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(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。     

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.     

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.     

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.     

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...     

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。     

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。     

不同作物+小龙虾种养模式作物产量及氮、磷平衡分析

设置稻虾连作（RC）、水稻单作（R）、莲虾共作（LC）、子莲单作（L）、茭虾共作（ZC）、茭白单作（Z）6个处理，研究不同作物+小龙虾种养模式作物的产量、氮和磷吸收量及氮、磷平衡状况，为合理调控生态种养养分循环和平衡、促进农田系统的可持续发展提供一定的理论依据。结果表明，除RC处理产量因不施肥较R处理显著减少外，LC、ZC处理产量与相应作物的单作处理均无显著差异。关于作物的氮、磷吸收，RC处理水稻籽粒的磷吸收量较R处理显著减少17.02%,ZC处理净茭和茭白秸秆的氮吸收量较Z处理分别显著增加31.47%和21.16%，其余同一作物的2个处理间作物的氮、磷吸收量均无显著差异。与相应作物单作处理相比，不同作物+小龙虾处理不仅提高了氮、磷的输入量和输出量，还增加了农田生态系统的氮和磷盈余量。因此，为提高农田氮、磷利用率，减少氮、磷环境污染风险，需适当减少农田化肥和饲料的投入，以保证生态农业的可持续发展。     

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。     

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.     

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。     

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。     

长期不同施肥红壤磷素变化及其对产量的影响

目的 定量长期不同施肥红壤磷素的演变特征,研究红壤磷素变化对生产力的影响,为红壤地区磷素管理提供理论依据。方法 利用持续26年的红壤旱地长期定位试验平台（1991—2016年）,比较长期不施磷肥（CK、N、NK）、施用化学磷肥（PK、NP、NPK）、化肥配合秸秆还田（NPKS）和化肥配施有机肥及有机肥（1.5NPKM、NPKM、M）土壤Olsen-P和全磷含量变化,分析土壤磷素对磷盈亏量的响应,采用不同模型拟合作物产量对有效磷的响应曲线,计算土壤有效磷农学阈值。结果 长期施用磷肥显著提高了土壤全磷和有效磷含量,提升了土壤磷素活化系数（PAC）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的PAC高于化肥配合秸秆还田（NPKS）和施用化学磷肥（PK、NP、NPK）。红壤地区土壤全磷和有效磷变化量与土壤磷盈亏量呈正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,土壤Olsen-P含量上升3.00—5.22 mg·kg ^-1,全磷上升0.02—0.06 g·kg ^-1。土壤每累积亏缺磷100 kg P·hm ^-2,不施磷肥处理（CK、N、NK）土壤Olsen-P分别下降1.85、0.40、1.76 mg·kg ^-1。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的小麦和玉米产量显著高于化肥配合秸秆还田（NPKS）以及施用化学磷肥（PK、NP、NPK）,显著高于不施磷肥（CK、NK、N）。化肥配施有机肥及有机肥处理（1.5NPKM、NPKM、M）的产量可持续指数也高于其他处理。3种模型（线性-线性模型、线性-平台模型和米切里西方程）均能较好地拟合作物产量与红壤有效磷含量的响应关系（P＜0.01）。在红壤地区推荐使用拟合度较好的线性-线性模型,其计算出小麦和玉米的土壤Olsen-P农学阈值分别为13.5和23.4 mg·kg ^-1。 结论 在南方红壤地区,化肥配施有机肥更有利于磷素累积和提升磷素有效性。化肥配施有机肥作物产量显著高于其他处理,且稳产性好。线性-线性模型可用于计算红壤地区有效磷的农学阈值。生产上应该根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。     

廊坊市大棚蔬菜施肥现状及养分平衡研究

采用农户抽样调查和统计数据相结合的方法,对廊坊市大棚蔬菜的施肥现状及农田养分平衡进行了分析和研究,结果显示：大棚蔬菜的施肥量较高,各种蔬菜的氮（N）、磷（P2O5）、钾（K2O）素均为盈余状态,其中氮素盈余量平均为398.0 kg/hm^2,磷素盈余量平均为613.0 kg/hm^2,钾素盈余量平均为278.0 kg/hm^2。     

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.     

