酸化的大地(3)
过量的硝酸盐可能导致高铁血蛋白症，同时具有致癌危险。硝酸盐和亚硝酸盐通常是共存的，很难区分。硝酸盐含量增高意味着亚硝酸盐累计的可能性也存在，亚硝酸盐在人体中会转化为亚硝胺，亚硝胺是一种强致癌物。地下水硝酸盐的这种危害是长远的，而且在短期内我们可能难以发现。
《百科知识》：除了导致土壤酸化，根据课题组的研究，还有哪些负面效应属于氮肥施用过量造成的？
答：过量施用氮肥会引起其他环境方面的问题，比如引起水体富营养化，特别在磷不是限制因子的情况下，流失的氮进入水体后，会进一步加剧水体富营养化。所以整个沿海地区或江河湖泊的赤潮发生频率和严重程度是急剧增加的。
根据我国第一次污染源普查的结果，农业污染源是主要水污染物化学需氧量(COD)的最大“贡献”者，排放量占4成以上。总氮的排放量为270.46万吨，占排放总量的近6成。
不仅如此，氮肥过量使用与气候变暖也有着千丝万缕的关系。它是氧化亚氮的重要来源之一，氧化亚氮既是温室气体也是平流层臭氧的破坏者，一个氧化亚氮分子对环境的增温贡献率差不多是一个二氧化碳分子的300倍，所以尽管其数量不多，但对环境的增温贡献率很高，在全球增温潜势中有5%的贡献率。
, 百拇医药
此外，氮肥对温度变化十分敏感，气候变暖又会加速氮肥释放氧化亚氮。
《百科知识》：国内外是否有类似研究和数据，农业中使用的肥料中有多少跑到了大气中引起温室气体增加？
答：全球来讲，氧化亚氮的排放量每年大概为300万～500万吨，我国是60万～100万吨，氧化亚氮的排放主要来自于农田土壤，尤其是施用了肥料的农田土壤，自然土壤排放量比较低，少了一个数量级，基本可以忽略。
《百科知识》：为什么施肥后，土壤氧化亚氮的排放会增加？
答：氧化亚氮是一个副产品，大部分氧化亚氮来自于不完全的反硝化过程，正常的反硝化过程生成氮气，合成氨是把氮气变成铵，反硝化作用是把这些物质变成氮气，返回到大气中，这就是一个完整的氮循环。但在转化过程中，受到很多因素的影响，还原或氧化不完全，生成了很多副产物，这些副产物包括氨气、硝酸盐、亚硝酸盐，还有氧化亚氮、一氧化氮及其他含氮化合物。这些物质可能会对环境造成一定危害。
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《百科知识》：过多施用化肥，除了影响土壤，对农产品品质是否也有一些不良影响？
答：对农产品品质肯定会产生一定影响。分品种来看，对粮食作物的影响相对小一些，比如酸化造成重金属溶解增加，籽粒中可能会累计一部分重金属，使得籽粒中重金属含量增加。如果是污水灌溉，危害更大。对于蔬菜，过量施用氮肥，叶菜类硝酸盐含量会增大，可以达到6000毫克/千克以上，甚至是8000毫克/千克，一般应该是3000毫克/千克左右，硝酸盐含量增加，可能对人体消化道系统产生各种直接和间接的不利影响。也有人说，硝酸盐多了没问题，但如果还原反应不完全，产生了亚硝酸盐，甚至转化为亚硝胺，对身体健康肯定不是好事。
治疗“生病”的土地
《百科知识》：如果要改变上述不利局面，必然要减少化肥的使用。一旦减少氮肥的使用，是否会影响产量？
答：其实，维持乃至增加粮食产量，并不总是需要增加化肥的施用量。目前，我国农田氮肥养分利用率平均仅为30%～40%，表明我国氮肥施用的优化空间很大。
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我国科学家提出，要搞“两型”农业——资源节约型和环境友好型农业。资源节约型里很重要的一点是要减少化肥、农药的使用，优化灌溉水以及地膜和其他化学物质的使用。应该说，我们有办法实现优化，也开展了很多相关研究。
