2.2.3　氮磷输出项

2.2.3.1　作物带走

研究计算了水稻、小麦、玉米、高粱、大豆、杂豆、薯类、花生、油菜籽、芝麻、胡麻籽、向日葵、棉花、麻类、甘蔗、甜菜、烟叶、蔬菜、水果收获物带走氮磷，耕地作物（鲁如坤等，1996；陈同斌等，1998；宋春梅，2004；傅靖，2007；李晓慧等，2009）和园地作物（鲁如坤等，1982；卢树昌等，2008）的各项系数根据参考文献确定，其他水果按照苹果、梨和葡萄作物的平均值确定，具体如表2-3所列。

统计数据中有农作物产品的产量，结合单位产量带走氮（磷）量的系数，进而计算出秸秆和农产品共同带走的氮（磷）量。研究中，根茬量通常相当于整个地上秸秆量的15%～50%（鲁如坤等，1996），是一个不小的数量，这部分氮（磷）量既不计入输入（不计根茬还田），也不把这部分氮（磷）计入输出（只计籽实和秸秆氮磷移出量）（傅靖，2007），视为直接存留在土壤中，故不再进行估算。计算公式如下：

　　（2-12）

式中　B₁——作物收获带走氮（磷）量，只计算秸秆和籽粒部分，t；

Y_i——i品种农产品产量，t；

E——每收获单位经济产量带走（氮）磷量，kg/t；

0.001——单位转换系数。

2.2.3.2　氨气挥发

氨气挥发是氮损失的途径之一。畜禽排泄的粪便中超过50%的可溶性氮在产生、存储、施用的过程中损失掉了。化肥也存在氨气挥发损失，特别是尿素，可通过表面残留物、作物叶面挥发。但并不是所有挥发的氨气都离开了农业系统，氨气极易吸附于植物、土壤和地表水，故而大部分挥发的氨气又重新沉降到了排放源附近，这部分计算详见2.2.2.4干湿沉降部分。计算化肥和粪肥的氨气挥发损失量，计算公式如下：

B₂=A₁R_l+A_rR_g　　（2-13）

式中　R_l，R_g——化肥氨氮挥发损失率和还田氨气挥发损失率，%；

其余符号意义同前。

依据化肥类型、施用方法、环境条件等因素的不同，化肥氨化损失率会有所差异，研究中采用朱兆良（2008）的估算方法，取氨气挥发损失率为11%。粪肥还田氨气挥发损失率依据表2-4和表2-5参数进行计算。

2.2.3.3　反硝化

在估算反硝化量的时候也有两个方法：一种是使用单位土地面积的反硝化损失速率；另一种是通过反硝化损失占输入氮的比例来计算反硝化损失量。目前缺乏全国各地农田的反硝化损失速率，故此处使用反硝化损失占输入氮的比例（即反硝化损失率）来计算反硝化损失量，文献中关于氮输入项的计算多是考虑易于被植物获得的氮，该部分氮也是农田氮输入的最大部分，故此处只计算化肥和粪尿氮输入项。计算公式如下：

B₃=［A₁×R_Pf+（A_e+A_r）×R_FU］×S_P/（S_P+S_d+S_G）+［A₁×R_dG+（A_e+A_r）×R_dGFU］×（S_d+S_G）/（S_P+S_d+S_G）　　（2-14）

式中　R_Pf、R_FU、R_dG、R_dGFU——水田化肥氮反硝化损失率、水田粪尿氮反硝化损失率、旱地和园地化肥氮反硝化损失率、旱地和园地粪尿氮反硝化损失率，%；

S_P、S_d、S_G——水田、旱地、园地面积，hm2。

由于水田和旱地的反硝化速率存在较大差异，式（2-14）将农田分为水田和旱地两部分计算，忽略水田和旱地施肥量的差异，使用水田和旱地面积对施肥量进行分割。汇总国内外关于反硝化损失率的研究，估算我国反硝化损失率如表2-6所列。

2.2.3.4　径流侵蚀损失

侵蚀量大小与降水、田地坡度、种植方向、土壤质地、土壤氮磷含量、作物种类等多种因素均有关，本书采用输出系数法进行计算。农田种类不同，则种植操作也不同，进而影响的输出系数，此处建立基于不同农田种类的输出系数法计算径流侵蚀氮（磷）输出量，公式如下：

　　（2-15）

式中　C_fi——i种农田种类单位面积耕地氮（磷）年径流侵蚀输出系数，kg/hm2；

S_fi——i种农田种类的面积，hm2。

研究采用全国第一次污染普查中使用的《肥料流失系数手册》中提供的东北地区的径流输出系数如表2-7所列。

2.2.3.5　淋溶损失

淋溶作用是一种累进过程，在当季未被淋溶的氮，以后可继续下移而损失；已淋溶的氮（特别是硝态氮）在此后的旱季中又可随水分的向上移动而重新进入根系活动层供作物吸收，因此，准确估计淋溶损失的量是比较困难的。淋溶损失的氮包括来源于土壤的氮和残留的肥料氮，以及当季施入的肥料氮。研究中采用输出系数法估算淋溶损失量，公式如下所示：

　　（2-16）

式中　C_li——i种农田种类单位面积耕地氮（磷）年淋溶输出系数，kg/hm2。

淋溶输出系数的获取方法和径流输出系数的获取方法相似，从参考全国第一次污染普查中使用的《肥料流失系数手册》中获取。其中，系数手册中没有水田氮（磷）流失的研究，此处参考文献（胡玉婷等，2011）对全国文献统计的结果，氮淋溶输出系数取值为7.29kg/hm2，磷则取0。