基于GIS技术的中国农田钾素养分收支平衡研究

基于农田养分收支平衡模型、农业经济统计数据,结合GIS 技术,研究了2000年我国农田K素的平衡特征,并利用GIS技术对研究结果进行了空间表达与分析.主要结论有:①我国农田 K 素投入总量为1.068 × 107 t,农田 K 素总支出为1.458 × 107 t,农田 K 素处于亏缺状态,亏缺量为3.90 × 106 t,平均单位耕地 K 素亏缺 40 kg/hm2;②在县域层面上,农田 K 素处于亏缺的县域单元数占全部县域单元数的 77.39%,我国绝大多数的县域单元农田 K 素处于亏缺状态;③我国农田 K 素输入中化肥 K 素投入4.77 × 106 t,有机肥 K 素投入总量为4.98 × 106 t;④在全国层面上,由人畜禽粪尿提供的 K 占全部有机 K 肥总投入的比例为48.98%,由秸秆提供的 K占全部有机肥 K 素投入总量的比例为51.02%;⑤全国农田 K 素支出总量中 K 素生物产出总量为1.335 ×107 t,占农田 K 素总支出的比重为 91.56%.     

华北山前平原农田生态系统氮通量与调控

针对华北太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田, 研究农田常规施肥[400 kg(N)·hm^-2·a^-1]条件下作物氮素吸收与损失通量过程, 并根据各氮素输出通量特征开展管理调控。研究结果表明, 全年小麦-玉米轮作农田系统氮输入总量为561~580 kg(N)·hm^-2, 输出量468~494 kg(N)·hm^-2, 两季作物总盈余86~93 kg(N)·hm^-2, 其中有机氮为24~36 kg·hm^-2。氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失是该区域农田氮素损失的主要途径, 是氮肥利用率低的重要原因。平均每年因氨挥发而造成的肥料氮损失量为60 kg(N)·hm^-2, NO₃^--N 淋溶损失量为47~84kg(N)·hm^-2, 两者占施肥总量的30%。每年因硝化-反硝化过程造成的肥料损失很小, 仅为5.0~8.7 kg(N)·hm^-2。通过施肥后适时灌水、合理调控灌水时间与用量, 以及利用秸秆还田与肥料混合施用等管理措施可改善氮素的迁移和转化规律, 有效减少氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失, 并结合缓/控释肥与精准施肥技术, 充分利用土壤本身矿质氮素, 可有效提高养分利用效率和作物产量, 改善农田生态环境与促进农业持续和谐发展。     

华北平原小麦-玉米农田生态系统服务评价

本研究于2006 年和2007 年在中国科学院栾城农业生态系统试验站田间试验基础上, 评价了华北平原小麦-玉米农田的初级产品生产、气体调节、土壤有机质累积、水调节和氮素转化等5 项生态系统服务。研究表明, 华北平原小麦-玉米农田初级产品量包括籽粒产量5.04~5.71 t·hm^-2·a^-1(小麦)和6.69~8.24t·hm^-2·a^-1(玉米), 秸秆量8.58~9.72 t·hm^-2·a^-1(小麦)和6.97~8.58 t·hm^-2·a^-1 (玉米); 农田气体调节包括释放O₂ 24.99~28.64 t·hm^-2·a^-1, 固定CO₂ 34.23~39.22 t·hm^-2·a^-1, 排放N₂O 0.72~1.13 kg·hm^-2·a^-1, 吸收CH₄ 3.39~5.70 kg·hm^-2·a^-1; 农田耕层土壤有机质累积量为1.13~2.39 t·hm^-2·a^-1; 水资源消耗量为2 890~3 830 m³·hm^-2·a^-1; 农田土壤氮素几乎都处于亏缺状态, 变化范围为-107.73~5.33 kg(N)·hm^-2·a^-1, 不施氮肥农田亏缺较多。综合评价发现, 小麦-玉米农田提供生态服务的经济价值为5.48~6.25 万元·hm^-2·a^-1, 是粮食生产价值的3 倍左右。氮肥施用对农田生态系统服务及其产生福利的影响较为复杂, 这主要是由于施加氮肥明显增加了氮素转化功能导致的经济损失, 而同时可能会增加初级产品生产、气体调节中作物固定CO₂ 和释放O₂ 功能的经济价值。尽管目前有关生态系统服务评价研究主要关注生态系统产生的正效应, 但仍有必要对农田产生的负效应做出评价, 以便客观看待农田生态系统价值, 正确认识农田生态系统对人类福利的影响。     

