中国畜禽粪尿中养分资源数量及利用潜力

【目的】 有机与无机肥配合施用是提高农田生产力和改善土壤生态系统的有效措施,也是农业可持续发展的要求。理清中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量,对畜禽粪尿资源充分利用、提高肥料利用率、实现化肥使用量零增长和保障国家粮食安全具有重大意义。 【方法】 以中国主要畜禽种类役用牛、肉牛、奶牛、羊 (山羊和绵羊)、马、驴、骡、猪 (育肥猪和母猪)、兔和家禽为研究对象,研究的主要农作物包括水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生、油菜和棉花。通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析畜禽粪尿不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国畜禽粪尿数量31.584亿t,氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到1478.0万t、901.0万t和1453.9万t,其畜禽粪尿数量以猪最大,其次为肉牛和奶牛,分别占总量的36.8% (猪)、24.8% (肉牛) 和9.9% (奶牛),粪尿总养分量以猪最大,其次为肉牛和羊,分别占总量28.2% (猪)、22.8% (肉牛) 和15.0% (羊)。粪尿数量和养分资源量以西南和华北地区最多,粪尿数量分别占全国总量的22.3%和21.5%,养分资源量分别占全国总量的21.3%和21.9%,省市之间以四川、河南和山东最多。畜禽粪尿全量还田其养分输入量分别为811.8万t (N)、856.6万t (P₂O₅) 和849.5万t (K₂O),分别占化肥用量的37.3% (N)、87.6% (P₂O₅) 和65.9% (K₂O)。 【结论】 中国畜禽粪尿数量及其养分资源量依然巨大,具有广阔的利用空间,充分利用畜禽粪尿养分资源是实现化肥减施增效的重要途径,畜禽粪尿全量还田下理论上氮、磷、钾施用量可以减少37.3%、87.6%和65.9%。      

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查,明确设施菜地施肥现状和存在问题,为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查,明确设施菜地施肥特征,估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2,显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源,对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中,化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看,N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%,塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%,P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量,天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量,甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%,化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主,其中化肥基施比例偏高,追肥养分比例过低,养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高,养分结构不合理。主要设施蔬菜中,茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量,化肥养分减施潜力较大,是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

我国有机废弃物资源总量及养分利用潜力

  【目的】  我国有机废弃物产量巨大,理清我国有机废弃物总量及其养分资源量,有助于实现有机废弃物中养分资源的充分利用,对保障化肥使用量零增长和国家粮食安全具有重大意义。  【方法】  以我国2009—2019年间典型有机废弃物(秸秆、畜禽粪便、农村人粪尿、污泥和生活有机垃圾)的年产量为研究对象,通过查阅我国统计数据和公开发表的文献资料,对近10年我国有机废弃物总量及其养分资源量进行估算,分析有机废弃物利用潜力。  【结果】  2009—2019年有机废弃物资源量和养分总量相对稳定,平均有机废弃物总量(干重)为12.9亿t,平均养分含量(N、P₂O₅、K₂O)为4537.9万t。2019年废弃物资源量达13.11亿t (干重),相比2009年增加7.1%;养分总量达到4503.5万t,相比2009年增加3.0%。2019年有机废弃物全量还田可以输入氮(N)约1653.3万t、磷(P₂O₅)约799.6万t、钾(K₂O)约2050.6万t,分别占作物养分需求量的71.8%、75.9%和153.2%。秸秆的氮和钾养分量最大,分别占有机废弃物中单质总养分的46.3% (N)和65.8% (K₂O),磷养分量以畜禽粪便最高,占单质总养分的54.5% (P₂O₅)。  【结论】  我国近10年有机废弃物年产生量及其养分资源量保持较高水平,具有广阔的利用空间。在我国有机废弃物养分资源结构保持不变且全量还田的情况下,有机废弃物中的氮、磷、钾养分可以满足作物各类养分需求的71.8% (N)、75.9% (P₂O₅)、100% (K₂O)。     

我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队“十一五”和“十二五”计划对全国蔬菜的试验和调查结果(共1227个农户地块，其中578个设施蔬菜地块，649个露地蔬菜地块)，细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明，1) 我国蔬菜化肥养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 用量平均为1092.0 kg/hm2，是全国农作物化肥养分用量 (328.5 kg/hm2) 的3.3倍，其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和 859.5 kg/hm2，分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2) 我国蔬菜肥料 (化肥 + 有机肥) 中氮、磷和钾各自总用量普遍超量，主要设施蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍，主要露地蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍，区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出，蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3) 有机肥和基施化肥中的N、P₂O₅、K₂O比例不合理，P₂O₅占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P₂O₅∶K₂O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09；露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4) 基肥化肥养分用量比例普遍过高，设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%，其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%～68.7%之间，华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5) 按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算，主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%～67.1%之间，主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%～76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P₂O₅、K₂O投入总量的同时，应高度重视协调N、P₂O₅、K₂O比例以及化肥的基追肥比例，改进磷肥使用策略，并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。     