课题组所做的试验发现，在目前情况下，减少30%～60%用肥量，每公顷施用120～180千克氮，维持现有作物产量没有任何问题，甚至还略有增加。
也就是说，在控制好施肥量，掌握正确的施用方法，并且进行合理管理的情况下，作物产量不会降低；前提是，要摸清土壤中养分含量状况。
在东北等地区，施肥量还是相对合理的；但对于华北地区和太湖地区，减少1/3的施肥量，不会出现减产问题，至少3年内不会有什么问题。如果减产，那可能是气候因素或是别的问题。
课题组的研究表明，在水稻、小麦、玉米等大田作物以及其他经济作物上，合理施肥，可以在大范围内实现减肥10%条件下增产10%～15%的目标。
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当然，如果人口进一步增加，肥料利用量还需要保持一个适当的水平，比如维持每年2000万吨左右的氮肥用量还是需要的。
《百科知识》：国外也经历过滥用的阶段吗？他们是怎么解决的？
答：国外也同样经历过化肥滥用的情况。像荷兰，当年施肥量很高，在20世纪80年代初时的施肥量达到400千克/公顷，水体严重富营养化，土壤污染非常严重，农业生产无法持续发展。正好在当时兴起环保运动，政府通过制定政策控制污染，保证农民高效合理施肥，一旦超过规定化肥施用数值就要受到重罚。到20世纪90年代，荷兰顺利度过化肥施用高峰期，土壤得到恢复。
【责任编辑】赵 菲
专家简介
刘学军博士，中国农业大学资源与环境学院教授，主要从事农田氮素循环与养分管理、温室气体排放与大气沉降等方面的研究；目前立足于大气氮素沉降与环境效应这一国际热点问题，重点探讨人类活动导致的大气活性氮(氨)排放与氮素沉降之间关系及其生态效应；负责建立中国大气氮沉降监测网与中国农田土壤酸化文献数据库；2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2008年入选中国科学院“百人计划”。, 百拇医药
《百科知识》：除了导致土壤酸化，根据课题组的研究，还有哪些负面效应属于氮肥施用过量造成的？
答：过量施用氮肥会引起其他环境方面的问题，比如引起水体富营养化，特别在磷不是限制因子的情况下，流失的氮进入水体后，会进一步加剧水体富营养化。所以整个沿海地区或江河湖泊的赤潮发生频率和严重程度是急剧增加的。
根据我国第一次污染源普查的结果，农业污染源是主要水污染物化学需氧量(COD)的最大“贡献”者，排放量占4成以上。总氮的排放量为270.46万吨，占排放总量的近6成。
不仅如此，氮肥过量使用与气候变暖也有着千丝万缕的关系。它是氧化亚氮的重要来源之一，氧化亚氮既是温室气体也是平流层臭氧的破坏者，一个氧化亚氮分子对环境的增温贡献率差不多是一个二氧化碳分子的300倍，所以尽管其数量不多，但对环境的增温贡献率很高，在全球增温潜势中有5%的贡献率。
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此外，氮肥对温度变化十分敏感，气候变暖又会加速氮肥释放氧化亚氮。
《百科知识》：国内外是否有类似研究和数据，农业中使用的肥料中有多少跑到了大气中引起温室气体增加？
答：全球来讲，氧化亚氮的排放量每年大概为300万～500万吨，我国是60万～100万吨，氧化亚氮的排放主要来自于农田土壤，尤其是施用了肥料的农田土壤，自然土壤排放量比较低，少了一个数量级，基本可以忽略。
《百科知识》：为什么施肥后，土壤氧化亚氮的排放会增加？
答：氧化亚氮是一个副产品，大部分氧化亚氮来自于不完全的反硝化过程，正常的反硝化过程生成氮气，合成氨是把氮气变成铵，反硝化作用是把这些物质变成氮气，返回到大气中，这就是一个完整的氮循环。但在转化过程中，受到很多因素的影响，还原或氧化不完全，生成了很多副产物，这些副产物包括氨气、硝酸盐、亚硝酸盐，还有氧化亚氮、一氧化氮及其他含氮化合物。这些物质可能会对环境造成一定危害。