速缓效氮肥配施有机肥对滨海盐渍土供氮能力及小麦产量的影响

为了提高盐渍土氮素肥力和小麦产量，达到改良培肥、增产增效的目的，2017—2019年在滨海盐渍土区进行田间试验，研究盐渍土氮肥与有机肥的运筹模式。田间试验按裂区设计，在同一施氮（N）量225 kg/hm²条件下，分设3个速缓效氮肥掺混比例：100%：0（F1），50%：50%（F2），30%：70%（F3）；3个有机肥用量：6 t/hm²（O1），12 t/hm²（O2），15 t/hm²（O3），不施氮肥和有机肥处理为空白对照（CK）。结果表明，与其他速缓效氮肥掺混比例和有机肥用量相比，F3O3处理能有效降低盐渍土耕层水溶性盐含量0.7%~9.5%；土体剖面20—100 cm各土层硝、铵态氮含量与耕层相比分别降低1.3%~42.3%，3.8%~44.3%，有效减少了氮素淋出耕层；小麦返青期至成熟期耕层土壤速效硝、铵态氮含量分别显著提高16.6%~59.8%，21.5%~60.4%；两季小麦分别增产5.9%~47.0%，8.3%~46.6%，并提高了氮肥利用效率和经济效益。因此，小麦播前撒施速缓效比例30%：70%掺混氮肥225 kg/hm²配施有机肥15 t/hm²（F3O3）并翻耕与耕层混匀能够有效降低滨海盐渍土耕层盐分，减少氮素淋失，提升耕层土壤的供氮能力，并达到增产增效，是滨海盐渍土改良培肥最优的氮肥与有机肥运筹模式。     

基于15N同位素示踪盐渍化农田向日葵氮素利用规律

为探明盐渍化农田不同施氮水平下向日葵氮素吸收利用规律,采用¹⁵N同位素示踪技术进行田间微区试验,以不施氮处理(N0)为对照,设计3种施氮水平(N1=150 kg/hm²、N2=225 kg/hm²、N3=300 kg/hm²),于向日葵成熟期测定植株和0—100 cm土层土壤¹⁵N同位素丰度及总氮含量,研究各处理肥料氮素的去向及其利用机制。结果表明:向日葵氮素吸收量随施氮量的增加而增加,成熟期作物氮素吸收量在N2水平较不施氮显著增加38.7%;土壤氮和肥料氮对作物当季氮素吸收的贡献比例为84.9%和15.1%。N2水平下,肥料氮的贡献比例较N1增加35.7%,土壤氮的贡献比例较N1降低4.3%。肥料氮残留量随土层深度增加而减少,土壤中47.4%的残留肥料氮主要集中在0—20 cm土层。不同施氮水平下肥料氮去向均表现为氮肥损失率>氮肥残留率>氮肥利用率,N2施氮水平下氮肥利用率较N1、N3显著提高22.7%和14.6%,土壤残留率较N1、N3减少8.5%和8.6%。综合考虑向日葵氮素吸收利用及土壤中氮素残留情况,225 kg/hm²施氮量下氮肥利用率为27.4%,氮肥残留率为32.3%,氮肥损失率为40.3%,是中度盐渍化农田较适宜的施氮量。     

