肥减施潜力分析 |
| Nitrogen flow characteristics and fertilizer reduction potential of crop-livestock systems in Shandong Province under the policy of fertilizer reduction and efficiency increase |
| 投稿时间：2025-01-22 修订日期：2025-03-31 |
| DOI： |
| 中文关键词: 农牧系统 NUFER 模型 减量增效 氮素利用率 减施潜力 |
| 英文关键词: crop-livestock systems NUFER model decrement and synergism nitrogen use efficiency fertilizer reduction potential |
| 基金项目:国家重点研发计划项目(2021YFD1901001) |
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| 中文摘要: |
| 【目的】明确化肥减量增效下山东省农牧系统中氮素的流动特点，分析全省氮肥减量增效的潜力，为本地区化肥零增长、绿色发展提供理论支撑。【方法】通过统计年鉴和文献收集数据，利用NUFER模型分析山东省2007年（氮肥用量达峰）、2015年（氮肥用量缓慢降低）和2022年（氮肥用量快速降低）三个典型年份农田-畜牧系统氮素养分流动特征，定量系统氮素利用率和环境损失率，评估化肥减量增效政策应用效果，并通过设置S1（降低土壤盈余）、S2（提高畜禽粪便还田比例）、S3（优化动物饲料结构）三种情景分析进一步明确山东省农牧系统氮肥减施增效潜力。【结果】2007、2015、2022年山东省农牧系统氮素投入总量分别为371.5、364.8、299.4 万t，氮素投入量呈下降趋势。其中以化肥占比最高，为 69.9 %、61.9%、55.6%，化肥用量逐渐降低。三年中，农田系统氮素利用率（NUEc）分别为36.3%、42.5%、54.7%，逐渐增大，畜牧系统氮素利用率27.9%、19.0%、22.8%，农牧系统氮素利用率（NUEc+a）呈现出逐步上升的趋势，从2007年的31.7%，提升至33.4%，2022年时达到44.6%。2022年该地区土壤氮素累积量达到25.7万t，占总输入量的8.6%，而环境排放总量127.0万t，占总输入量的42.3%。在环境排放的构成中，氨挥发（包括农田和畜禽粪便氨挥发）和畜禽粪便水体排放与堆置为占比最大的两种损失途径，三年中氨挥发占环境排放总量的比例为45.9%、49.0%、54.5%，畜禽粪便与水体排放和堆置占比分别为16.8%、21.5%、25.6%。通过降低土壤中的氮素累积，该地区具备29.0%的氮肥减施潜力，此时，农牧系统氮素总投入量为251.1万 t，农牧系统氮素利用率由44.6%增加到53.1%，食物氮代价由2.2 kg/kg降至1.9 kg/kg，环境排放量由127万t降至104.4万t；进一步提高畜禽粪便还田比例可减少化肥用量8.6%，农牧系统氮素利用率提高2.3个百分点，环境损失降低9.8%；持续优化管理并调整动物饲料结构后，该地区氮肥减施潜力可达34.3%，农牧系统氮素总投入进一步降至226.3万t，农牧系统氮素利用率增加至58.9%，食物氮代价和环境排放量分别为1.7 kg/kg和79.6万t，较2022年分别降低22.7%和37.3%，显著降低了氮素向环境排放。【结论】山东省2007~2022年化肥用量呈下降趋势，农牧系统总体氮素投入量也逐渐下降，农牧系统氮素利用率呈上升趋势，环境排放量呈下降趋势，山东省化肥减量增效取得显著成效，对区域农业绿色发展提供了重要支撑。此外，可提倡分区域布局，通过政策引导和技术支撑，协同推进S1、S2、S3技术路径，最终实现全省化肥减施潜力最大化。 |
| 英文摘要: |
| 利用NUFER模型，分析山东省2007年(氮肥用量达峰)、2015年(氮肥用量缓慢)和2022年(氮肥用量快速降低)三个典型年份农田-畜牧系统氮素养分流动特征,定量系统氮素利用率和环境损失率,评估化肥减量增效政策应用效果,并通过情景分析进一步明确山东省农牧系统氮肥减施增效潜力，为区域绿色发展提供理论支撑。 |
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