京郊主要作物生产系统磷素养分平衡评价——以顺义区为例

[目的]评价北京市顺义区主要作物生产系统的磷素养分平衡状况。[方法]采用农田养分平衡模型,针对北京市顺义区主要作物生产系统（大田作物、果园和露地蔬菜）的磷素养分平衡进行了评价,并分析了农田磷盈余的主要影响因素。[结果]3种作物生产系统内均出现农田磷盈余现象,蔬菜生产系统农田磷盈余量[491.8 kg/（hm2·a）]显著高于大田作物[82.7 kg/（hm2·a）]和果园[129.5 kg/（hm2·a）]生产系统农田磷盈余量（P〈0.05）,然而后两者之间农田磷盈余量无显著差异（P〉0.05）。大田作物和蔬菜生产系统农田磷盈余量分别与化肥和有机肥磷输入量呈极显著正相关关系（r分别为0.987 7、0.970 1）,果园生产系统化肥和有机肥磷输入量与农田磷盈余量均呈极显著正相关关系（r分别为0.836 3、0.625 2）,但是各系统内作物收获磷养分量与农田磷盈余量不存在显著相关性（P〉0.05）。[结论]顺义区蔬菜生产系统磷素污染潜力较大;大田作物和蔬菜生产系统农田磷盈余量分别主要来源于化肥和有机肥的投入,而化肥和有机肥的投入均显著影响果园生产系统农田磷盈余量。     

京郊主要作物生产系统磷素养分平衡评价——以顺义区为例

[目的]评价北京市顺义区主要作物生产系统的磷素养分平衡状况。[方法]采用农田养分平衡模型,针对北京市顺义区主要作物生产系统（大田作物、果园和露地蔬菜）的磷素养分平衡进行了评价,并分析了农田磷盈余的主要影响因素。[结果]3种作物生产系统内均出现农田磷盈余现象,蔬菜生产系统农田磷盈余量[491.8 kg/（hm2.a）]显著高于大田作物[82.7 kg/（hm2.a）]和果园[129.5kg/（hm2.a）]生产系统农田磷盈余量（P〈0.05）,然而后两者之间农田磷盈余量无显著差异（P〉0.05）。大田作物和蔬菜生产系统农田磷盈余量分别与化肥和有机肥磷输入量呈极显著正相关关系（r分别为0.987 7、0.970 1）,果园生产系统化肥和有机肥磷输入量与农田磷盈余量均呈极显著正相关关系（r分别为0.836 3、0.625 2）,但是各系统内作物收获磷养分量与农田磷盈余量不存在显著相关性（P〉0.05）。[结论]顺义区蔬菜生产系统磷素污染潜力较大;大田作物和蔬菜生产系统农田磷盈余量分别主要来源于化肥和有机肥的投入,而化肥和有机肥的投入均显著影响果园生产系统农田磷盈余量。     

赣南脐橙园氮素投入特点及氮素平衡研究

以赣南脐橙种植户果园调查和叶片营养分析数据为基础,分析了脐橙园生产体系中的氮肥施用和氮素平衡状况.结果表明:赣南不同区域脐橙园的氮投入量差异大,果园氮素投入量为485.27~1 581.75kg/hm2,平均值为792.74kg/hm2,其中无机氮投入量为429.14kg/hm2,主要来源于复合肥和尿素;有机肥投入的氮素量为363.60kg/hm2,主要来源于花生粕、商品有机肥和畜禽粪.不同区域脐橙园的氮盈余量差异较大,氮盈余量为467.37~1 093.89kg/hm2,平均值为688.14kg/hm2,大余县、于都县和信丰县的氮盈余量较高.果园氮素投入量与氮养分盈余量极显著正相关,相关系数R=0.943 6.随氮投入量的增加,脐橙叶片氮的质量分数上升,大部分脐橙园叶片氮的质量分数偏高或过量,表明氮肥施用过量是氮盈余量高和叶片氮的质量分数高的主要原因.     

宁波市农田氮磷平衡的分析

应用1990-2005年的统计数据,研究了浙江省宁波市农田氮和磷的平衡状况.结果表明,由于耕地面积和复种指数的下降、畜禽养殖规模的提高,宁波市农田氮和磷盈余量逐年提高,2005年农田平均氮和磷盈余量分别相当于作物收获物带走氮和磷的158%和281%,各县(市、区)农田氮(N)盈余量为23.49～384.88kg/hm²,氮盈余量奉化>象山、市区>慈溪、宁海>余姚;磷(P)盈余量为15.78～122.60kg/hm²,磷盈余量奉化>象山>市区>宁海>慈溪>余姚.16年来,宁波市农田氮和磷盈余景增加迅速,氮和磷盈余量分别由1990年位于浙江省11个地市中排行第6位跃升至2005年的第1和第2位.在该市农田养分管理中,应重视氮肥的减量化施用和磷肥的高效利用.     