山东省肥料施用与养分平衡状况研究

对山东省1952年以来肥料的施用情况和养分平衡状况进行了分析,结果表明:山东省自1952年以来,化学肥料用量逐步增加,有机肥用量逐渐减少;2002年有机肥用量仅占肥料施用总量的35.50%,其中有机氮肥、磷肥和钾肥分别占氮、磷、钾肥用量的26.09%、34.55%和57.60%,而化学肥料用量占肥料施用总量的64.50%,其中无机氮、磷、肥占氮、磷、钾肥的比例分别为73.91%、65.45%和42.68%,化学肥料用量明显高于有机肥;而且全省137个县市之间养分分配极不平衡,单位耕地面积化肥用量相差数千倍。进一步对全省氮、磷、钾投入产出状况进行分析发现,氮素从1982年开始盈余,每年盈余的氮素在30万吨左右;磷素从1972年开始盈余,2002年盈余高达134.64万吨;自1952年以来,钾素一直处于亏缺状态,目前每年亏缺60万吨左右。     

氮负载生物炭对干湿交替稻田水土生态环境的调控效应

农田面源污染已成为引起水体富营养化的主要原因之一。为了减少稻田氮素流失、改善稻田局部水体养分负载过重的问题，采用盆栽试验，通过生物炭吸附富营养水中的养分后再利用于盆栽水稻，设置主区为持续淹水灌溉（I_F）与干湿交替灌溉（I_A），副区为1个对照（常规施氮，N1C0）与4种不同用量的氮肥与氮负载生物炭处理（N3/4C1、N3/4C2、N1/2C1、N1/2C2），其中N3/4、N1/2表示氮肥施入量为当地传统施氮量（N1）的3/4，1/2倍；C1、C2分别为10 t/hm²和20 t/hm²氮负载生物炭。结果表明：（1）减少氮肥施入配施氮负载生物炭显著提高了常规施氮处理田面水的pH；（2）常规施氮肥处理下，干湿交替灌溉（I_A）田面水NH₄⁺—N平均浓度较持续淹水灌溉（I_F）高8.0%，但是添加20 t/hm²氮负载生物炭后，干湿交替灌溉田面水NH₄⁺—N平均浓度低于持续淹水灌溉处理；（3）水稻生育后期，氮负载生物炭对NH₄⁺—N具有明显的缓释作用，而在干湿交替灌溉中，减施氮肥配合添加氮负载生物炭处理较N1C0处理降低了田面水NO₃^-—N浓度；（4）减施氮肥配合添加氮负载生物炭可提高水稻分蘖率，而添加20 t/hm²氮负载生物炭在氮肥施用量较少时，有利于提高水稻的有效分蘖率。综上，氮负载生物炭不仅可以降低富营养水中30.8%含氮量，还能显著降低施肥初期水稻田面水中NH₄⁺—N浓度，降低流失风险，延长NH₄⁺—N的释放时间而减少1/4的施氮量和保证水稻生育末期的氮素需求，从而有利于水稻生长。     

东北地区土地利用转换及其生态效应分析

基于1990、1995、2000年3期Landsat TM影像数据，在遥感与GIS支持下分析了东北地区1990～2000年土地利用转换特征与格局，以及耕地内部水田与旱地转换态势和成因。研究表明：农业土地利用内部及其非农化转换趋势明显。耕地、草地年均减少4.99×10⁴和1.40×10⁴ hm²，水域、林地、建设用地年均增加2.39×10⁴、1.93×10⁴和1.44×10⁴ hm²；不同时期的土地利用类型转换差异较大，以1990～1995年间变化为主，耕地、林地和建设用地变化量分别占总变化量的93.5%、85.8%和75.8%。耕地内部水田和旱地的转换频繁，主要是政策调控和市场调节综合作用下实施农田改造工程的结果。退耕还林草与林草地开垦的逆向发展，以及水田与旱地频繁的转换过程，已带来土地退化、水资源浪费和环境恶化等严重负面效应。     

黄土丘陵区不同类型农地的养分循环平衡特征

该文以黄土丘陵沟壑区的安塞试验站长期肥料定位试验的实测资料为研究对象，定量研究川地、坡地、梯田不同类型农地养分循环特征。研究结果表明：川地、坡地、梯田与农民习惯施肥水平相类似的处理，年养分盈亏量分别是：川地每年每hm²氮素盈余10.2 kg，P₂O₅盈余56.6 kg；坡地每年每hm²氮素亏损7.0 kg，P₂O₅亏损14.7 kg；梯田每年每km²氮素盈余104.9 kg，P₂O₅盈余107.3 kg。退耕还林和实施“坡改梯”工程是黄土丘陵沟壑区农地养分循环不断朝良性方向发展的关键措施。     

