化肥污染控制技术
能够带来污染的化肥主要是氮肥和磷肥，氮主要涉及大气臭氧层破坏、温室气体、地下水硝态氮污染、地表水富营养化和蔬菜硝酸盐污染等方面，磷肥主要是地表水富营养化和重金属镉污染等。污染的形成与不合理施肥有关，其中最重要的是过量施肥。因此化肥的合理投入技术实质上也是控制化肥污染的技术，只不过后者更强调施肥对环境的影响效应。
（一）技术原理
控制化肥污染技术的理论基础是生态系统的养分循环与平衡理论。主要目标是实行生态农业政策，增强营养元素在农业生态系统内部的循环，提高肥料利用率，减少肥料向环境的排放和在环境中的积累。
控制化肥污染的主要途径有两条：一是通过立法和政策手段，宏观控制化肥投入量和作物收获后的土壤残留量；二是通过改进农业生产技术，实现农田化肥合理投入，提高化肥利用率，减少硝酸盐残留，降低氮的损失。
（二）技术要点
1.农田化肥污染控制技术
农田层次上控制肥料污染的技术包括下列方面：首先是精确化施肥技术，其次是减少养分损失技术，第三是养分投入与其他技术的结合。
（1）精确化施肥调控技术 精确化施肥不仅要做到量上准确，而且要在施肥时期和施肥方法上合理，其中确定适宜的施肥时期和施氮量是该技术的关键。前面提到的平衡施肥技术、土壤植株营养诊断推荐施肥技术、灌溉施肥技术等均能在一定程度上满足精确化施肥的要求。近年来国内外在氮肥推荐技术方面取得了以下重要突破。
一是采用适宜的施肥模型来确定经济合理的氮肥总量，达到总量控制。朱兆良院士早在1986年就提出了旨在宏观控制氮肥施用量的“平均适宜施氮量”、概念与技术体系，目前已被广泛采纳和应用，也起到了对一季作物施肥总量的控制。
二是应用田间土壤植株快速诊断技术，如土壤速测箱和反射仪，叶龄模式诊断等确定作物关键生育期的追肥量，实现追肥量的控制，从而实现对氮肥用量的精确调控。实践证明，在高产地区，该项技术的应用，可以在作物不减产的前提下，大幅度降低氮肥用量，提高氮肥利用率，降低氮肥损失和对环境的污染，取得了显著的经济效益、环境效益和社会效益。
（2）控制养分损失技术 对于氮素来说，养分损失途径包括氨挥发、反硝化、硝酸盐淋洗等主要过程，围绕控制这些损失已经开发出了一些相应的技术。
①减少氨挥发的措施：我国于20世纪70年代就明确了碳铵、尿素与其他氮肥在石灰性土壤上表施的主要损失途径是氨挥发，因此要求这类肥料应深施或以水带肥施用。80年代引进微气象学方法后在南方水田发现，稻田氨挥发损失率可高达施氮量的40%～50%，是水田氮肥损失的主要途径。中国农业大学的研究表明，铵态氮肥或酰胺态氮肥在通气性良好的潮土中硝化作用一般在7天内完成，氨挥发也集中发生在施肥后的较短时间内（约2周），如果将上述氮肥深施或撒施后立即灌水，氮肥的氨挥发损失量不超过10%，但当表施时，氨挥发可高达施氮量的40%左右，成为氮肥损失的主要形式。在低施氮量条件下（如120kg/hm2），冬小麦的氮肥损失率不足9%，氮肥利用率可高达45%；但当施氮量提高到360kg/hm2时，氮肥利用率仅为23%，氮肥损失率高达55%。肥料氮在夏玉米季的损失量远远高于冬小麦季，240kg/hm2和360kg/hm2两个施氮水平的平均氮肥利用率仅17%，损失率高达70%。
②减少硝态氮淋洗的措施：欧洲等地在20世纪就发现冬季农田土壤硝酸盐淋洗是其氮素损失的主要途径，因此就逐渐改变了冬前大量施用基肥的习惯，例如英国在1984年冬小麦施用基肥的田块占总田块数的84%，而现在仅有不足5%。在冬小麦季损失的氮素主要累积在土壤深层剖面中，而在夏玉米季的氮素损失主要是淋洗。在丰水年或灌水过多时，其淋洗损失可高达施氮量的30%～40%。在这种情况下，控制氮肥污染的关键不仅在于控制氮肥用量，而且还必须合理用水。
③控制反硝化损失的措施：主要是要减少土壤中硝态氮的数量，硝化抑制剂是常用的措施。对于磷肥，主要是防止磷素的径流损失和控制磷肥中镉的含量。
（3）化肥投入与其他措施的结合 大量研究表明，控制氮肥污染，必须做到水肥合理运筹。中国农业大学在中德华北平原高产高生产力条件下环境可承受的持续农业研究国际合作项目中，尝试建立动态监测优化施肥灌溉技术，结果表明，单纯优化施肥可使氮肥利用率提高到45%左右，但如果同时优化水分管理，可使氮肥利用率达到63%。展示了水肥一体化管理技术广阔的应用前景。在农户实际生产中，这一点更为重要。研究表明，综合管理水平高的农户，肥料投入的养分效率高，环境污染风险小。
2.区域化肥污染控制技术与政策
（1）农田技术的区域推广和应用 由于田块之间存在明显的空间变异，针对田块建立的各项控制污染的施肥技术在大面积应用时，必须解决技术适用性和技术参数的调整问题，使得技术能够很好地推广应用，这是区域水平上控制化肥污染的关键技术。过去主要通过技术推广体系来实现，近年开始探索建立基于现代信息技术的区域化肥污染控制技术，但还没有建成可应用的技术体系。
（2）政策法规调控 这方面国外已经积累了大量经验，许多国家提出了通过优化养分管理来控制污染的政策与法规，大部分是通过计算农场、流域养分循环与平衡，对各项管理措施进行评价，进而指导制定详细养分管理计划和落实相应的政策与法规。
税收和补贴是国外常用的办法。美国研究了征收残留氮素税的方法，此税用于处罚那些施用氮超过作物吸收氮的农民，农民对所有购买的氮付一种简单的按价税。在作物收获后，根据田间取走氮的数量农民得到一定的偿还税款。如果农民施用氮超过带走氮，农民要付纯税；反之，农民将得到正补偿。此税针对污染者，而不是施氮者。此方法在美国玉米带5个州进行了尝试和验证。结果表明，这是一种非常有效的高效利用氮素、防止氮污染的方式。英国为了鼓励农民降低氮肥施用量，对自愿降低氮肥施用量的农民将给予40～250英镑/hm2的补偿，政府还要求各农场主必须在规定的限度内施用氮肥，例如冬小麦最高不超过200kg/hm2。我国这方面还比较欠缺。
（三）技术应用
本技术适用于大量施肥地区、易污染的土壤条件和氮素易淋失地区等。