有机、无机磷肥配施对宁夏引黄灌区露地蔬菜磷素吸收利用与磷平衡的影响

2011—2013年,在宁夏引黄灌区利用田间定位试验研究了不同有机、无机磷肥配施对露地蔬菜的产量、磷素吸收利用、土壤无机磷残留和磷平衡的影响,并提出了合理的磷肥投入阈值。结果表明,过量增施磷肥对露地蔬菜的增产作用不显著。露地蔬菜经济产量与施磷量都符合二次曲线关系,花椰菜、紫甘蓝和大白菜最大产量施磷量分别为P2O5332.3、304.5、377.8 kg/hm2,最佳经济施磷量分别为P2O5282.9、271.2、365.3 kg/hm2。增施磷肥能促进露地蔬菜地上部磷素吸收累积,磷肥利用率随化学磷肥用量增加而降低。随着施磷水平的提高,0~20 cm土壤Olsen-P和Ca Cl2-P含量都呈增加趋势。土壤磷平衡与施磷量呈线性正相关关系,化肥磷施用量越高土壤磷素盈余越大。2011—2013年花椰菜、紫甘蓝和大白菜季合理的磷肥投入阈值范围分别为[141.0,332.3]、[107.1,304.5]和[104.9,377.8],施磷量、蔬菜产量及地上部吸磷量是影响该阈值范围的主要因素。     

北京市通州区农田表观氮素平衡及空间特征分析

本研究利用OECD土壤表观氮素平衡模型,通过建立1991—2004年北京市通州区农田的氮素平衡核算的框架和数据库,结合GIS技术对该区域氮素平衡强度及特征进行了分析,通过农户调查通州区典型种植模式和典型作物的肥料投入情况。结果表明:通州区农田氮素输入总量从1991年的4万t降低到了2004年的1.7万t,平均氮素输入量从567.86 kg/hm2增加到了585.22 kg/hm2,氮素平衡强度从1991年的355.84 kg/hm2增加到了2004年的389.39 kg/hm2。将氮素平衡强度划分为5级,结合空间分布特征分析发现,通州区下属各乡镇的农田氮素平衡量普遍提高,其中近半数氮素平衡强度从1991年的Ⅰ、Ⅱ级上升到了2004年的Ⅳ、Ⅴ级。城郊地区氮素平衡强度变化正与城郊农业种养结构调整密切相关,蔬菜作物播种面积的增加和养殖业的发展使农田氮素输入量持续增加,氮素平衡量提升明显,空间变异加大,对农田污染潜在威胁提高。农户调查表明,粮食作物的肥料施用量是比较合理的,而蔬菜作物的施肥量过大。     

东北地区农田土壤氮、磷平衡及其对面源污染的贡献分析

采用农田生态系统氮、磷平衡计算方法,对东北地区土壤氮、磷养分平衡状况及其对面源污染的贡献进行了研究。结果表明,东北三省农田化肥用量随时间的增加而增大,但不同种植区间化肥投入差异较大;氮、磷肥用量是造成农田土壤氮、磷平衡空间差异的直接因素,两者呈极显著相关关系;由于化肥投入量的增加,东北三省农田土壤氮、磷平衡均由建国初期的亏缺转为盈余,赢余量呈现随时间增加而增大的趋势,但区域间差异较大。与80年代相比,2002年由东北三省农田土壤总氮平衡和总磷平衡进入水体环境的氮、磷负荷均有所增加,各省农田进入水体环境氮、磷负荷的升高幅度分别为:辽宁,氮负荷29%,磷负荷3%;吉林,氮负荷93%,磷负荷229%;黑龙江,氮负荷39%,磷负荷125%。果树蔬菜种植面积比例的增加是造成农田土壤氮素盈余增加的原因之一,两者呈极显著相关关系。随着辽河流域果树、蔬菜种植面积的逐年增加,果树和蔬菜农田土壤养分过度累积对辽河水体面源污染的贡献不容忽视。     

河北省农田生态系统氮养分平衡状况研究

借助物质流分析中"输入=输出+盈余"的物质守恒原理和农田生态系统氮养分平衡模型,利用1980～2005年河北省农业统计资料和文献查询获取的参数,估算了河北省不同年度和不同地区的氮养分输入、输出以及养分的盈余量.结果表明河北省氮养分盈余总量是逐年增加的,不同地区的投入量也远远大于作物带走的养分量,氮养分盈余带来的环境安全问题必须引起高度地重视;化肥和有机肥是河北省农田生态系统氮养分收入的主要输入项,但生物固氮、灌溉和湿沉降等其它途径带入的氮养分也不可小视,如果忽视这部分养分对农田生态系统的作用必然会造成氮肥的过量施用.