2.3　土壤氮磷平衡核算結果對比分析

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提出的土壤養分平衡核算研究方法、OECD土壤氮表觀核算方法和Sheldrick等（2002）提出的土壤養分審計方法。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）的土壤養分審計方法進行對比。

土壤養分審計方法所核算的養分流系統為種植業和養殖業的混合系統，本研究只考察種植業對農田土壤的影響，故此處只核算該方法中種植業養分流，不再核算其畜禽養殖業的養分流。

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）輸入計算方法和2.2.2部分建立的氮（磷）輸入項方法相同，可參考計算；生物固氮只計算大豆和花生的共生固氮，分別按氮攝取量的50%、65%計算，三江平原的農作物類型極少考慮花生，因此只計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磷進行估算；氮沉降按照中國的年氮沉降量為20kg/hm2計算。

②氮（磷）輸出流包括農作物輸出和損失。農作物的輸出包括農產品和秸稈殘茬，其計算方法和2.2.3部分相同，可以參考計算；損失的輸出包括氣態損失（氨氣揮發和反硝化）、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算，而是通過式（2-17）推導而來：

A+P=B_c+T=B　?。?-17）

式中　P——氮（磷）平衡量，t或kg/hm2，若為正值，則表示氮（磷）進入土壤，出現盈余；若為負值，則表示土壤氮（磷）消耗，出現虧損；

A，B——氮（磷）總輸入量，總輸出量，t或kg/hm2；

B_c——農作物氮（磷）輸出量，t或kg/hm2；

T——氮（磷）損失量，t或kg/hm2。

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

η=R_n/（B_c-R_t）　?。?-18）

P=（1-η）（B_c-R_t）　　（2-19）

式中　η——養分利用效率，%；

R_n——養分輸入中回收量，t（或kg）/hm2；

R_t——農作物養分輸出量中從養分輸入中回收的量，t（或kg）/hm2。

③在土壤養分審計方法中，Sheldrick等（2002）通過對全球氮磷利用的研究認為，氮、磷的利用效率大致分別為50%、40%，且該利用效率包含當季輸入的氮磷在以后種植季被吸收利用的量。但實際上，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季利用率為35%～40%，我國部分地區氮肥利用率可達到50%～70%（張桃林等，1998），此處的氮利用率是指對所有輸入項的氮的多年平均利用率，包含當季未被利用并在以后種植季中被利用的氮，故氮的利用率應略大，估計氮的利用率為50%基本合理；而磷肥當季利用效率一般為10%～25%，但磷具有相當長的后效，一般可達5～10年，其積累利用率為26%～100%（張桃林等，1998），張素君等（1994）對東北地區的研究顯示，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時積累利用率為97%。本研究三江平原地區的磷肥施用量在20kg/hm2左右，估計其積累利用率為40%，明顯過低；結合以上內容，此處給出磷的積累利用率為40%和90%兩種方案進行對比分析。

綜上，此處估計三江平原地區的氮利用率為50%，磷的積累利用率為40%和90%。