2.3　土壤氮磷平衡核算结果对比分析

2.3.1　方法对比

在宏观尺度核算土壤平衡的方法主要有3种，分别是Stoorvogel和Smaling（1990）在撒哈拉以南非洲地区提出的土壤养分平衡核算研究方法、OECD土壤氮表观核算方法和Sheldrick等（2002）提出的土壤养分审计方法。第一种方法是针对非洲的研究方法，与本研究的可对比性不大，而后两种方法则具有普适性，可以进行对比。其中，本书的方法主要由OECD的土壤氮表观核算方法改进而来，故此处将本研究建立的土壤氮磷平衡核算方法（简称本方法）与Sheldrick等（2002）的土壤养分审计方法进行对比。

土壤养分审计方法所核算的养分流系统为种植业和养殖业的混合系统，本研究只考察种植业对农田土壤的影响，故此处只核算该方法中种植业养分流，不再核算其畜禽养殖业的养分流。

①核算的氮（磷）输入流包括化肥、生物固氮、氮沉降、作物秸秆、污水污泥、畜禽粪便。其中，化肥、作物秸秆、畜禽粪便的氮（磷）输入计算方法和2.2.2部分建立的氮（磷）输入项方法相同，可参考计算；生物固氮只计算大豆和花生的共生固氮，分别按氮摄取量的50%、65%计算，三江平原的农作物类型极少考虑花生，因此只计算大豆的共生固氮量；污水污泥的输入量按照每千人输入500kg氮、250kg磷进行估算；氮沉降按照中国的年氮沉降量为20kg/hm2计算。

②氮（磷）输出流包括农作物输出和损失。农作物的输出包括农产品和秸秆残茬，其计算方法和2.2.3部分相同，可以参考计算；损失的输出包括气态损失（氨气挥发和反硝化）、淋溶、土壤侵蚀、固定化、秸秆残茬等，这部分在该模型中没有直接计算，而是通过式（2-17）推导而来：

A+P=B_c+T=B　　（2-17）

式中　P——氮（磷）平衡量，t或kg/hm2，若为正值，则表示氮（磷）进入土壤，出现盈余；若为负值，则表示土壤氮（磷）消耗，出现亏损；

A，B——氮（磷）总输入量，总输出量，t或kg/hm2；

B_c——农作物氮（磷）输出量，t或kg/hm2；

T——氮（磷）损失量，t或kg/hm2。

土壤氮（磷）平衡量则通过养分利用效率和农作物氮（磷）输出量计算。养分利用效率为农作物养分输出量中从养分输入中回收的量占养分输入量的比例，即按式（2-18）计算。而养分平衡量则为农作物养分输出量中从土壤中吸收的养分量，即按式（2-19）计算。

η=R_n/（B_c-R_t）　　（2-18）

P=（1-η）（B_c-R_t）　　（2-19）

式中　η——养分利用效率，%；

R_n——养分输入中回收量，t（或kg）/hm2；

R_t——农作物养分输出量中从养分输入中回收的量，t（或kg）/hm2。

③在土壤养分审计方法中，Sheldrick等（2002）通过对全球氮磷利用的研究认为，氮、磷的利用效率大致分别为50%、40%，且该利用效率包含当季输入的氮磷在以后种植季被吸收利用的量。但实际上，氮、磷的利用率变幅很大，氮肥利用率在9%～72%之间变动，一般情况下氮肥的当季利用率为35%～40%，我国部分地区氮肥利用率可达到50%～70%（张桃林等，1998），此处的氮利用率是指对所有输入项的氮的多年平均利用率，包含当季未被利用并在以后种植季中被利用的氮，故氮的利用率应略大，估计氮的利用率为50%基本合理；而磷肥当季利用效率一般为10%～25%，但磷具有相当长的后效，一般可达5～10年，其积累利用率为26%～100%（张桃林等，1998），张素君等（1994）对东北地区的研究显示，其积累利用率为18%～97%，磷肥施用量越少，积累利用率越高，在磷肥施用量为18.75kg/hm2时积累利用率为97%。本研究三江平原地区的磷肥施用量在20kg/hm2左右，估计其积累利用率为40%，明显过低；结合以上内容，此处给出磷的积累利用率为40%和90%两种方案进行对比分析。

综上，此处估计三江平原地区的氮利用率为50%，磷的积累利用率为40%和90%。