安徽省大别山区土壤侵蚀及其经济损失评估

基于通用土壤流失方程(USLE模型)和GIS空间分析技术,对安徽省大别山区土壤侵蚀量进行了估算。选取土壤养分、水分及泥沙滞留、淤积、土地废弃损失作为土壤侵蚀经济损失的指标,采用替代花费法、恢复费用法、影子工程法等方法,评估了安徽省大别山区土壤侵蚀的经济损失。结果表明,安徽省大别山区2007年平均土壤侵蚀模数为2443.4t/(k²·a),土壤侵蚀总量为2.29×10⁷t/a,其中金寨县和岳西县土壤侵蚀总量最高,分别为7.62×10⁶t/a和5.42×10⁶t/a。从空间分布上看,较强的侵蚀主要集中在西部地区,东北部以及南部地区侵蚀量相对较小土壤侵蚀造成的总经济损失为92052.8万元,其中土壤养分价值损失最大,为82557.8万元,占土壤侵蚀经济总损失的89.7%,其次是泥沙损失,达4734.2万元,占经济总损失的5.1%。金寨县经济损失量最大,为37266.3万元,占大别山区土壤侵蚀总经济损失的40.18%。其次为岳西县,约占23.54%。经济损失量最小的为舒城县和桐城市。     

基于GIS的福建农田氮磷地表径流流失与污染风险评估

为了掌握福建省农田氮磷地表径流流失特征,以福建省的9个地级市为研究边界,通过对其辖区1985—2016年间农田氮、磷化肥施用量的调查,计算农田化肥氮磷的地表径流流失量,并在耦合农田化肥地表径流流失量、降雨和河网密度3个因素的基础上,分析福建省各地级行政区域农田化肥氮磷的污染风险等级,应用地理信息系统(GIS)分析其氮、磷污染的空间分布。结果表明:32年间福建省化肥施用量由4.911×105 t增加到1.239×106t,年均增长3.03%;漳州市氮肥和磷肥的施用强度最大,分别达880.40 kg×hm~(-2)和429.21 kg×hm~(-2);氮磷地表流失量较高的区域主要集中在漳州市,其氮、磷地表流失强度分别达8.71kg×hm~(-2)和1.99kg×hm~(-2)。从氮、磷污染风险等级看,南平市氮、磷肥的流失风险值均最高,分别达63.19%和63.37%,属于高氮磷污染风险区域;厦门市氮、磷肥的流失风险值均最低,分别为0.53%和0.53%,属于低污染风险区域;其他市处于两者之间。可见,漳州市农业发展中应注重氮、磷肥的减量化;南平市则注重对农田氮、磷地表径流流失的风险防范;全省应加大力度发展生态农业,以助力福建省生态文明先行示范区、生态文明试验区的建设。     

我国农田氮肥施用现状、问题及趋势

氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮,包括施氮量、施氮方法和时期,也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量,与田间试验合理施氮量对比分析表明,过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量,与作物平均推荐施氮量对比分析表明,全国过量施氮面积占播种面积20%、合理面积占70%、不足面积占10%。总体而言,过量施氮现象还相当普遍,特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法,可估算出全国合理需氮量范围,称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国1980~2010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明,如仍然依照现在的粗放施肥习惯,应该为现在的实际氮肥使用量,5年平均为N 27.9×106t左右,正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上,我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6×106t左右;用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明,如果改善施肥技术,我国2020、2030、2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0×106t、21.7×106t、23.1×106t;如施肥技术得不到实质性改善,依然粗放施氮,则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线,分别为N 30.4×106t、31.4×106t、33.4×106t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异,我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。     