长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡,比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异,为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域[四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量,分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡,比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2,麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2,两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2,较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分,其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%,使得油菜季养分输入量明显高于小麦季;而小麦由于群体生物量大,两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2,分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2,占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2,略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物,两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中,NH₃挥发损失的氮所占比例最大,占各季施氮量的7.2%～18.4%;其次是氮的淋溶和径流损失,约为6.7%～12.7%;N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时,油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2,麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2),两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后,油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2,分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时,油?稻体系氮盈余,麦?稻体系氮持平或略有亏缺,两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时,两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余,说明秸秆还田能够增加养分输入,维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素,油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高,因此,油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。      

基于可收集的秸秆资源量估算及利用潜力分析

【目的】 准确估算秸秆资源量及其分布是秸秆综合利用的重要基础,秸秆资源量估算的不确定性主要在于草谷比和可收集系数的变异性。本研究基于江苏省区县尺度粮食产量数据,定量分析了江苏省主要粮食作物秸秆资源量及其不确定性,进而探讨了不同秸秆利用方式的温室气体减排潜力。 【方法】 按草谷比和秸秆可收集系数估算区县尺度粮食作物秸秆资源量和可收集资源量,分析了草谷比和可收集系数的变异性,探讨了秸秆资源量估算的不确定性来源,采用置信区间计算方法给出了江苏省作物秸秆资源量95%的置信区间。通过聚类分析与空间分析对秸秆资源量空间分布进行评价;最后基于情景分析方法对不同秸秆利用方式可能带来的环境效益进行计量。 【结果】 江苏省主要粮食作物草谷比和可收集系数存在较大变异,其变异系数分别为2.2%～16.7%和5.4%～18.9%。江苏省2014年水稻、小麦、玉米和大豆秸秆资源总量平均为3974万t (95%置信区间为3720～4227万t),而可收集秸秆资源量平均为3062万t (95%置信区间为2907～3217万t);其中,水稻、小麦、玉米和大豆秸秆资源可收集量分别占全省的53.2%、36.7%、7.9%和2.2%。江苏省粮食作物秸秆氮、磷、钾养分资源量分别为25.58万t (以N计)、3.51万t (以P₂O₅计)、46.22万t (以K₂O计),在空间分布上各养分资源均呈现北高南低的特征。未被利用 (焚烧和丢弃) 的秸秆相当于3.07万t氮肥 (以N计)、1.93万t磷肥 (以P₂O₅计)、15.76万t钾肥 (以K₂O计) 以及170.12万t标准煤。情景分析结果表明,如将未被利用秸秆进行秸秆还田、秸秆发电或热裂解炭化,可分别带来约36.2万t、230.18万t或381.16万t二氧化碳当量的减排潜力,相当于江苏省温室气体排放量的0.18%、1.13%或1.88%。 【结论】 作物草谷比和可收集系数的变异性是秸秆资源量估算不确定性的主要来源,发展区域特征的草谷比和可收集系数是未来秸秆资源评价研究的重要内容。江苏省粮食作物可收集秸秆资源较为丰富,但不同作物间可收集资源量存在较大差异。与其他利用方式相比,生物质热裂解具有更高的固碳减排潜力,是农业可持续秸秆资源利用的潜在途径。      