河西走廊绿洲灌区循环模式"农田-食用菌"生产系统氮素流动特征

河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力.本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型“农田-食用菌”生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征.结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10％左右,秸秆还田氮输入量(165.6kg· hm-2·a-1)占农田氮素总输入量的37.1％,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径.但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg·hm-2· a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键.     

中国农田土壤磷平衡现状及驱动因子分析

结合GIS平台对1996及2002年中国县域农田土壤磷平衡状况分析结果表明,全国农田土壤磷平衡存在很大的时空变异.1996年及2002年县域农田土壤磷盈亏范围分别为-20～425 kg/hm2及-17～450kg/hm2.农田土壤磷盈余量在20～50kg/hm2的县市占全国总县市的比例从1996年的34.2%下降到2002年的24.1%,而磷盈余量在50～100kg/hm2的县市所占比例从29.3%增加到33.4%,农田土壤磷盈余量在6年间普遍提高了一个等级.区域尺度上,化肥磷投入是影响磷平衡空间分异的直接因素,而有机肥的影响不明显;种植业结构变化是影响磷平衡时空变化的间接因素;农业收入是经济欠发达地区影响磷肥投入的主要原因之一.     

北运河流域(北京段)养分资源估算与现状分析

针对北运河流域(北京段)农业面源污染日益突出的问题,依据流域内各区县统计年鉴数据,参考相关模型与参数,计算了北运河流域(北京段)2013年畜牧业和种植业的养分资源量,研究分析了流域内的养分资源现状。结果表明:粪肥可提供2.52万t氮(N)和1万t磷(P),满足粮菜果氮养分需求的81.5%,粪肥提供的磷养分量超出粮菜果磷需求量,磷盈余明显。模拟两种粪肥替代化肥氮磷的方式,结果表明模式1采用有机肥氮素替代50%化肥氮原则,粪肥所提供的磷养分超出作物需求,需施用化肥氮满足作物需求;模式2是根据作物需磷量进行粪肥施用,该情况下不会引起磷盈余,但作物需要的氮仍需要通过化肥来提供。农田平均磷载荷50 kg/hm2,超过发达国家环境安全限量值与全国平均水平,磷载荷大小顺序为顺义、大兴、通州和昌平,磷盈余量远超作物磷带走量,共盈余7 852 t。菜田和果园土地承载粪肥磷的能力下降,只有粮田可消纳粪肥磷。     

三峡库区典型农业小流域土壤系统氮磷收支研究

利用三峡库区涪陵段王家沟小流域的农业生产活动调查数据,计算分析了流域农田土壤系统在一个完整的种植年内的氮磷收支状况及循环特征.结果表明,流域农田土壤氮磷平均收入(以纯氮或纯磷计)分别为816和115 kg/(hm2.a),支出分别为462和32 kg/(hm2.a),盈余量分别为354和83 kg/(hm2.a).化肥、作物秸秆还田和人畜排泄物及生活污水是农田土壤系统氮磷的主要输入源,它们对氮素总收入的贡献率分别为72.3%,14.7%和8.1%,对磷素总收入的贡献率分别为82.9%,9.2%和7.4%.作物收获是流域农田土壤系统氮磷输出的主要途径,分别占氮磷总支出的46.2%和98.0%.径流输出分别占氮磷输出的3.5%和2.0%,氮磷化肥径流流失分别占其投入的2.7%和0.7%.在研究流域内的三种主要农业土地利用系统中,榨菜对流域农田土壤氮磷平衡的影响最大,其对氮磷盈余的贡献率分别为61.9%和79.9%;其次为玉米,对氮磷盈余的贡献率分别为32.8%和19.9%;水稻对氮磷平衡的贡献率分别为5.3%和0.2%.因此,合理配施各种来源的肥料、降低旱作系统(榨菜和玉米)土壤的氮磷盈余量是减少流域农业活动对环...     

