我国有机肥料资源及利用

本文对近30多年来我国有机肥料资源与利用资料进行了统计概算，分析了我国有机肥料基础资源量估算结果不一致的原因。统计结果表明，当前我国有机肥料基础资源每年约57亿t实物量，其中畜禽粪尿约38亿t (鲜)，人粪尿约8亿t (鲜)，秸秆约10亿t (风干)，绿肥约1亿t (鲜)，饼肥约0.2亿t (风干)。折合N约3000万t、P₂O₅约1300万t和K₂O约3000万t，N+P₂O₅+K₂O养分总量约7300万t。然而，我国有机肥料资源利用率较低，主要原因包括社会、经济、政策、技术及推广等多方面。有机肥料资源收集、贮存和加工过程中养分损失严重，不仅导致其利用率低，也成为农业源环境污染的根源。发展种养结合循环农业，加强有机肥料资源收集、加工和施用各个环节的技术开发和相关设施的标准化建设是目前解决其利用问题的关键。坚持政府补助的优惠鼓励政策，推行市场主体参与运行管理，建立有机肥料资源收集、加工和利用的完整产业与利益链条是有机肥料资源化高效利用的社会、经济和政策保障。     

农用有机肥料资源分析以及开发利用策略

我国农业生产使用有机肥料的历史悠久,有机肥在促进我国农业健康持续发展、维护耕地质量、提升粮经作物产量品质、解决农民温饱等方面起到了重要作用。概括了农业生产使用有机肥的作用及发展历程,概括了有机肥料资源来源,对利用有机肥过程中出现的问题进行分析,提出了有机肥料资源利用和开发策略,以期提升有机肥料的资源利用率。     

王家沟流域农田养分循环及改善途径

本文根据王家沟流域内1986～1988年三类农田的养分收支情况,计算了农业生产过程中的养分输入和输出,从而为建立高效的农田生态系统提供了科学依据。通过对农田养分概算看出,坡耕地的养分流失量占到农田养分总输出量的59.5％～76.2％。改善农田养分循环的途径是建设基本农田、增施有机肥料和调整种植结构等。     

我国循环农业发展理论与实践

发展循环农业是实现农业清洁生产、农业资源可持续利用的有效手段,也是解决现代农业发展困境的必然选择。文章系统地阐述了循环农业的内涵、特征、理论基础与遵循原则,指出其本质特征是资源节约和产业链条延伸,是遵循循环经济理念的生产方式、资源节约和高效利用的农业经济增长方式、产业链延伸的农业空间拓展路径和环境友好的新农村理念。分析了循环农业的发展动力与物质流程框架,指出循环农业的产业链循环包括农业生产过程中农产品的顺时针外循环路径和可再生资源的逆时针内循环路径,其发展动力主要是产业链内固有的价格机制和竞争机制产生的拉动作用和产业链外资金、技术、政策等对产业发展产生的推动作用。文章总结了国内发展循环农业的实践和相关的模式,提出了循环农业今后的研究重点包括循环农业的机理研究,循环农业发展的制度创新和补偿机制研究以及循环经济闭合循环链条体系的构建。     

作物营养从有机肥到化肥的变化与反思

二十世纪前，农业生产主要靠施用有机肥为作物提供营养，维持地力不衰，这一时期一般称为“有机营养”阶段。之后，化肥逐渐取代有机肥，成为作物养分的主要来源，农业生产进入以化肥养分供应为主的“无机营养”阶段。化肥的连续大量施用在作物增产方面发挥了巨大作用，也带来了不少问题，以致近年来出现了怀疑或否定农业生产中施用化肥的思潮。为此，本文回顾了植物营养学科的发展历程和我国化肥使用的历史，指出仅靠施用有机肥、种植豆科作物等传统的营养作物的方式难以满足农业生产对养分的需求，化肥与有机肥配合施用是我国农业发展的正确道路。目前生产中，化肥施用存在不合理和过量问题，有机肥施用方面，主要是集约化养殖业与种植业的不合理布局，存在种养分离，难以农业利用等养分管理问题。同时解决这两个问题，除采取已有的合理施肥技术及方法外，还应改变从植物营养角度只重视氮磷钾等无机养分的供应，拓宽为重视碳、氮、磷及钾等不同元素间的时空平衡关系；以农业生态系统养分资源高效循环利用为核心，采取不同方式实现有机–无机营养的结合，应避免陷入有机与无机营养的争论；从生物地球化学循环角度看待养分利用与管理问题，关注养分在田块、流域及区域尺度的流向及对土壤、水体及大气的影响；将科技与政策等有效结合，提高养分利用效率，减少养分损失，保障我国农业的健康持续发展。     

