中国实现粮食基本自给，氮肥发挥了巨大作用，但研究发现，中国每吨氮肥从生产、运输到农田施用共排放12.85吨二氧化碳，氮肥相关的温室气体排放量占中国温室气体排放总量的8%左右。
“提高氮肥利用率、实现化肥投入与作物吸收平衡，可以减少温室气体排放，同时有利于提高农业收入、保障农业生产力。”中国农业大学资源环境与粮食安全研究中心主任张福锁日前接受《中国科学报》记者采访时表示。
过去3年，来自中、英5家科研院校的科学家共同承担了中英低碳农业项目，他们经过调研、实验、评估，提出了优化氮肥管理、降低温室气体排放的技术和政策措施。张福锁为该项目中方主持人。
成也氮肥，败也氮肥
中国是世界上最大的氮肥生产国和消费国，生产和消费了全球1/3的氮肥。中国农业系统中有72%的氮素来自于氮肥，中国人消费的蛋白质中有56%来自于氮肥。不容否认，氮肥对保障国家粮食安全作出了巨大贡献。
然而，近期大量研究证明，在全国尺度上氮肥用量已经超过了作物高产的需要，其中粮食作物有1/3以上的农田氮肥施用过量;在经济作物中，尤其蔬菜和果树，氮肥投入过量是普遍现象。
“氮肥过量施用产生了一系列负面效应。”张福锁的研究小组曾于2010年在美国《科学》杂志发表过相关论文，研究发现中国氮肥过量施用导致全国土壤显著酸化，其他负面影响诸如农民收益降低、能源消耗、水污染以及近海赤潮已成不争事实，而氮肥导致温室气体排放也日益受到关注。
欧洲200多名科学家联合研究表明，虽然已经治理了20多年，但是氮对欧洲环境的损害仍高达700亿～3200亿欧元，是其对农业收益贡献的两倍。
发达国家把氮当做21世纪主要的环境因子。目前我国也已经开始将氮肥作为农业节能减排（http://www.emca.cn/）的重要领域。
“这其中还有《中国科学报》的功劳!”张福锁笑言。
2010年3月2日，《科学时报》(现《中国科学报》)头版头条刊登了该项目关于氮肥工业减排的建议，引起了行业重视和社会的广泛关注;两个月后，项目组提交的政策建议得到了副总理回良玉和国务委员刘延东的批示。
“提高生产和利用氮肥的效率，成为中国实现低碳农业的一个关键。”张福锁说。
减排、增产、增收同步实现
“如果不采取措施，任由氮肥用量不断增加，到2030年中国人口规模最大时，氮肥的温室气体排放量将增加到5.4亿吨。”
不过，张福锁表示，通过技术和政策措施，全面优化氮肥工业和农业施肥，温室气体减排潜力高达70%，这些减排量相当于法国等欧洲国家在1990年至2006年减排量的两倍。
为了实现氮肥减排潜力，在综合分析欧美国家发展经验及中国过量施肥的原因后，项目组围绕减少氮肥投入、降低温室气体排放提出了具体的策略和建议。
“中国减少氮肥施用需要采取综合措施。”中国科学院农业政策研究中心主任黄季焜介绍，有9个方面的技术和管理策略，包括将肥料用量调整到合理水平、在作物需要肥料的时期施用肥料、改变手工撒施为机械深施、循环利用有机养分、改变大水冲施为滴管施肥、升级肥料产品等。
有人质疑：减少氮肥施用会不会影响粮食安全?项目组在不同作物体系和不同地区的多年田间试验证明，改善养分管理技术，减少氮肥施用量不会降低粮食产量，因此不会危及国家粮食安全，同时还可以避免环境风险。
“如何因地制宜地集成创新技术，确保更好更快地发展应用，同步实现氮肥增效减排、农民增收、粮食增产，是当前的主要任务。”
黄季焜认为，需要多部门协作采取一系列保障措施，比如转变补贴政策引导新技术的创新和应用，通过创新培训教育机制保障技术到位率，通过市场机制降低成本加快应用步伐，通过法规约束产品质量和农户行为。“协调政府、市场和农户之间的关系，实现农业效益和环境效益同步。”
