過量的硝酸鹽可能導致高鐵血蛋白症，同時具有致癌危險。硝酸鹽和亞硝酸鹽通常是共存的，很難區分。硝酸鹽含量增高意味著亞硝酸鹽累計的可能性也存在，亞硝酸鹽在人體中會轉化為亞硝胺，亞硝胺是一種強致癌物。地下水硝酸鹽的這種危害是長遠的，而且在短期內我們可能難以發現。
《百科知識》：除了導致土壤酸化，根據課題組的研究，還有哪些負麵效應屬於氮肥施用過量造成的？
答：過量施用氮肥會引起其他環境方麵的問題，比如引起水體富營養化，特別在磷不是限製因子的情況下，流失的氮進入水體後，會進一步加劇水體富營養化。所以整個沿海地區或江河湖泊的赤潮發生頻率和嚴重程度是急劇增加的。
根據我國第一次汙染源普查的結果，農業汙染源是主要水汙染物化學需氧量（COD）的最大“貢獻”者，排放量占4成以上。總氮的排放量為270.46萬噸，占排放總量的近6成。
不僅如此，氮肥過量使用與氣候變暖也有著千絲萬縷的關係。它是氧化亞氮的重要來源之一，氧化亞氮既是溫室氣體也是平流層臭氧的破壞者，一個氧化亞氮分子對環境的增溫貢獻率差不多是一個二氧化碳分子的300倍，所以盡管其數量不多，但對環境的增溫貢獻率很高，在全球增溫潛勢中有5%的貢獻率。
此外，氮肥對溫度變化十分敏感，氣候變暖又會加速氮肥釋放氧化亞氮。
《百科知識》：國內外是否有類似研究和數據，農業中使用的肥料中有多少跑到了大氣中引起溫室氣體增加？
答：全球來講，氧化亞氮的排放量每年大概為300萬～500萬噸，我國是60萬～100萬噸，氧化亞氮的排放主要來自於農田土壤，尤其是施用了肥料的農田土壤，自然土壤排放量比較低，少了一個數量級，基本可以忽略。
《百科知識》：為什麼施肥後，土壤氧化亞氮的排放會增加？
答：氧化亞氮是一個副產品，大部分氧化亞氮來自於不完全的反硝化過程，正常的反硝化過程生成氮氣，合成氨是把氮氣變成銨，反硝化作用是把這些物質變成氮氣，返回到大氣中，這就是一個完整的氮循環。但在轉化過程中，受到很多因素的影響，還原或氧化不完全，生成了很多副產物，這些副產物包括氨氣、硝酸鹽、亞硝酸鹽，還有氧化亞氮、一氧化氮及其他含氮化合物。這些物質可能會對環境造成一定危害。
《百科知識》：過多施用化肥，除了影響土壤，對農產品品質是否也有一些不良影響？
答：對農產品品質肯定會產生一定影響。分品種來看，對糧食作物的影響相對小一些，比如酸化造成重金屬溶解增加，籽粒中可能會累計一部分重金屬，使得籽粒中重金屬含量增加。如果是汙水灌溉，危害更大。對於蔬菜，過量施用氮肥，葉菜類硝酸鹽含量會增大，可以達到6000毫克/千克以上，甚至是8000毫克/千克，一般應該是3000毫克/千克左右，硝酸鹽含量增加，可能對人體消化道係統產生各種直接和間接的不利影響。也有人說，硝酸鹽多了沒問題，但如果還原反應不完全，產生了亞硝酸鹽，甚至轉化為亞硝胺，對身體健康肯定不是好事。
治療“生病”的土地
《百科知識》：如果要改變上述不利局麵，必然要減少化肥的使用。一旦減少氮肥的使用，是否會影響產量？
答：其實，維持乃至增加糧食產量，並不總是需要增加化肥的施用量。目前，我國農田氮肥養分利用率平均僅為30%～40%，表明我國氮肥施用的優化空間很大。
我國科學家提出，要搞“兩型”農業——資源節約型和環境友好型農業。資源節約型裏很重要的一點是要減少化肥、農藥的使用，優化灌溉水以及地膜和其他化學物質的使用。應該說，我們有辦法實現優化，也開展了很多相關研究。
課題組所做的試驗發現，在目前情況下，減少30%～60%用肥量，每公頃施用120～180千克氮，維持現有作物產量沒有任何問題，甚至還略有增加。
也就是說，在控製好施肥量，掌握正確的施用方法，並且進行合理管理的情況下，作物產量不會降低；前提是，要摸清土壤中養分含量狀況。
在東北等地區，施肥量還是相對合理的；但對於華北地區和太湖地區，減少1/3的施肥量，不會出現減產問題，至少3年內不會有什麼問題。如果減產，那可能是氣候因素或是別的問題。
課題組的研究表明，在水稻、小麥、玉米等大田作物以及其他經濟作物上，合理施肥，可以在大範圍內實現減肥10%條件下增產10%～15%的目標。
當然，如果人口進一步增加，肥料利用量還需要保持一個適當的水平，比如維持每年2000萬噸左右的氮肥用量還是需要的。
《百科知識》：國外也經曆過濫用的階段嗎？他們是怎麼解決的？
答：國外也同樣經曆過化肥濫用的情況。像荷蘭，當年施肥量很高，在20世紀80年代初時的施肥量達到400千克/公頃，水體嚴重富營養化，土壤汙染非常嚴重，農業生產無法持續發展。正好在當時興起環保運動，政府通過製定政策控製汙染，保證農民高效合理施肥，一旦超過規定化肥施用數值就要受到重罰。到20世紀90年代，荷蘭順利度過化肥施用高峰期，土壤得到恢複。
【責任編輯】趙 菲
專家簡介
劉學軍博士，中國農業大學資源與環境學院教授，主要從事農田氮素循環與養分管理、溫室氣體排放與大氣沉降等方麵的研究；目前立足於大氣氮素沉降與環境效應這一國際熱點問題，重點探討人類活動導致的大氣活性氮（氨）排放與氮素沉降之間關係及其生態效應；負責建立中國大氣氮沉降監測網與中國農田土壤酸化文獻數據庫；2006年入選教育部新世紀優秀人才支持計劃，2008年入選中國科學院“百人計劃”。