循环磷肥减少养分淋失，保持产量

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员已经对一种很有前景的新型磷铵肥料进行了实地测试。与传统的磷肥相比，鸟粪石肥料可以回收废水中的养分，减少农业土壤中磷和氮的淋失，并保持或提高大豆产量，从而为可持续发展和作物生产提供了三方面的优势。

　　

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员已经对一种很有前景的新型磷铵肥料进行了实地测试。鸟粪石肥料为可持续发展和作物生产提供了三重优势，因为它可以从废水流中回收养分，减少农业土壤中磷和氮的淋失，并且与传统磷肥相比，可以保持或提高大豆产量。

“已经有一些实验室和温室项目展示了鸟粪石的潜力，但这是第一次对营养损失和产量效益进行实地评估。”首席研究员Andrew Margenot说，他是农业、消费者和环境科学学院(ACES)作物科学系的副教授和教师推广专家，“我们发现鸟粪石可以完全替代磷酸一铵(MAP)或磷酸二铵(DAP)提高大豆产量，与传统肥料相比，它减少了非点源养分损失。”

他的团队的研究结果发表在《环境质量杂志》上。

在中西部大部分地区，秋季施用MAP或DAP作为作物磷的来源是玉米和大豆生产的常见做法。但由于MAP和DAP中的磷是高度水溶性的，因此在随后的冬季和早春几个月里，大部分营养物质会流失。这不仅会造成下游的营养污染，还意味着在春天种植作物时，土壤中可用的磷可能会减少。

重要的是，MAP和DAP还含有可溶性氮，这是一个被忽视的事实，Margenot说，这是造成中西部硝酸盐流失问题的原因。

“在氮循环中有一个主要的盲点，”Margenot说。“特别是在美国和中西部地区，绝大多数磷肥都是氨化的。当农民购买磷源在秋季施用时，他们的选择通常仅限于MAP或DAP，因此他们无法避免共同施用氮。”

他在一篇配套论文中做了数学计算，发现以典型的比率(每英亩200磅)施用DAP，每英亩增加36磅氮，而大多数农民和土地补助金建议都没有考虑到这一点。把整个伊利诺斯州加起来，Margenot估计每年秋天以MAP或DAP的形式添加的氮量为1.98亿磅。

他说:“这个数字比我们全州减少1.78亿磅硝酸盐损失的目标高出11%。”“管理这种被忽视的秋季施用的氮是容易实现的，可以大大减少伊利诺伊州和其他密西西比河流域州的硝酸盐损失，我们可以在不改变磷肥施用量的情况下做到这一点。”

鸟粪石也含有氮，但鸟粪石的水溶性比MAP小。这就解释了为什么Margenot的研究小组发现鸟粪石下的磷和氮的浸出率明显低于MAP，与在未施肥的土壤中测量的自然浸出率相当。

但是，如果营养物质的可溶性较低，这是否意味着植物更难获得它们呢?根据《环境质量杂志》的研究，并非如此。两种施肥处理对大豆产量无显著影响。在伊利诺斯州南部的研究地点，鸟粪石——而不是MAP——实际上比不施肥的控制地块增加了大豆产量。Margenot认为产量的增加可能是由于鸟粪石中的镁。

当镁被添加到废水中时，会形成鸟粪石(磷酸铵镁，5-22-0[10毫克]来源)，在那里它与磷和氮发生反应，并将这些营养物质从废物流中提取出来。芝加哥和圣路易斯已经将部分废水租给一家公司来生产这种再生肥料，但马格诺特说，鸟粪石制造业目前规模太小，无法满足整个玉米带的磷需求。

“鸟粪石目前还不能扩展，但我们正在证明一种解决方案的有效性，这种解决方案总有一天会出现在货架上。我们的研究结果指出了扩大鸟粪石生产和在农场使用的好处，”他说。

尽管鸟粪石相对于MAP减少了养分损失，Margenot指出，即使没有添加肥料，养分损失也会发生，并建议覆盖作物来减轻这些与施肥无关的“背景”损失。

他说:“当我们不添加肥料时，无论是MAP还是鸟粪石，我们仍然看到大量的损失，特别是在伊利诺伊州中部地区的高有机质Mollisols(黑色草原土壤)中。”“我们的土壤很肥沃;它们含有大量的有机氮和磷。如果温度足够高，这些营养物质就会矿化，变成硝酸盐和磷酸盐。如果没有作物来吸收，比如覆盖作物或小麦，那么这些营养物质就会被浸出。”