农业环境科学学报

作者：王欣雅,赵彤彤,黄少辉,杨文方,张晴雯,贾良良

单位：河北省农林科学院农业资源环境研究所, 石家庄 050051,青岛农业大学资源与环境学院, 青岛 266109,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081,河北省农林科学院农业资源环境研究所, 石家庄 050051,河北省农林科学院农业资源环境研究所, 石家庄 050051,河北省农林科学院农业资源环境研究所, 石家庄 050051,中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所, 北京 100081,河北省农林科学院农业资源环境研究所, 石家庄 050051

关键词：农牧系统,NUFER模型,减量增效,氮素利用率,减施潜力,

基金：国家重点研发计划项目（2021YFD1901001）

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）3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，并通过设置降低土壤盈余（S1）、提高畜禽粪便还田比例（S2）、优化动物饲料结构（S3）3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。结果表明：2007年、2015年、2022年山东省农牧系统氮素投入总量分别为371.6万、364.8万、299.4万t，氮素投入量呈下降趋势，其中以化肥占比最高，分别为69.9%、61.9%、55.6%，化肥用量逐渐降低。3年中，农田系统氮素利用率（NUEc）分别为36.3%、42.5%、54.7%，畜牧系统氮素利用率（NUEa）分别为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2015年的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%，而环境排放总量为127.0万t，占总输入量的42.4%。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，3年中氨挥发占环境排放总量的比例为45.8%、49.0%、54.5%，畜禽粪便水体排放与堆置占比分别为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-1降至1.9 kg·kg-1，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-1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的排放。研究表明，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。

来源：2026年第1期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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