生态农业的景观规划、循环设计及生物关系重建

景观生态规划、循环系统建设和生物关系重建是生态农业建设的核心和重点，是分别在景观层次、生态系统层次和群落以下层次为中国特色农业现代化道路营造基本格局。景观生态规划包括生物保护规划、资源利用规划、生态安全规划和景观美学规划等。循环系统建设包括农田系统循环、农牧系统循环、农业加工循环、农村内部循环、城市农村循环和生物地球化学循环。生物关系重建是针对当前农业的生物关系被简化、被分割的情况提出的，以作物为核心的生物关系为例，可通过与昆虫、微生物、大型动物、乔、灌、草和其他作物建立起恰当关系，改善作物养分供应，实现对有害生物控制和对资源高效利用。这三大措施所支撑的中国生态农业不同于西方工业化国家农业发展的道路，能够很好地继承中国传统农业的精华，促进现代信息技术、生物技术、材料科学和先进机械制造等现代科学技术在农业的应用，有利于推动农业现代企业、农业相关法规和制度建设。明确了这些措施也就为生态农业建设的科学评价提供了依据。     

士壤和肥料中的有机态磷及其测定方法

在我国当前的施肥制度中,作物养分的给源绝大部分来自有机肥料,卽使在农业化学化程度相当高的国家里,有机肥料仍然是作物养分的重要给源之一。因此有机肥料的研究,历来都受到各国农化工作者的重视。以往的工作大多集中于有机肥料中氮素的转化及其肥效,而对有机肥料中的磷紊则研究较少。     

中国盐渍土研究：历程、现状与展望

盐渍土研究是以盐渍土和盐渍生境作为主要研究对象，以盐渍土和盐渍化的发生与演变过程、环境要素和人类活动对盐渍化的影响与作用机制、盐渍土的治理、改良和利用的理论与技术为主体的研究领域。我国盐渍土面积巨大、种类繁多，盐渍化问题突出，对农业生产和生态环境造成不同程度的影响。我国科学家提出的盐渍土“水盐调控”“水盐平衡”，“淡化肥沃层”和“障碍消减”等理论与技术方法，为发展农业生产、提高土地产能、保障粮食安全、拓展耕地资源等发挥了积极作用。近期我国在土壤盐渍化演变过程的监测与多源数据融合、土壤水盐运移过程模拟与尺度转换、盐渍农田养分循环与减损增效、盐渍障碍的生态消减、盐渍障碍微生物修复、盐渍农田灌排优化管理与边际水安全利用等方面取得了积极的进展和成果。建议今后深入开展盐渍土精准控盐的高效和安全用水、土壤盐渍障碍的绿色消减与健康保育、盐渍农田养分库容扩增与增碳减排、土壤盐渍化与区域生态的耦合响应和协同适应等方面的理论与技术研究。应面向农业、资源、生态、环境等领域和行业，致力于拓展理论和新技术的研究，为国家农业升级、粮食安全、耕地保护、生态安全、高质量发展发挥重要作用。本文回顾了我国盐渍土研究工作的...     

