绿色生态环境实施途径和进展：以曲周县为例

绿色生态环境实施途径和进展：以曲周县为例汇报内容国内外生态环境现状绿色生态环境实施行动I.氮肥投入阈值与田间验证II.氨气源解析与排放控制3.工作展望绿色生态环境的概念模型指标体系指标体系指标体系指标体系环境阈值环境阈值全球来看，水域人为氮净输入热区包括中国，美国、印度和西欧等国家，其中农业源氮排放影响最大；中国水环境的氮容量安全阈值为每年520±70万吨，但有14个省仅农田氮流失量就超过自身阈值，主要分布在缺水的北方世界水域净人为氮输入（作物固氮、氮肥施用、大气沉降、食品和饲料净进口）量分布(Billetal.,2013,Phil.Trans.R.Soc.B.)(Yuetal.,2019,Nature)中国和全球水体环境质量-以氮素为例中国土壤环境质量(Duanetal.,2016,BECT)(Liuetal.,2013,Science)(Chenetal.,2014,Science)我国空气质量时空特征及与国外对比(KuerbanandXuetal.,2019,Environ.Pollut.Inrevision)除O3外，其他五种污染物在华北地区最高；年均PM2.5,PM10,SO2andCO呈下降趋势，NO2和O3年均浓度有所增加；

秋冬季PM2.5污染和夏季O3污染仍是我国空气污染的关键我国主要空气污染物浓度明显高于欧洲、东亚和美国等国家。PM2.5PM10NO2SO2曲周县生态环境质量现状大气环境土壤环境水体环境曲周县农业绿色发展生态环境指标分级农田氮盈余

氮径流量氮淋溶量农业氨气排放PM2.5超标食品生产氮环境代价畜禽承载量关键问题(马文奇，马林，张建杰等）我国生态环境保护政策六、坚决打赢蓝天保卫战（一）加强工业企业大气污染综合治理。“强化工业企业无组织排放管理，推进挥发性有机物排放综合整治，开展大气氨排放控制试点。”（二十一）加强秸秆综合利用和氨排放控制。控制农业源氨排放。减少化肥农药使用量，增加有机肥使用量，实现化肥农药使用量负增长。提高化肥利用率，到2020年，京津冀及周边地区、长三角地区达到40%以上…..汇报内容国内外生态环境现状绿色生态环境实施行动I.氮肥投入阈值与田间验证II.氨气源解析与排放控制3.工作展望谷类肉类蛋类奶类蔬菜瓜果含氮量0.10.170.120.050.0150.01每年所需（kg）13547163614060目标所含氮量（kg）13.57.991.921.82.10.62020年我国人口所需食物及氮需求占比基于曲周县人口需氮量的氮肥施用阈值—通过统计年鉴、文献等数据计算曲周县人口需氮量

，最后得出在氮素整体利用效率12%情况下，曲周县亩均化肥施氮量为211kgNha-1

yr-1，即可满足曲周县人民对氮素的需求.(吕天天，2019，未发表)所需数据及计算低环境要求高环境要求A:环境限值（mgNL-1）2011.3B:年入渗补给量（mmyr-1）160160C:年均最大淋洗量（kgNha-1yr-1）=A×B3218.08D:化肥氮淋洗占比0.060.06E:农田最大施肥量（kgha-1yr-1）=C/D533301将曲周县农田的淋洗液硝酸盐浓度上分别限定为

11.3、20mgNL-1，计算得到农田最大氮肥施用量分别为301、533kgNha-1yr-1。基于硝酸盐污染曲周农田氮素环境容量分析(吕天天，2019，未发表)玉米季氮素环境容量验证及优化潜力分析(吕天天，2019，未发表)处理氮肥类型施用方式三叶期追肥kgN/ha十叶期追肥kgN/ha磷肥KgP2O5/ha钾肥kgK2O/haCK

6060CU尿素表施1001006060OUO尿素表施120

6060OU尿素表施60606060ABC碳酸氢铵表施120

6060UAN硝酸铵钙表施120

6060UI添加脲酶抑制剂尿素表施120

6060DI硝化与脲酶抑制剂尿素表施120

6060DP尿素10cm深施120

6060CRU树脂包膜尿素10cm深施120

6060在实验点设置10个不同的施氮处理，每个处理3次重复，小区面积136.5m2。磷钾肥随种子在播种时期播入土壤。玉米品种为登海605，播种密度为75000ha-1。处理籽粒产量(kgha-1)地上部生物量(tha-1)籽粒吸氮量(kgNha-1)地上部吸氮量(kgNha-1)氮肥利用效率(%)CK6233.0a14.3a85.9a134.6aCU7813.0cd16.0ab118.6bc181.9bcd23.7abOUO7150.7bc15.3ab107.0abc165.5bc25.6abOU7888.7cd16.6b125.8bc175.3bcd33.9abcDP8200.1de17.2b132.7c191.3cd47.2bcCSU8386.4de17.1b126.8bc198.2cd53.0cUI8785.0e17.3b138.4c200.4d54.8cDI7607.9bcd15.9ab125.6bc181.8bcd39.3abcABC6912.5ab15.6ab97.5ab154.3ab16.4aCAN7774.7bcd16.8b129.2bc193.3cd48.9bc不同处理玉米产量和氮肥利用率结果—基于氮素环境容量的减量施肥（OUO、OU）相对于传统施肥方式(CU)，玉米产量和氮肥利用效率之间并无显著差异2018年曲周玉米季定位实验不同处理下氮平衡