河南省中北部不同土地利用类型净碳汇及其价值

为了研究不同土地利用类型的净碳汇及其价值,为碳汇生态补偿提供依据,选择了河南省中北部6个土地利用类型中具有代表性的植物种类,用碳税法计算不同种类植物及不同土地利用类型净碳汇及其价值。结果表明,不同土地利用类型碳投入量,温室作物最大[2 037.88 kg/(hm~2·a)],其后依次为露地蔬菜[1 761.36 kg/(hm~2·a)]、粮经作物[1 390.92 kg/(hm~2·a)]、果园[1 226.57 kg/(hm~2·a)]、城镇绿地[350.76 kg/(hm~2·a)]、林地[198.93 kg/(hm~2·a)];不同土地利用类型固碳量,温室作物最大[16 283.70 kg/(hm~2·a)],其后依次为露地菜地[11 135.38 kg/(hm~2·a)]、粮经作物[10 694.70 kg/(hm~2·a)]、果园[5 234.00 kg/(hm~2·a)]、城镇绿地[4 783.94 kg/(hm~2·a)]、林地[4 364.11 kg/(hm~2·a)];不同土地利用类型净碳汇,温室作物最大[14 245.82 kg/(hm~2·a)],其后依次为露地蔬菜[9 374.02 kg/(hm~2·a)]、粮经作物[9 303.78 kg/(hm~2·a)]、城镇绿地[4 433.18 kg/(hm~2·a)]、林地[4 165.00 kg/(hm~2·a)]、果园[4 007.43 kg/(hm~2·a)];不同土地利用类型净碳汇价值,温室作物最大[13 120元/(hm~2·a)],其后依次为露地蔬菜[8 633元/(hm~2·a)]、粮经作物[8 569元/(hm~2·a)]、城镇绿地[4 141元/(hm~2·a)]、林地[3 836元/(hm~2·a)]、果园[3 691元/(hm~2·a)]。与林木相比,农作物净碳汇价值更高,建议把农作物净碳汇纳入生态补偿体系,减少农作物碳投入,提高农产品质量,充分发挥农作物净化空气的生态功能。     

不同有机替代对滴灌玉米生长和磷素营养的影响

[目的]研究以有机替代为基础的施肥方式对滴灌玉米生长和磷素营养的影响,为有机无机肥配施在滴灌农田施用提供参考.[方法]设置CK(不施肥对照)、化肥、秸秆还田、精制有机肥、有机无机复合肥以及秸秆还田分别与精制有机肥和有机无机复合肥混施8个处理,通过连续2年定位试验,研究其对玉米干物质量、磷素营养和肥料利用率的影响.[结果]施用6 000 kg/hm2精制有机肥和6 000 kg/hm2玉米秸秆处理,分别较单施化肥的玉米植株干物质量、产量、含磷量和吸磷量分别增加了5 320 kg/hm2、1 810 kg/hm2、0.48 g/kg和34.6 kg/hm2.6 000 kg/hm2精制有机肥和6 000 kg/hm2玉米秸秆配施化学磷肥利用率最高为67.0;,比单施化肥提高了38.5;.[结论]不同有机替代方式均能促进玉米生长,增加植株含磷量和吸磷量,提高肥料利用率.     

黄浦江水源保护区不同作物养分管理及环境效应分析

针对黄浦江水源保护区农业种植现状,调查分析3种大田作物和25种瓜果蔬菜的施肥结构和养分盈余状况。结果表明:除少数作物钾肥或磷肥施用多于氮肥外,绝大部分作物施肥结构中以氮肥为主,配施磷、钾肥。不同作物肥料用量强度分析表明:氮肥用量强度明显高于磷钾肥用量强度,大田作物氮、磷、钾用量强度都处在相对较低的水平,明显低于大部分蔬菜作物。不同作物养分盈余状况各不相同,大田作物N用量处于稍有盈余状态,P用量稍有亏缺或基本平衡。大田作物氮、磷盈余指数低,环境效应好。蔬菜作物中除少数作物N、P稍有亏缺外,大部分作物N、P均处于较高或高盈余状态。大部分蔬菜、瓜果作物氮、磷盈余指数高,环境效益差。     

临沂市主要作物肥料投入与养分平衡状况分析

农田养分平衡作为了解养分在农业系统中环境负荷的有效手段,是评价农业是否可持续发展的一个重要指标。通过国家测土配方施肥补贴项目和山东省农户施肥情况调查,对全市主要作物的肥料投入和土壤养分平衡状况进行了分析。结果表明,农民对大田作物有机肥投入不足,以施高浓度的复合肥为主,大田作物氮养分盈余;对蔬菜和果树的养分投入过高,存在经济效益和资源效率脱节的现象,氮、磷、钾养分盈余均比较突出。     