以产业为支撑构筑都市型循环农业新模式——以北京房山区为例

本文以都市型现代农业典型区——北京房山区为研究案例，从循环农业理论出发，以房山区农业主导产业为基础，以房山区若干循环农业案例为载体，分析了循环农业的延伸产业链条、利用农业废弃物资源、提高农民收入、改善农村生活和生态环境等方面的机理。总结出了以食用菌产业为基础的农业废弃物资源多级转化利用循环农业模式，集优质豆类生产、加工及高端产品研发为一体的循环农业园区模式，畜禽养殖、产品精深加工和清洁生产的畜禽养加洁循环农业模式，集果品种植、加工、果文化旅游及果品废弃物资源利用为一体的种加游环循环农业模式，水资源节约利用与清洁社区建设为主的新农村建设循环农业模式等，并提出了房山循环农业发展存在的问题及未来重点方向。     

红壤农业生态系统养分循环、平衡和调控研究

本文运用５年的定位资料，较系统的论述了红壤农业生态系统养分循环和平衡规律，讨论并举例说明了如何评价养分平衡的问题，同时，提出了调控养分循环和平衡的一些具体措施。     

长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响

当前,如何合理施肥、提高作物产量、维持土壤肥力、并兼顾生态环境效应是农业研究的主要挑战之一。本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响,主要从土壤氮转化过程的初级转化速率角度综述肥料(有机肥和化学氮肥)对土壤氮素关键转化过程的影响。土壤氮素矿化-同化循环是自然界氮循环过程中两个至关重要的环节,是决定土壤供氮能力的重要因素。总体而言,长期施用氮肥,尤其是有机肥能显著提高初级矿化-同化周转速率;长期施肥可以刺激自养硝化作用,且有机肥的刺激作用更明显;施用化学氮肥和有机肥均能提高反硝化速率,且有机肥的刺激作用高于化学氮肥。有机肥一直被提倡和实践用来改善土壤肥力和提高土壤固碳能力,无论是单施有机肥还是有机-无机配施,均能有效地减轻硝酸盐污染,改善土壤肥力并提高作物产量。但是有机肥的施用并不是多多益善,有机肥过多施用也会增加氮损失的风险。因此,本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程初级转化速率的影响,讨论了各个氮转化过程之间的联系,以期增强人们对长期施肥措施影响农田土壤氮素循环的理解,并为合理施用氮肥、提高氮肥利用率、减少与氮相关的环境污染提供理论依据。     

基于CiteSpace可视化分析有机肥料研究进展

从Wo S数据库核心合集中检索出1900—2019年相关文献4473篇,运用CiteSpace知识图谱分析工具,对合著国家、机构、作者、学科领域、关键词、文献共被引网络等进行可视化分析,对有机肥料的研究进展及演变趋势进行图谱解读与分析:①有机肥料对改善土壤理化性状、抑制土传病害、提高作物产量品质的作用及其机理依然是研究重点;②最新的基因测序等分子生物学技术在有机肥料研究中将得到更加广泛应用;③添加天然沸石、生物质炭等物质制造有机类肥料是未来有机肥料加工的重要方向;④有机肥料研究具有很强的学科交叉性,涉及农业、化学、环境生态学、环境科学、工程学等众多学科领域;⑤中国有机肥料研究发展迅速,国际上合作发表有机肥料学术论文数量前三的研究机构分别是中国科学院、南京农业大学、中国农科院,具有重要的学术影响力。     

国内外堆肥标准分析及其对中国的借鉴启示

中国农业废弃物产量巨大,堆肥是农业废弃物资源化利用的主要方式之一,也是养分和有机质回收到土壤中的方法。结合国内外堆肥标准制定情况,通过分析对比无害化指标、有机质、总养分、重金属、含水率等指标,指出中国存在就农业废弃物处理缺乏专业化堆肥及有机肥标准推进委员会、对堆肥产品中氮磷钾和有机质含量的最低限值较高及未建立堆肥标准体系等问题。建议国家组建堆肥标准制定专家委员会或堆肥协会,进一步规范有机肥生产运行管理,进一步修订有机肥、生物有机肥、沼肥等标准,建立完善的堆肥标准体系。     

