施用新型肥料后可节肥28.1%、减排氨47.8%、增产9% 曲周小麦种植探出舒心路子
图为中国农业大学技术人员在进行氨排放监测。郭洪江摄
在小麦上施用新型肥料——含脲酶抑制剂肥，可节肥28.1%，降低氨排放47.8%，增产9%。
近日，在河北省曲周县“农业面源污染治理减少农业氨排放”试点田，经中国农业大学院士团队专家实践检测、科学论证，得出以上结论。
氨挥发是华北平原空气污染的重要来源之一
华北平原面积有31万平方公里，其中耕地面积约占全国耕地面积的23%，是我国玉米、小麦等粮食作物的主产区。
广袤的种植区使得氨挥发成为华北平原氮肥主要的损失途径之一。在光化学反应的作用下，挥发氨可生成臭氧和PM2.5，是空气污染的重要来源之一。据清华大学开发的中国多尺度排放清单模型分析，华北平原2017年的氨排放量约占全国氨排放的23.7%，氨浓度显著高于其他地区。
造成这一问题的根源，在于华北平原典型的小农户经营模式。
近年来，由于农业生产利润低，农村劳动力向城市输入，农户对农田管理愈加忽视，形成高氮投入和管理粗放的状态，造成施肥后大量的氨挥发损失。
“为了探索华北平原地区农田氨减排技术模式，梳理筛选出高效氨减排技术，曲周县开展了相关减排技术的现场验证和费效评估相关试点工作。”邯郸市生态环境局曲周县分局局长蒿文岭介绍。
“试点工作自2019年起开展，共计1.6万亩，试点范围为曲周县曲周镇、第四疃镇、南里岳乡、白寨镇等4个乡镇、13个村、两个合作社，内容主要是对小麦和玉米实施新型含脲酶抑制剂肥料与普通肥料作对比，测定农业氨减排情况。
蒿文岭说，在试点地块，专家团队利用氨排放、作物产量、氮肥利用率和经济效益等指标综合评估合理控氮、优化氮肥施用方式、优化氮源以及氮肥增效技术的区域可行性。从田间观测的结果来看，施氮量大，施肥方式粗放以及不稳定氮源的选择是造成华北农田大量氨损失的主要驱动因子。
如何全面、准确掌握农业氨排放有关情况？
确定工作内容后，如何科学开展种植试点监测工作？
试点过程中，曲周县在13个示范村共布置对比试验田30块，设置新型肥料区和农民常规施肥区，面积分别为两亩。
其中，在新型肥料区，农民施用含脲酶抑制剂氮肥，施纯氮量为13.3公斤/亩，播种时施底肥6.4公斤/亩，春季追施6.9公斤/亩。
在农民常规施肥区，施用普通氮肥，总施纯氮量为18.5公斤/亩，播种时施底肥9.3公斤/亩，春季追施9.2公斤/亩。除氮肥用量及肥料种类不同外，其他方面如小麦品种、磷钾肥用量和栽培管理措施相同。
同时，曲周县生态环境部门与中国农业大学、县农业农村局合作，共同编制了《曲周县农业绿色产地环境监测网络建设方案》，先后投资300余万元购置10套氨检测仪，建设1个综合实验观测站和9个乡镇观测点，对氨排放实施实时观测。并且，采用动态密闭箱法原位测定氨挥发。
在第四疃镇王庄村试点田，记者看到监测人员在进行氨排放监测时，用4个密闭罐捕获气体，各罐子上的两根管道用于气体的输入和输出，在出气口用特氟龙管子连接4个罐子。用手泵抽气时，气体经过氨检测管。抽气结束后，监测人员记录氨管上的读数和手泵抽气的次数、时间，并参考测定时期的平均大气压和温度，用于氨挥发浓度的计算。
多长时间监测一次最合理？记者采访负责监测的人员了解到，氨挥发监测频率主要依据当时氨挥发的速率来进行监测次数的调整。
低浓度的氨挥发下，每天采样1次；随着挥发强度的增加，采样频率每天加密到2次-3次。若遇到降雨等特殊天气，可以在时间上进行一定调整，一般进行施肥后14天内连续采样，直至仪器测不出明显的氨挥发损失为止。
对照试验取得了哪些科研成果？
相关试验显示，新型肥料区总施氮量比对照区每亩减少5.2公斤，用量降低28.1%，节肥效果明显。
在氨排放监测方面，中国农业大学院士团队专家分别于2019年小麦底肥施用后和2020年春季追肥后，对各试验点田间氨挥发进行了测定。结果表明，底肥施用新型肥料比传统施肥氨挥发损失量平均减少25.1%；追肥施用新型肥料比传统施肥氨挥发损失量平均减少55.5%。基肥和追肥合计，与农民习惯施肥相比，施用新型肥料氨排放量平均降低47.8%。
既节约肥料又减少排放，新型肥料对小麦产量有无影响？
采样测产结果表明，示范区小麦产量平均为629公斤/亩（水分13%），对照区小麦产量平均为577.0公斤/亩（水分13%），示范区产量比对照区显著增加52公斤/亩，增产率达9%。
曲周县第四疃镇王庄村村民王俊山说：“使用了新型含脲酶抑制剂肥料后，不仅肥料用量和污染排放减少，还减少了施肥劳动力，降低了农民的资金投入，实现了增产增收。”
值得注意的是，专家团队检测分析显示，与小麦施用新型肥料取得明显减排效果不同，在玉米上施用新型含脲酶抑制剂肥料对氨减排效果不显著。对造成这一差异的原因，专家团队会在后续工作中进一步进行研究。