2013年我国种植业化肥施用状况分析

【目的】我国农用化肥消费量大,数据来源不同,统计口径各异,行业内大多引用国家统计局公布的数据,但该数据无法推算出氮肥、磷肥、钾肥分类消费量。我国区域间、季节间、作物间化肥消费情况的报道很少,在调节化肥供需、指导化肥行业健康发展时显得依据不足。调查种植业化肥施用状况可以为指导肥料生产、供应提供重要依据。【方法】以农业部339个国家级基层肥料信息网点为依托,根据我国农业生产习惯和我国政府部门统计习惯,将一年分为三个用肥季,1 5月份为春耕季,6 8月份为夏播季,9 12月份为秋冬种季。在三个季节,每个网点随机调查30个农户的主要种植作物施用氮肥、磷肥、钾肥、复合(混)肥(包括配合式)量,经两级土壤肥料部门审核后,采用省份、相似种植区域、全国三级逐级加权平均的方法,推算了不同区域、不同季节、不同作物单位面积施肥量;再用作物单位面积施肥量、该作物全国种植总面积、样本中施肥面积占该作物种植面积的比例推算了作物全年、不同季节化肥施用量。同时,分析了主要作物、不同季节化肥施用状况以及供需平衡情况,不同季节、不同区域供肥情况和农民的购肥习惯。【结果】2013年我国种植业化肥施用量5498万吨(折纯下同),其中,氮肥(实物量)3382万吨,磷肥1175万吨,钾肥941万吨。粮食作物化肥总用量为2782万吨,占种植业化肥总用量的50.6%;其次是果树和蔬菜,三类作物占种植业化肥施用总量的82.8%,经济、园艺作物单位面积化肥施用量大于粮食作物。春耕、夏播、秋冬种化肥施用量分别占全年化肥施用量的34.2%、35.6%、30.2%。复混肥料和尿素是农民最常购买的两种肥料,从全年来看,农民施用复混肥料和尿素的样本数分别占总样本数的72.5%和71.6%,春耕、夏播、秋冬种农民购买尿素和复合(混)肥的样本数分别占该阶段样本数的70.9%和62.9%、84.9%和78.1%、56.6%和83.9%。春耕和夏播时期农民多数选用尿素,秋冬种多数选用复混肥料,东北、西北、华中南地区农民多选用尿素,华北、西南、华东地区农民多选用复混肥料。另外,我国氮肥、磷肥供应分别过剩1080万吨、680万吨,钾肥缺口370万吨,供需矛盾突出。氮、磷、钾养分配合式为15-15-15的复混肥样本数占农民选购复混肥总样本数的33.3%,说明复混肥养分结构不尽合理。【结论】建议国家进一步遏制氮肥、磷肥过剩产能,优化产品结构,大力推广科学施肥技术。     

Soil degradation during the period 1967–1995 in Bangladesh

Long-term changes in carbon and nitrogen storage in the top 100 em layers of soils from different physiographic units in Bangladesh were evaluated using 460 soil samples from 43 profiles collected in 1967 and 1994/95. The study area consisted of ten physiographic units, viz.: Old Himalayan Piedmont Plain (OHP), Tista Floodplain (TF), Barind Tract (BT), Ganges Floodplain (GF), Madhupur Tract (MT), Brahmaputra Floodplain (BF), Meghna River and Estuarine Floodplain (MF), Surma-Kushiyara Floodplain (SKF), Northern and Eastern Piedmont Plain (NEP), and Chittagong Coastal Plain (CCP).

During the period 1967–1995, mean values of soil carbon and nitrogen declined by 16.2 t C ha^-1 and 1.38 t N ha^-1 in Bangladesh. The total carbon and nitrogen budgets showed a fall of 42.8 × 10⁶ t C and 3.36 × 10⁶ t N within the 27 y period in Bangladesh. All the physiographic units showed a decline in carbon and nitrogen contents except for BT which showed an increase of 3.76 t C ha^-1 and 0.77 t N ha^-1 for these elements. MT showed the highest decline in carbon (30.5 t C ha^-1) and nitrogen (3.25 t N ha^-1). The lowest decline in carbon was observed in SKF (7.18 t C ha^-1) while the same applied to nitrogen in GF (0.50 t N ha^-1). The other physiographic units showed a moderate decline in the contents of these elements.