适应农业新需求，构建我国肥料领域创新体系—中国科学院学部咨询报告

通过本项目组的调研，总结出在农业新形势下，我国肥料产品、技术和政策体系仍存在以下问题:肥料产品与农业需求不匹配；技术集成无法满足农业现代化的需求；肥料经营体制不利于科学产品和技术落地；技术服务供应能力和需求不匹配；管理政策制约。解决的思路:通过肥料产品创新、技术创新、有机替代、精准施肥、体制机制创新、完善政策法规，系统构建我国肥料领域创新体系。具体建议:构建以农业需求为导向的国家化肥产品新体系，促进农业高产、土壤培肥、环境保护和资源可持续利用协调发展；加强有机肥资源高效利用，推动化肥有机替代减量；加强施肥技术服务能力建设；加强肥料科学领域的基础研究和前沿探索；加强国家绿色肥料体系建设；建议国家设立肥料重大科技专项，为上述建议的实施提供强有力的支撑和保障。     

Distribution and Speciation of Chromium and Cadmium in an Organic and Inorganic Fertilized Chernozem

Fertilizers are widely applied in agricultural practice to improve crop yield and quality. However, they can also alter the behavior of soil pollutants. A field experiment was conducted on a chernozem in Heilongjiang Province, China. Various proportions of inorganic nitrogen (N), phosphorus (P), and organic (manure) fertilizers were applied. Soil samples were collected four times over 2 years, and the total concentrations and speciation of chromium (Cr) and cadmium (Cd) were analyzed. Inorganic fertilizer addition had little effect on the total concentration of Cr and Cd, while organic fertilizer addition reduced the total concentrations of both Cr and Cd. Inorganic fertilizers increased the concentration of Cr in the exchangeable form, but decreased that of the residual form (P < 0.05). Addition of inorganic or organic fertilizer alone decreased concentrations of exchangeable Cd (P < 0.05), but the combination of inorganic and organic fertilizers had the opposite effect. High concentration of total Cd exceeding the upper limits of the Environmental Quality Standard for Soils proposed by the Ministry of Environmental Protection of China could result in an environmental risk, and fertilizer application could lower that risk. Results of risk assessment code calculated as the percentage of the sum of metal concentrations in the exchangeable and carbonate-associated form in total metal concentration showed that Cr and Cd risks were lowered when organic fertilizer was applied alone or in combination with inorganic fertilizers. Our study highlighted that organic fertilizer should be applied alone or in combination with inorganic fertilizers to lower the environmental risks of Cr and Cd pollution in the chernozem.     

提高农产品品质与减少硝酸盐污染的施肥技术研究

6年试验研究结果表明,农业生产采用N、P、K平衡施肥,增施优质微生物肥料,微生物肥与无机肥、有机肥配施,适当减少化肥用量等施肥技术均提高作物产量和产值,尤其对改善农产品品质、减少硝酸盐污染效果明显,增施微生物肥和有机肥,减少N素化肥用量10％、50％,蔬菜可食部硝酸盐降低17.04％～24.86％。     

养猪发酵床垫料有机肥对辣椒产量及土壤微生物多样性的影响

随着环保压力的日益增加和农户环保意识的逐渐增强,发酵床养猪技术逐渐被农户接受,但是发酵床熟化垫料再利用难,而限制了发酵床养猪技术的推广。本研究将两种发酵床熟化垫料分别进行高温堆肥形成有机肥,总养分(氮、磷、钾)含量均超过50g/kg,重金属和粪大肠杆菌含量均未超标,蛔虫卵死亡率95%以上,完全可以作为成熟的有机肥产品。试验表明,在等氮量施用条件下,发酵床熟化垫料有机肥施用后青椒产量也能达到化肥和常规有机肥的产量,并能提高青椒品质,改善土壤肥力,提高土壤中矿质态氮的效果。PCR-DGGE结果表明,细菌群落结构分为三大类,对照(CK)和化肥(CF)处理群落结构相似,常规猪粪有机肥(POF)单独一类,两种发酵床熟化垫料有机肥(FOF和ROF)群落结构相似,结果表明施肥能够改变土壤中微生物多样性,施用有机肥(POF、FOF、ROF)对土壤微生物多样性改变的效果比化肥(CF)大;不同来源的有机肥(POF和FOF、ROF)对土壤中微生物区系改变方向不一样,来源接近的有机肥(FOF和ROF)对土壤微生物区系改变方向接近。     