长期施肥紫色土有效磷变化及其对稻麦轮作产量的影响

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理：CK处理（只种作物不施肥）;N、NP、NK、PK、NPK为不同氮（N）、磷（P）、钾（K）化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥（M）、秸秆还田（S）及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg^-1;而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm^-2,其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm^-2,土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg^-1。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型（线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型）均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg^-1。 【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

稻油轮作体系施用有机肥对作物产量及土壤综合肥力的影响

采用田间肥效试验研究稻油轮作体系有机肥对水稻、油菜产量及土壤肥力的影响。结果显示,与单施化肥相比,化肥配施低量有机肥(4 500 kg·hm ^-2)对水稻、油菜产量,土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,以及土壤容重无显著影响;化肥配施中量、高量有机肥(9 000、13 500 kg·hm ^-2)有效提高了水稻、油菜产量及土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,显著降低了土壤容重。化肥配施中量、高量有机肥是提高稻油轮作体系作物产量及土壤综合肥力的有效措施,综合考虑作物产量、土壤肥力和施肥成本等因素,建议稻油轮作体系有机肥用量为9 000 kg·hm ^-2。     

江淮生态经济区农田氮磷平衡与种养结合进程分析:以江苏省淮安市为例

农田氮磷平衡分析可以确定农田生产系统内的氮磷盈余量,是农田养分管理的重要方法。运用土壤表观养分平衡理论,分析江淮生态经济区主要板块淮安市2000—2015年16年间农田氮磷养分平衡状况,并基于环境库兹涅兹曲线理论,验证了淮安市种养结合进程与经济增长之间的关系。研究得出,2000—2015年16年间淮安市农田普遍存在氮磷盈余,且氮磷盈余总量和盈余强度呈现"W"形波动状态; 16年间,全市农田氮盈余量有所增加,磷盈余总量和氮磷盈余强度有所下降,农田化肥氮磷投入占农田氮磷总投入量的比重总体呈现上升趋势,化肥的过量投入是造成农田氮磷盈余的主要驱动因素。基于环境库茨涅兹曲线(EKC)理论检验结果表明,淮安市农田化肥氮磷投入占农田氮磷总投入的比重随着人均GDP的增长呈现倒"U"形曲线变化趋势,农田化肥氮磷投入比重仍处于曲线上升阶段,自发达到下降拐点还需较长时间,政府应强化种养结合政策干预,加大对农业面源污染的治理力度。     

生物有机肥在西瓜生产化肥减施上的应用效果

[目的]探索西瓜生产中化肥减施措施.[方法]利用农业废弃物木薯酒糟沼渣和菇渣生产的生物有机肥栽培西瓜,设定减施化肥25％和30％2个目标,研究增施生物有机肥对西瓜产量及品质的影响.[结果]化肥减施后,随着生物有机肥施用量的增加,西瓜产量及品质均显著提高,减施化肥25％各处理均优于减施化肥30％处理;化肥减施25％时,施6000和7500 kg/hm2生物有机肥对西瓜产量无显著影响,但施7500 kg/hm2品质略好.[结论]化肥减施25％、施微生物菌肥6000～7500 kg/hm2可显著提高西瓜产量和品质.     

京郊典型作物生产体系施肥环境影响的生命周期评价

以北京市顺义区冬小麦-夏玉米轮作和露地蔬菜两种作物生产体系为对象,采用生命周期评价(LCA)方法,综合考虑全球变暖、环境酸化、水体富营养化、土壤毒性、能源消耗和淡水资源消耗6种环境影响类型,分别以年产1t作物产品干物质和种植1hm2作物为评价功能单元,系统研究了施肥的资源环境影响潜力。结果表明:对于大田作物和露地蔬菜生产系统,年产1t产品(干物质)施肥的综合环境影响指数分别为0.46和2.11,种植1hm2作物施肥的综合环境影响指数则分别为4.74和26.77;农田种植环节环境影响潜力的贡献分别占大田作物和露地蔬菜整个生命周期环境影响潜值的95.1%和99.1%,远远大于肥料生产环节;大田作物和露地蔬菜生产过程中的环境影响潜力均表现为水体富营养化>环境酸化>全球变暖>淡水资源消耗>能源消耗>土壤毒性;肥料氨挥发是引起水体富营养化和环境酸化的主要途径,硝态氮和总磷的淋洗径流损失也是水体富营养化的主要来源。优化施肥量是控制作物生产施肥潜在环境影响的关键。     