Based on the land area occupied by the sampled soil series of each physiographic unit, GF showed the highest decline of 13.7×10⁶ t C and a moderate decline of 0.52 × 10⁶ t N. Decrease in the carbon level for BF was moderate (9.31 × 10⁶ t C) but the decline in the nitrogen level was the highest (0.95 × 10⁶ t N). Decrease in the amount of carbon and nitrogen stored for the other physiographic units was: OHP (0.67 × 10⁶ t C, 0.03 × 10⁶ t N), TF (2.54 × 10⁶ t C, 0.25 × 10⁶ t N), MT (4.28 × 10⁶ t C, 0.45 × 10⁶ t N), MF (6.06 × 10⁶ t C, 0.61 × 10⁶ t N), SKF (2.87×10⁶ t C, 0.24×10⁶ t N), NEP (2.68×10⁶ t C, 0.22×10⁶ t N), and CCP (0.81 × 10⁶ t C, 0.11 × 10⁶ t N). Increase in carbon and nitrogen contents was only observed in BT (0.08 × 10⁶ t C, 0.02 × 10⁶ t N).     

安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力动态变化特征及驱动因素

[目的]探索安徽省粮食安全与耕地压力动态变化及驱动因素,为管理层制定粮食安全政策提供决策参考.[方法]运用耕地压力指数模型、C-D生产模型,采用偏最小二乘回归方法,对安徽省1995-2013年粮食生产与耕地压力的动态特征及驱动因素进行综合分析.[结果](1)人口增长与耕地面积减少的矛盾突出.人口由1995年6 000万,增至2013年6 929万,呈线性增长态势,而耕地面积则由1995年4.29×106 hm2减少至2013年4.19×106 hm2,呈下降态势;(2)研究时序内,耕地压力指数均值为0.345,承载力指数均值为0.747,耕地资源禀赋尚处盈余状态,为全国商品粮盈余地区,平均盈余率达25.32％;(3)粮食作物播种面积、农业固定资产投资对粮食生产具有正向影响,边际弹性系数分别为0.001 458,0.116 508,有效灌溉面积、劳动力、农机总动力、化肥、农膜、农药、农村用电量对粮食生产具有弱负向影响.[结论]加大财政支持力度,加快推进农业现代化进程,增强科技对粮食生产的贡献率,是保障安徽省粮食生产可持续发展的重要途径.     

Acid precipitation in Canada

The total annual emissions of sulfur oxides and nitrogen oxides in Canada are estimated to be 7.2 × 10⁶ t and 1.4 × 10⁶ t, respectively. These figures represent 5% and 2%, respectively, of the estimated worldwide anthropogenic emissions. Nearly two-thirds of the Canadian SO₂ emissions come from primary smelters located in low population areas. The remainder originate from natural gas processing, pulp mills, fuel combustion and transportation in the more heavily populated areas. Transportation is the major source of oxides of nitrogen. No co-ordinated precipitation sampling has been carried out on a national basis prior to the establishment of the World Meteorological Organization regional stations in 1974, but several local projects in problem areas have been conducted over the last 20 yr. These data are reviewed with respect to sulphate and nitrate content, and when available, the pH. The geographical distribution of acid rain in Canada is discussed in relation to main source areas of pollutants, prevailing meteorological conditions and precipitation type. Finally, the extent of current and potential problems associated with acid rain is discussed, and current and recommended future monitoring and research programs are outlined.     