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《百科知识》：过多施用化肥，除了影响土壤，对农产品品质是否也有一些不良影响？
答：对农产品品质肯定会产生一定影响。分品种来看，对粮食作物的影响相对小一些，比如酸化造成重金属溶解增加，籽粒中可能会累计一部分重金属，使得籽粒中重金属含量增加。如果是污水灌溉，危害更大。对于蔬菜，过量施用氮肥，叶菜类硝酸盐含量会增大，可以达到6000毫克/千克以上，甚至是8000毫克/千克，一般应该是3000毫克/千克左右，硝酸盐含量增加，可能对人体消化道系统产生各种直接和间接的不利影响。也有人说，硝酸盐多了没问题，但如果还原反应不完全，产生了亚硝酸盐，甚至转化为亚硝胺，对身体健康肯定不是好事。
治疗“生病”的土地
《百科知识》：如果要改变上述不利局面，必然要减少化肥的使用。一旦减少氮肥的使用，是否会影响产量？
答：其实，维持乃至增加粮食产量，并不总是需要增加化肥的施用量。目前，我国农田氮肥养分利用率平均仅为30%～40%，表明我国氮肥施用的优化空间很大。
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我国科学家提出，要搞“两型”农业——资源节约型和环境友好型农业。资源节约型里很重要的一点是要减少化肥、农药的使用，优化灌溉水以及地膜和其他化学物质的使用。应该说，我们有办法实现优化，也开展了很多相关研究。
课题组所做的试验发现，在目前情况下，减少30%～60%用肥量，每公顷施用120～180千克氮，维持现有作物产量没有任何问题，甚至还略有增加。
也就是说，在控制好施肥量，掌握正确的施用方法，并且进行合理管理的情况下，作物产量不会降低；前提是，要摸清土壤中养分含量状况。
在东北等地区，施肥量还是相对合理的；但对于华北地区和太湖地区，减少1/3的施肥量，不会出现减产问题，至少3年内不会有什么问题。如果减产，那可能是气候因素或是别的问题。
课题组的研究表明，在水稻、小麦、玉米等大田作物以及其他经济作物上，合理施肥，可以在大范围内实现减肥10%条件下增产10%～15%的目标。
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当然，如果人口进一步增加，肥料利用量还需要保持一个适当的水平，比如维持每年2000万吨左右的氮肥用量还是需要的。
《百科知识》：国外也经历过滥用的阶段吗？他们是怎么解决的？
答：国外也同样经历过化肥滥用的情况。像荷兰，当年施肥量很高，在20世纪80年代初时的施肥量达到400千克/公顷，水体严重富营养化，土壤污染非常严重，农业生产无法持续发展。正好在当时兴起环保运动，政府通过制定政策控制污染，保证农民高效合理施肥，一旦超过规定化肥施用数值就要受到重罚。到20世纪90年代，荷兰顺利度过化肥施用高峰期，土壤得到恢复。
【责任编辑】赵 菲
专家简介
刘学军博士，中国农业大学资源与环境学院教授，主要从事农田氮素循环与养分管理、温室气体排放与大气沉降等方面的研究；目前立足于大气氮素沉降与环境效应这一国际热点问题，重点探讨人类活动导致的大气活性氮(氨)排放与氮素沉降之间关系及其生态效应；负责建立中国大气氮沉降监测网与中国农田土壤酸化文献数据库；2006年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2008年入选中国科学院“百人计划”。, 百拇医药