我国新型肥料产业发展战略研究

肥料产业服务于农业生产,尿素、磷铵、氯化钾和复合肥等传统化肥产品的大量投入对保障粮食安全发挥了至关重要的作用。随着我国农业发展方式从资源消耗型向绿色可持续型转变,发展新型高效肥料产业,提升肥料产品对粮食安全与生态环境安全的协同保障作用,是现阶段国家农业绿色发展的一个关键举措。新型肥料类型主要有缓/控释肥料、增值肥料、水溶肥料、商品有机肥、微生物肥料等,相比于常规施肥,施用新型肥料普遍能够提高作物产量和养分利用效率,增产率范围为4.6%～17.5%,氮肥利用率提高16.8%～52.3%,农田土壤氨挥发损失量可降低7.2%～50.7%,N₂O排放降低8.1%～40.8%,氮淋溶损失降低16.5%～43.8%,氮径流损失降低22.1%～45.4%。经过几十年的跟踪和创新,我国新型肥料形成了产业化,新型肥料总产量已位居世界前列。但由于新型肥料产业起步晚,几乎所有类型的新型肥料生产均存在原创核心技术缺乏,产品特性与农业需求匹配性不高,施肥技术和装备发展滞后,以及监管体系薄弱等问题。为推动新阶段新型肥料产业结构绿色高效转型升级,未来我国的新型肥料产业发展战略核心包括以下4个方面:1) 以农业需求为导向,提升肥料产品与生产需求的匹配度;2) 肥料增效技术由注重养分供给向土壤环境、作物吸收和有效供给综合调控发展,肥料增效材料向高效、环保和价廉方向发展,肥料产品向营养、土壤改良和抗逆等多功能发展;3) 注重最大限度地利用资源,降低能耗,通过大型肥料生产设备的优化和改造,力争实现新型肥料由二次加工到一次生产的突破,实现新型肥料生产的绿色低碳转型;4) 建立健全肥料生产、销售和使用全链条监管体系,保障新型肥料产业的高质量健康发展。     

中国化肥使用带来的环境问题

The current status of chemical fertilizers production and consumption in China as well as their important roles in Chinese modern agriculture are discussed with special concerns to the environmental issues related to chemical fertilizer use.On the one hand.the total amount of chemical fertilizer produced is insufficient to meet the agricultural needs.On the other hand.the production and consumption of chemical fertilizers in China are obviously not balanced.In some areas over application of nitrogen fertilizers and loss of phosphate fertilizer due to soil erosion have resulted in some undesirable environmental problems such as increase of nitrate in water and eutrophication of water bodies.Maximum scientific uses of organic manures in combination with reasonable use of chemical fertilizers are part of good practices not only in increasuing soil productivity and keeping sustainable agriculture development but also in minimizing their detrimental effects on the environment.     

基于NDVI时间序列数据的施肥方式遥感识别方法

农产品生产过程时空动态监测是有机/绿色农产品认证亟待解决的问题,不同施肥方式的时空精准识别是解决该问题的关键。本文以美国加州大学戴维斯分校长期定位实验为基本材料,利用时间序列Landsat8和Sentinel-2影像研究长期施肥实验下不同施肥处理轮作地块的植被指数时间序列,对比分析不同施肥处理NDVI的差异以及NDVI与产量的相关性。结果表明:1)不同施肥处理下的NDVI时间序列曲线总体趋势相似,有机肥与化肥处理NDVI时间序列曲线差异较大;2)不同施肥处理NDVI随作物生长期呈现规律变化,生长初期和后期有机肥处理NDVI均值高于化肥处理,生长中期化肥处理高于有机肥处理;3)不同施肥处理下的NDVI与产量之间相关系数随作物生长期有规律变化,应用植被指数进行遥感估产需要考虑不同施肥处理的影响。研究成果初步探讨了利用不同施肥处理NDVI时间序列差异、NDVI与产量相关性差异区分有机肥与其他施肥方式,有望为有机/绿色农业的时空动态监测与认证提供遥感技术支持,深化遥感技术在农业领域应用。