设施早熟西瓜和甜瓜的化肥施用现状及减施潜力

  【目的】  调查陕西省设施栽培西瓜 (Citrullus lanatus)和甜瓜 (Cucumis melo) 施肥现状、养分输入特征和养分管理中存在的问题，为实现西瓜和甜瓜化肥合理减施，改善品质，增加农户经济效益提供科学依据和技术支撑。  【方法】  选取西瓜、甜瓜栽培面积大的农户，且使调查农户均匀覆盖主产区，采用实地走访记录方式，在调研陕西设施早熟西瓜、甜瓜产量水平，农户施用有机肥、化肥种类及施用量、施肥方式等基础上，依据当地目标产量、肥料试验文献数据，推荐区域合理施肥量，并对推荐施肥量进行田间验证，根据推荐施肥量对农户施肥现状进行评价并分析化肥的减施潜力。  【结果】  设施栽培西瓜、甜瓜主产区肥料 (化肥 + 有机肥) N、P₂O₅、K₂O养分投入量平均分别为582、412、541 kg/hm2和1059、763、842 kg/hm2，其中化肥N、P₂O₅、K₂O平均施用量分别为266、213、304 kg/hm2和315、317、281 kg/hm2；西瓜、甜瓜化肥N、P₂O₅、K₂O养分平均用量分别为各自推荐量的1.8、3.6、2.3倍和2.9、6.3、3.1倍，养分表观盈余量分别为455、369、388 kg/hm2和980、728、692 kg/hm2，养分利用率仅为4.6%～28.3%。西瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占79.6%、88.9%和79.6%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为46%、72%、57%；甜瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占74.9%、91.0%和74.9%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为65%、84%和68%，西瓜和甜瓜化肥总减施潜力 (N + P₂O₅ + K₂O) 分别为57%和73%。西瓜、甜瓜有机肥中氮素养分占养分总用量的比例分别为39.5%和65.8%，比例总体上适宜；西瓜和甜瓜化肥N∶P₂O₅∶K₂O投入比例分别为1.0∶0.8∶1.1和1.0∶1.0∶0.9，P₂O₅占比过高；水肥一体化条件下西瓜、甜瓜基施化肥 (N + P₂O₅ + K₂O) 占化肥施用总量 (基肥 + 追肥) 的比例分别达91.2%和59.4%，基施养分比例过高。  【结论】  本研究区域西瓜、甜瓜养分总投入中，有机养分比例适宜，但存在化肥投入过量，尤其是磷施用比例过高的问题；在水肥一体化栽培技术下，存在基施养分比例过高、养分盈余量大、养分利用率低的问题。生产实践中，亟待根据西瓜、甜瓜养分需求规律，制定精准施肥量和适宜的养分比例，建立区域合理施肥技术体系，最终实现西瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少46%、72%和57%，甜瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少65%、84%和68%。     

吉林春玉米氮磷钾养分需求与利用效率研究

【目的】 明确吉林春玉米的氮、磷、钾养分需求和利用效率,为区域春玉米的高效合理施肥提供技术参数。 【方法】 整理2005—2013年国家测土配方施肥项目在吉林省开展的680个 “3414”田间试验,选取N₀P₀K₀、N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₂和N₂P₂K₀ 5个处理,研究氮、磷、钾肥对春玉米籽粒产量、植株养分吸收量的影响,明确产量、养分吸收量与土壤基础养分供应能力的关系,评估春玉米的氮、磷、钾养分需求量和利用效率。 【结果】 吉林春玉米在氮磷钾配施处理 (N₂P₂K₂) 获得最高的籽粒产量和植株养分吸收量,平均产量达9.6 t/hm2,玉米氮、磷、钾养分平均吸收量分别为N 190.8 kg/hm2、P₂O₅ 87.0 kg/hm2和K₂O 215.1 kg/hm2。与不施肥处理相比,氮磷钾配施处理平均增产42.5%,植株氮、磷、钾养分吸收量平均分别提高57.5%、64.2%和49.5%。在其他养分充分供应基础上,增施氮、磷、钾肥平均分别增加吸收N 57.2 kg/hm2 (42.9%)、P₂O₅ 19.2 kg/hm2 (28.4%) 和K₂O 32.1 kg/hm2 (17.5%)。以缺素处理植株养分吸收量表征土壤养分基础供应能力,发现氮磷钾配施处理玉米产量和养分吸收量均随土壤基础养分供应能力的提高而逐渐上升,变化趋势均符合显著的对数关系。经测算,吉林春玉米氮磷钾配施处理生产百公斤籽粒平均需吸收N 1.98 kg、P₂O₅ 0.90 kg和K₂O 2.24 kg,比例为1∶0.45∶1.13。减氮、减磷和减钾处理的百公斤籽粒氮、磷、钾素需求量平均分别为N 1.69 kg、P₂O₅ 0.79 kg和K₂O 2.11 kg,与氮磷钾配施处理相比均显著下降,而且试验点间变异也明显增大。目前,吉林春玉米生产中氮、磷、钾肥的平均养分回收利用效率分别为33.7%、27.5%和45.3%,而平均生理利用效率分别为28.8、52.8和28.3 kg/kg。 【结论】 吉林春玉米对肥料养分的依存度较高,合理施肥是保持高产高效的重要前提。      

