京郊主要作物生产系统磷素养分平衡评价——以顺义区为例(英文)

[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。     

典型区域粮食作物产量、养分效率和经济效益关系实证研究

利用4个省农户生产的实地调研数据,系统分析了中国小麦、玉米、水稻的产量、养分效率和经济效益的现状及三者之间的关系,探讨了实现高产、高效和高收的限制因子。结果表明,目前农户在上述作物生产中,只有较少地块能够实现高产、高效和高经济效益的协调,而多数地块处于低产、低效和低经济效益的状态;随着农户施肥量的增加,作物产量并没有相应提高,两者相关不显著,但化肥利用效率与化肥投入量成显著负相关;随着产量的提高,化肥利用效率和农户的经济效益也显著增加,相关达到极显著水平。因此,在不增加投入的情况下,优化栽培管理技术增加作物产量是目前提高化肥利用效率和实现农民增收的重要途径。     

中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径

总结了近年来在全国粮食主产区进行的1 333个田间试验结果,分析了目前条件下中国主要粮食作物水稻、小麦和玉米氮磷钾肥的偏生产力、农学效率、肥料利用率和生理利用率等,发现水稻、小麦和玉米的氮肥农学效率分别为10.4 kg kg-1、8.0 kg kg-1和9.8 kg kg-1,氮肥利用率分别为28.3%、28.2%和26.1%,远低于国际水平,与20世纪80年代相比呈下降趋势。造成肥料利用率低的主要原因包括高产农田过量施肥,忽视土壤和环境养分的利用,作物产量潜力未得到充分发挥以及养分损失未能得到有效阻控等。要大幅度提高肥料利用率就必须从植物营养学、土壤学、农学等多学科联合攻关入手,充分利用来自土壤和环境的养分资源,实现根层养分供应与高产作物需求在数量上匹配、时间上同步、空间上一致,同时提高作物产量和养分利用效率,协调作物高产与环境保护。     

中国农牧系统养分管理研究的意义与重点

中国由于农牧分离和不合理的养分管理方式导致了农田硝酸盐淋失、水体富营养化、氨挥发和温室气体排放等环境问题日益严重。研究中国“土壤-作物-畜牧业”生产系统（即农牧系统）养分流动特征,通过优化农牧系统养分管理,保持养分合理流动与循环,减少各个环节的养分环境排放,提高系统利用率是农牧业可持续发展的关键,也可为“化肥减施”、“有机肥替代化肥”、“畜禽养殖废弃物资源化利用”和“面源污染阻控”等国家行动提供科学依据。本文对中国农牧系统养分投入、利用率和环境排放等特征、国内外农牧系统养分管理研究进展进行了分析,提出中国农牧系统养分管理研究重点。目前中国农牧系统养分流动特征是过渡依赖化肥养分投入提高粮食和饲料产量,进而支持集约化畜牧业发展;而农牧分离的生产方式导致了农牧系统养分流动效率低,环境排放高;都市圈及其周边是排放的热点区域。国际研究经验表明,农牧结合是可持续集约化农业的必然出路,农牧结合的核心是通过改善畜禽粪尿管理,减少养分的损失和提高养分在农田循环的比例和数量。兼顾提高农牧业生产力和保护环境的“土壤-作物-畜牧业”系统养分管理已经成为全球关注的焦点。未来,中国农牧系统养分管理研究应包括：（1）典型农作系统“土壤-作物-畜牧”系统养分流动规律和环境效应的定量研究;（2）有机肥替代化肥机理与调控途径研究;（3）畜禽粪尿养分循环利用机理和减排技术研究;（4）高产高效“土壤-作物-畜牧”系统设计研究。     

施氮量对冬小麦—夏玉米土壤氮素表观盈亏的影响

通过河北清苑连续6年的田间定位试验,以冬小麦—夏玉米轮作体系作为对象,设置不同的施氮处理(N_0、N_(100)、N_(180)、N_(255)、N_(330)),研究不同施氮量对冬小麦—夏玉米轮作体系的土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:6年土壤表观氮素累积盈亏量随施氮量的增加而增加,N_0和N_(100)处理的土壤氮素累积盈亏量为负值,N_(180)、N_(255)和N_(330)处理的土壤氮素累积盈亏量分别高达382,1 173,2 116kg/hm~2;各处理的氮素表观盈亏量年际间变异较大,而在2种作物上的氮素累积盈亏量差异不大;在冬小麦季和夏玉米季,土壤氮库达到平衡状态的施氮量分别为155,134kg/hm~2;土壤氮素表观盈亏量均与土壤无机氮变化量呈显著负相关,与施氮量呈显著正相关,且随降雨量的增加呈增加趋势;不同生育期的结果表明,在冬小麦—夏玉米生长前期均表现土壤氮素盈余,而后期土壤氮素亏缺。因此合理施用氮肥既要考虑土壤氮素盈亏,也要关注生育期的分配。     