长期施用有机肥与化肥氮对华北夏玉米N_2O和CO_2排放的影响

[目的]等施氮量条件下,比较有机肥与化肥田间施用后农田温室气体(CO2和N2O)的排放量及其增温潜势,正确认识有机肥与化肥在田间温室气体排放过程中的贡献,为制定田间合理的减排措施提供理论依据。[方法]在华北平原冬小麦-夏玉米种植制度下,以8年的长期定位试验为平台,利用静态箱-气相色谱法,于2014年6—10月,持续监测了化肥和有机肥在不同施肥水平下潮土玉米季土壤N2O和CO2的排放特征,并估算玉米季温室气体排放量及其产生的综合温室效应。[结果]施用有机肥与化肥农田土壤N2O的排放通量变化基本一致,施肥后出现短暂的排放高峰,之后逐渐趋于平稳;等氮条件下,化肥处理的N2O日排放通量明显高于有机肥处理,峰值过后的稳定期内有机肥处理的N2O排放通量略高于化肥处理。化肥的施用对农田土壤CO2的排放规律影响不明显,有机肥施用后CO2会出现持续的排放高峰。施用有机肥与化肥均会增加N2O的排放总量,且随施氮增加N2O排放总量显著增加;等氮量条件下,化肥处理的N2O排放总量显著高于有机肥。有机肥处理显著增加了农田土壤CO2的排放量,而化肥对CO2排放总量的影响不明显。施氮量为240kg·hm-2时,有机肥和化肥处理作物产量均达到较高水平,而温室气体的排放强度(GHGI)最低,分别为0.27、0.63 kg·hm-2,高于此施氮量,有机肥和化肥处理的GHGI均会明显增加。[结论]大量施用有机肥和化肥都会产生过多的温室气体。由于有机肥的固碳效应,化肥处理GHGI高于有机肥处理,适量施用有机肥是实现农田固碳减排的重要途径。     

不同有机肥的施用量对烤烟产值量的影响

[目的]探索有机肥在烤烟生产中的适宜用量,为烤烟生产上有机肥的推广使用提供依据.[方法]研究了施用不同量有机肥对烟株生长发育及产值量的影响.[结果]施用有机肥能提高烟叶产值量.施用有机肥2 250 kg/hm2处理的经济性状产量、产值、均价、上等烟比例和中等烟比例分别比只施化肥(CK)高88.74 kg/hm2、10 037.18元/hm2、2.66元/kg、7％和4％;施用有机肥3 000 kg/hm2处理的经济性状表现也较好.[结论]在同一施氮水平条件下,以施用有机肥2 250～3 000 kg/hm2为宜.     

河北果园主分布区土壤磷素投入特点及磷负荷风险分析

【目的】作为果树生长发育必需的大量营养元素,磷素对生态环境和可持续发展同样具有重要影响。研究果园磷素投入特点及分析磷素负荷特征对加强果园磷素管理具有重要意义。【方法】以河北省主要果园土壤磷素分析、农户投入调查等统计数据为基础,采用盈余法从区域角度分析果园生产体系中的磷素输入输出特点及磷素盈余状况,分析土壤磷负荷风险。【结果】果园磷肥投入量为230.6 kg P2O5•ha-1,主要来源于普钙、二铵和三元复合肥;通过有机肥投入的磷素水平为128.1 kg P2O5•ha-1,主要来源于畜禽粪便,其中畜粪占35.8%,禽粪占25.5%。果园施磷水平以冀东北区和冀中南平原区较高,分别为378.5、195.5 kg P2O5•ha-1。80%的果园磷素样本处于盈余,总体平均盈余量为269.5 kg P2O5•ha-1,最大盈余量超过1 900 kg P2O5•ha-1。施磷过量造成土壤有效磷积累,供磷丰富的果园土壤上磷肥过量的样本占88.5%。土壤磷环境负荷以冀东北区和冀中南平原区的果园较高,总体上果园土壤有效磷高于土壤磷环境风险阈值的样本占33.6%。【结论】河北果园磷素的高量投入给土壤环境带来较大的磷素负荷,这对土壤环境和周围水体造成很大威胁。