有机农业能否养活中国?——氮肥供应获得的启示

近年来,有机农业在全球得到了较快发展,然而对于其在农业中的定位和作用以及发展策略,尚存在较大争议。本研究从氮素供应角度,评估不施用化学合成氮肥对于中国粮食生产和消费的影响,以期为我国现代农业发展特别是氮素管理提供支撑。研究以中国整体农业生态系统为对象,基于共生固氮数量、农产品贸易对氮素供应影响以及粮食生产,分析在不同粮食消费水平情形下,有机农业能够养活的人口数量。研究发现,如果全部耕地按照有机方式管理,中国每年共生固氮量为15.41×10~6t。在不施用化学合成氮肥情形下,1979年和2018年粮食总产量分别为381.96×10~6 t和420.72×10~6t。不考虑蔬菜和水果,分别能养活0.81×10~9～1.24×10~9人和0.50×10~9～0.77×10~9人,即中国耕地全部转化为有机农业方式,在当前耕地面积和科学技术条件下,难以养活全国人口。将进口农产品考虑在内,2018年实际人均粮食(折纯,不包括蔬菜和水果)消费量达689.35 kg·a~(-1)。减少食物浪费、调整食物结构和增加粮食特别是豆类进口,是解决中国粮食问题的重要举措,进口大豆等农产品对于中国化肥减量起到了重要作用。化学合成氮肥对中国粮食生产做出了巨大贡献,但氮素利用率仍有较大提升空间。有机和生态农业强调整体、协调、循环和再生,是引领中国农业可持续发展的理论基础和技术保障,在全国范围内应通过种养结合等措施促进养分的循环利用,降低资源浪费和环境污染。在政策和法律法规层面,可以通过生态补偿和种养循环等举措,提高氮素利用效率,实现粮食数量和质量安全以及生态安全等农业的多重目标。     

Effects of vermicompost and salinity stress on growth and physiological traits of Medicago rigidula L.

The use of vermicompost as a biological fertilizer under salinity stress conditions was tested in this research. Accordingly, the seeds of Medicago rigidula were grown in the greenhouse. The experiment was performed based on factorial arrangement in a completely randomized design using 5 replications. Application rates of vermicompost were 0, 10, 20 and 30%. Salinity stress was conducted in three levels (0, 50 and 100 mM sodium chloride (NaCl)). The highest and the lowest values of the plant survival capacity (%), shoot dry weight (g), leaf relative water content (LRWC) (%), total chlorophyll content (%), leaf area (cm²), total nitrogen content (TNC) (%) and potassium (K) content (%) of the plant tissues were found in VC4 × SL1 and VC1 × SL3 treatments, respectively. Whereas, the maximum and minimum values of root dry weight and root:shoot ratio were seen in VC1 × SL3 and VC4 × SL1 treatments, respectively.     

Gridded ammonia emission fluxes in Japan

In order to fully understand the acidification of precipitation, it is essential to determine ammonia emissions. Detailed gridded emission fluxes of NH₃ have been compiled in Europe. In East Asia they have been determined on a national basis(Zhao and Wang, 1994). In Japan we have calculated NH₃ emission fluxes on a 1° latitude × 1° longitude basis for livestock and the application of fertilizer. Livestock emission factors developed by W.A.H. Asman(Asman, 1992) for Europe were used 23.04 and 5.36 kg NH₃/animal/yr. for cattle (dairy cows and beef), and pigs, respectively. Domestic animal population data was collected by prefecture and apportioned to grid cells based on the prefectural area in each grid cell. For fertilizer emissions, NH₃ emission were calculated assuming a 10% ammonium nitrogen evaporation rate for ammonium sulfate, urea, and other nitrogen-containing fertilizers. Since prefectural fertilizer data were not available, total fertilizer usage for Japan was distributed to prefectures based on cultivated area. The maximum calculated NH₃ emission fluxes for each of the three animal categories were as follows: Dairy cows, 4730 (Hokkaido), beef cattle, 4540 (Kyushu) and pigs, 3480 (Kanto) tonnes NH₃/grid/yr. The total NH₃ emissions due to livestock in Japan were 4.6, 6.0 and 4.4 × 10⁴ tonnes NH₃/yr. from dairy cows, beef cattle and pigs, respectively. The overall total NH₃ emission from livestock and the application of fertilizer was 2.0 × 10⁵ tonnes NH₃/yr. The NH₃ emission by Japan is small compared to those of most European countries.