氮肥政策可以保护农民和环境

氮肥对农作物产量和环境健康，特别是墨西哥湾的水质有重大影响。联邦政府和州政府一直回避对氮肥的使用进行监管，但基于自愿和奖励的项目并没有特别成功;墨西哥湾缺氧的“死亡区”仍然比联邦-州缺氧工作组设定的目标大得多。

伊利诺伊大学的一项新研究探索了潜在的政策解决方案，以减少氮的损失，同时仍然保护农民的底线。

“我们希望就这些政策展开讨论，而不是就哪种政策是最好的提供明确的答案。相反，鉴于我们所拥有的信息和我们所知道的局限性，我们展示了什么是可能的，”伊利诺斯州作物科学系助理教授、该研究的合著者尼古拉斯·马丁说。“考虑到盈利能力、粮食安全和环境，我们正试图想出可以改善当前农业的替代方案或方案。”

Martin和他的合作者利用了30年时间内4000多个农田的模拟数据集，评估了四种政策情景下经济上最优的氮用量和浸出损失。

第一项政策将调整价格比率，根据玉米价格的固定比率对氮肥征税。第二项政策将对伊利诺伊州土壤中超过基准水平的农田中过量的氮淋滤收取费用。第三种方法是从作为肥料的氮中减去收获时从谷物中除去的氮，并对剩余部分收取费用。最终的政策反映了一个自愿的氮减排计划，就像美国中西部目前的计划一样。

在研究场景中，农民将获得氮肥费和利润损失的补偿，在大多数情况下，确保有一个健康的底线。此外，所有的政策都产生了预期的环境结果:减少浸出。

该研究将浸出率的目标设定为20%，发现只需降低3.3%的产量，对利润的影响很小。

“更高的目标成倍地增加了成本，”德国曼德里尼说，他是作物科学系的博士研究生，也是这篇文章的第一作者。“20%的减排目标估计每公顷污染控制成本为30至37美元，如果扩大到伊利诺伊州的州一级，则相当于每年1.47亿美元。这在当前政府为现有保护项目支付的范围内。”

之前的研究估计，由于结肠癌风险、不良气味、味道、富营养化加剧等原因，地下水污染每公斤氮带来16.10美元的隐性成本。这意味着将氮浸出率降低20%的目标将导致每年减少5.24亿美元的环境外部性。

曼德里尼说:“只要实施激励以更明智的方式使用投入的政策，投资回报率就达到260%。”

在四种处理方式中，氮浸出费处理效果最好。研究人员提到了更高的成本效益;更好的热点控制;更高的内部化，惩罚污染更严重的情况。

Mandrini说:“多项环境研究都发现了这一点，直接向我们想要控制的污染物收费是减少外部性的最佳选择。”

Martin补充说:“氮淋滤费政策意味着人们可以评估和测量有多少氮离开了田地，并根据这个量收取费用。这一政策在实施上存在挑战，因为很难测量特定农场土壤中的氮流失量。然而，随着技术的进步，可以使用测量设备或建模来高精度地估计它。

他说:“在特定的管理或土壤条件下，大量的氮离开了田地，就会出现热点。”“通过更多地关注这些地区，我们可以更明智地实施政策，在最重要的地方实现减排。”

研究人员指出，模拟总是带有在现实场景中可能不成立的假设，因此他们强调，这篇文章只是农民、商品团体、政策制定者和其他利益相关者讨论的起点。

“然而，这些假设使我们有可能使用种植系统建模的最新方法来开始研究我们用其他任何方法都无法回答的问题。我们未来的工作将寻求更新我们的假设并验证结果，”马丁说。

参考:马德丽，马德丽，马德丽。探索美国中西部潜在氮肥法规的利润、产量和环境足迹之间的权衡。前沿植物科学．2022; 13。访问时间为2022年5月19日。doi:10.3389 / fpls.2022.852116

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