不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响

以玉米品种郑单958为材料,通过两年田间试验研究不同施氮量对夏玉米产量和氮素利用的影响。结果表明,随施氮量增加夏玉米产量先增加后降低,符合一元二次肥料效应方程;合理施氮量显著提高子粒产量;收获指数和氮收获指数随施氮量增加而降低,施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2收获指数和氮素收获指数较高;过量施氮会降低氮肥利用率和氮肥偏生产力,平均较施氮量为189 kg/hm2和178 kg/hm2降低29~55个百分点和32~64 kg/kg;农学效率和生理利用率随施氮量先增加后降低,施氮量为200 kg/hm2左右时最高。当施氮量超过200 kg/hm2时,成熟期表层土壤硝态氮含量和氮肥表观损失率均随施氮量的增加而增加。夏玉米氮肥推荐用量应控制在200 kg/hm2以内。     

海南岛农业绿色发展指标时空变化特征

海南自建省以来农业生产规模、结构及生产方式均发生了很大改变,影响了其农业绿色发展程度。本文借助中国农业绿色发展指标体系,利用NUFER模型(NUtrientflowsinFoodchains,EnvironmentandResources use),选取并定量计算1988—2017年海南岛20项农业绿色发展指标,研究其时空变化特征,探究制约海南岛农业绿色发展的影响因素。研究表明:30年间海南省农业绿色发展水平总体呈下降趋势,较低级别(Ⅲ、Ⅳ级)指标数量由12个增加至15个,较高级别(Ⅰ、Ⅱ级)指标数量由8个减少至5个。随着蔬菜、水果等经济作物种植比例增加,畜禽养殖规模扩大与集约化程度提高,海南农业产值与社会发展水平不断升高,农业产值和农业机械化投入分别从0.62×104$·hm–2和3 kW·hm–2增加至16.1×104$·hm–2和13 kW·hm–2。30年来农业资源(氮素、磷素、农药和农膜)过量投入,其中农药和农膜的使用强度增幅最大,分别从8.0kg·hm–2和0kg·hm–2增加至41.9 kg·hm–2和34.7 kg·hm–2;由于生产力水平较低,导致养分(农田氮素盈余量、农田氮素径流量、农业源氨挥发等)环境排放量大幅增加,农业源氨挥发和单位播种面积农田氮素盈余增幅最大,分别从61.0 kg·hm–2和152.1 kg·hm–2增加至131.4 kg·hm–2和297.9 kg·hm–2。农业资源投入过量、农牧分离导致的环境污染是制约海南岛农业绿色发展的主要原因。在空间上,由于中部为山地林区,是国家重点生态功能保护区,开发力度较小,因此沿海平原的资源投入增长更快、养分环境损失量更多,经济增长、社会发展和农业生产3类指标提升更为迅速。今后海南岛应合理优化沿海地区种植结构,提高生产管理水平,加强农牧结合减少资源损失,实现海南岛农业绿色发展。     

黄淮海三省两市作物秸秆及其养分资源利用现状分析

摘要：基于历年统计数据和农户调研数据,分析了黄淮海地区作物秸秆及其养分资源的利用情况。结果表明：2007年黄淮海地区秸秆资源数量达到2.1亿t,秸秆N、P2O5、K2O、C养分资源产生量分别在189.8、60.0、298.2、8944.8万t。从秸秆资源利用来看,2006年秸秆还田比例较2000下降6.1%,其中河北省秸秆还田比例上升16.7%,河南和山东两省秸秆还田比例分别下降13.6%、12.6%。从主要作物秸秆还田比例分析,河北省秸秆还田比例中,小麦秸秆、玉米秸秆还田比例历年平均分别达到65.1%、53.0%;河南和山东分别为56.5%、57.1%,44.8%、18.1%。作物秸秆养分还田情况表明：各种秸秆养分中,N、C养分还田比例较低,只有不到50%,大量损失到环境中去; P2O5、K2O养分还田比例较高,平均在60%以上,这与假设的秸秆作燃料和饲料养分的还田率有关,估算中假设大部分畜禽排泄物和秸秆燃料的灰分能够及时还田。因此,加强畜禽粪便和灰分的管理,增加其还田比例,是提高养分循环利用率和减少秸秆养分利用过程中损失的重要途径。     

城镇化对我国不同年代农田氮素循环的影响

利用调查数据、文献资料和统计数据,采用物质流分析的方法,就城镇化对全国不同年代农田氮素循环的影响进行了初步探讨。结果表明:在全国这个相对封闭的大系统中,城镇化率与农田养分循环各指标间都存在显著正相关关系,随着年代的增加,在城镇化发展的同时,单位面积化肥氮投入量越来越高,2005年是1980年的2.7倍左右;单位面积有机氮投入量2005年是1980年的2倍左右,单位面积总氮投入量2005年是1980年的2.5倍左右,同时土壤养分的盈余量越来越多,对环境的威胁越来越大。     

不同玉米品种子粒植酸磷及其他形态磷含量的相关性研究

以50个自交系和24个杂交种为材料,测定其总磷、植酸磷、无机磷含量,分析不同基因型玉米子粒中植酸磷及其他形态磷含量的差异性和相关性。结果表明：不同自交系和杂交种间3种磷形态的含量均存在显著差异,植酸磷与总磷间呈正相关,与无机磷间呈弱度正相关。在低植酸玉米选育时,应该同时采用植酸磷和无机磷两个指标作为选择标准。自交系丹黄02是选育较低植酸磷、高无机磷含量杂交种的优良亲本材料。