理论研究基于大样本数据分析华北平原氮肥利用现状和氮素环境容量。

途径探索通过连续田间定位监测试验探究有机肥替代、氮肥用量优化、氮肥形态优化及增效氮肥对玉米小麦轮作体系氨挥发、N2O排放、硝酸盐淋洗、氮肥利用效率、作物产量的影响，明确提高氮素利用率，减少氮肥损失的途径。下一步工作（部分已开展）(王敬霞博士生,2018)汇报内容国内外生态环境现状绿色生态环境实施行动I.氮肥投入阈值与田间验证

II.氨气源解析与排放控制3.工作展望邯郸市和曲周县大气PM2.5来源解析(Zhaoetal.,2019,Atmos.Environ.)(Xuetal.,2019,unpublished)全球近地表大气氨气浓度分布特征华北平原，全球大气氨污染最为严重的地区！！！(LiuLeiandXuWenetal.,2019,ACPD,inrevision)大气对流层氨柱浓度和年增长率(2008-2016)空间分布年增长率氨排放土地类型(ChenandXuetal.,2019,unpublished)@曲周—大气氨浓度季节特征呈现夏季最好，冬季最低，主要受排放和温度影响全国和曲周大气氨浓度时间变化(2008-2018)(Xuetal.,2019,unpublished)曲周县氨气监测点(2个城区+7个科技小院+实验站)曲周氨气空间和季节特征（2018-2019）基于10个站点结果平均，大气氨气年均浓度为38.2±4.1μgm-3，春(35.0±6.0μgm-3)

、夏(49.0±9.6μgm-3)、秋(33.6±7.6μgm-3)、冬(36.3±6.1μgm-3)，

四季浓度无显著差异。(Xuetal.,2019,Inpreparation)曲周氨气与全球其他地区监测值对比（2015-2019）41EMEPsites38EANETstation133sites53USAMoNsites@QZ,38.2μgm-34倍(中国:8.6μgm-3)12倍(东亚:3.3μgm-3)

35倍(欧洲:1.1μgm-3)22倍(美国:1.7μgm-3)八种主要人为NH3排放源@鸡舍4275.5μgm-3

@猪舍3160.5μgm-3

@公厕467.3μgm-3

@燃煤2781.4μgm-3

@污水处理厂62.4μgm-3

@秸秆燃烧23042.9μgm-3

@氮肥施用208.8μgm-3

@垃圾处理11152.6μgm-3

(Xuetal.,2019,Inpreparation)曲周大气氨气源解析（曲周实验站和省控站）@曲周实验站@县城武装部(Xuetal.,2019,Inpreparation)与传统施肥相比，不同氨减排情景减排潜力：通过减量施肥、分次施肥、利用尿素替换碳铵可达到20-40%的氨减排成效通过深施肥、双抑制剂增效可达到40-60%的氨减排成效通过控释肥增效、脲酶抑制剂增效、硝基肥替换尿素和施肥后灌溉可达到60%以上的氨减排成效。曲周玉米-小麦轮作体系氨减排技术效果（300亩）(沙志鹏，2019，未发表)曲周玉米体系生产氨减排技术的费效分析不同田间管理措施的物质投入-产出明细表（元/公顷）脲酶抑制减排措施在净收益、产投比、产量以及氮素利用效率上表现最佳；控释肥、双抑制剂和硝酸铵钙减排措施的作物产量、氮肥利用效率和氨减排潜力均较大，但由于肥料成本较高，整体产-投结构不如脲酶抑制剂减排措施；不同氨减排措施的费效分析（%）(沙志鹏，2019，未发表)脲酶抑制剂稳定性氮肥推广与示范（曲周王庄）相比于普通尿素处理（农民传统），玉米3叶期脲酶抑制剂增效技术减少氨排放53%；13叶期减少了氨排放67%小麦季，脲酶抑制剂增效技术减少氨排放62%。与高蛋白日粮相比，低蛋白日粮处理能显著降低育肥猪舍的NH3排放通量35-40%猪舍高低蛋白饲料NH3排放量基于低蛋白饲料措施的猪舍氨减排（丰宁猪场）(马昕，2019，未发表)不同蛋白含量猪粪堆肥还田氨挥发损失1）针对曲周县蛋鸡低蛋白饲料和酸化等氨减排关键技术效果验证2）氨减排田间试验与示范(曲周三百亩田间试验（小麦-玉米轮作）/曲周王庄示范试验（小麦-玉米轮作）/全县氨减排示范)下一步工作（部分已开展）氨减排对空气质量提升的效果—削减总氨后，硝酸盐的峰值浓度被大幅削弱，平均降幅超过50%。根据硝酸盐一般占PM2.5质量浓度30%来推算，在现有减排措施下不变的情况下，仅通过控制大气氨排放，能够使得PM2.5的峰值浓度下降15-20%。(宋宇等，2019,未发表)汇报内容国内外生态环境现状绿色生态环境实施行动I.氮肥投入阈值与田间验证II.氨气源解析与排放控制3.工作展望工作展望开展氨在促进二次气溶胶形成中作用机制的研究，结合大