施肥配合薄膜生草二元覆盖有效提高渭北苹果的产量和品质

【目的】 合理施肥与覆盖是渭北果园高产高效的必要措施,本研究依据当地实际提出了一个优化的施肥覆盖综合措施,并进行了效果验证试验,为其改进和推广提供依据。 【方法】 田间试验于 2012～2014 年在陕西渭北旱塬白水县收水村、可仙村、田家洼村进行。对照采用的农户模式(F)为不施有机肥、果树行间裸露,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 300∶160_.∶120 kg/hm2;萌芽期 3 月 20 日追肥;N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶80∶60 kg/hm2。目前的推广措施为增施有机肥 22.5 t/hm2,树盘覆盖黑塑料膜,基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 200∶120∶180 kg/hm2,追肥推迟到膨果期 8 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 100∶60∶90 kg/hm2;拟定的优化施肥模式(O)为:树盘四周覆盖黑色塑料膜,树行间种植小油菜覆盖土壤,有机肥增加到 45 t/hm2,氮磷钾用量不变,调整基追比例和追施时间,具体为基肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2,追肥在 7 月 10 日进行,N∶P₂O₅∶K₂O 用量为 150∶90∶135 kg/hm2。测定比较了三种管理措施不同时期苹果叶片和果实的养分含量及累积量,并分析了果实品质及产量。 【结果】 与现有模式相比,优化模式果树幼果期叶片 N、P、K 含量平均分别增加了 1.4%、8.4% 和 5.9%;膨果期分别平均增加了 5.6%、15.5% 和 8.1%;成熟期平均分别增加了 6.9%、5.9% 和 11.6%。果实对 N、P、K 养分吸收量为优化模式 > 现有模式 > 农户模式,三个果园优化模式管理的果实 N、P、K 养分吸收量较现有模式平均分别增加了 30.1%、31.8% 和 26.5%。优化模式能显著提高果实硬度、VC、可溶性固形物含量、可溶性糖含量及单果重,降低果实酸含量。果实商品率和糖酸比均以优化模式最高,商品率较农户模式、现有模式平均增加 22.2%、17.4%,糖酸比平均增加 42.6%、14.5%。此外,优化模式能显著提高苹果单株产量,三个试验点优化模式较农户模式和现有模式单株产量平均增加 58.7%、28.1%。 【结论】 在现有推广模式的基础上,有机肥施用量增加到 45 t/hm2,基肥和追肥 N∶P₂O₅∶K₂O 用量调整为 150∶90∶135 kg/hm2,并将追肥时期提前到 7 月 10 日幼果膨大初期,配合树盘覆盖薄膜、行间种植小油菜二元覆盖,可以更有效地提高渭北旱地果园苹果的产量和品质。      

当前我国农业生产中的养分需求分析

【目的】估算当前我国不同区域农业生产中的养分需求和化肥需求，对如何实现2020年化肥零增长以及零增长下如何进行养分资源的合理分配、科学管理和施用具有重要的指导意义和参考价值。【方法】本研究依据国家统计最新数据、研究结果和文献资料，以省级为单元，系统估算了农作物、林地、草地、水产养殖全面实现平衡施肥条件下对氮磷钾养分的需求量。在考虑有机肥养分有效还田基础上，分析当前化肥消费量与化肥需求量的差异。【结果】当前我国农业生产需要氮磷钾养分共8410万t，其中N 3746万t、P₂O₅ 2024万t、K₂O 2640万t，粮食作物、蔬菜/瓜果、果树和茶叶、油料作物、纤维作物、糖料作物、饲草/草地、水产养殖的养分需求分别占总需求的41.8%、20.8%、13.1%、5.1%、2.3%、2.1%、10.6%和2.2%。华北、长江中下游、西北、西南、东南、东北地区的养分需求分别占20.3%、23.2%、18.8%、16.8%、11.1%和9.8%，其中山东、河南和四川对养分的需求高于其他省份。当前全国化肥消费量为6023万t，其中N、P₂O₅、K₂O分别为3001万t、1943万t和1079万t，东北、华北、长江中下游、东南、西南、西北地区的化肥消费量分别占全国化肥消费量的10.6%、27.7%、24.4%、11.5%、11.4%、14.2%。我国当前有机肥养分资源潜力为N 3200万t、P₂O₅ 1440万t和K₂O 3400万t，但还田的有效养分约为N 484万t、P₂O₅ 411万t和K₂O 1273万t。有机肥还田主要在河北、河南、山东、四川和湖南省，其次是广东、广西、云南，而西北、东北及东南沿海地区各省有机肥还田的有效养分量相对较少。化肥消费与需求差表明，全国氮肥和钾肥供应不足，分别亏缺约N 261万t和K₂O 288万t，而磷肥投入过量约P₂O₅ 330万t。但不同省份和区域间化肥供需具有较大差异，东北、华北、长江中下游或东南地区的一些省份如吉林、河北、河南、山东、安徽、江苏、湖北、广东省氮磷钾肥均过量，而西北和西南地区多数省份的化肥投入不足。【结论】粮食作物是养分需求的主体，其次是蔬菜和果树。在全面实现平衡施肥的情况下，氮、钾肥投入不足，磷肥投入过量。养分需求地区间差异明显，东北、华北、长江中下游和东南沿海地区需适当减少肥料消费，而西北和西南地区需要依据需求适量增加肥料的投入。     

我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高,调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量,为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料,采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量,及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域,水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t,三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区,分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t,长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列,分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高,为K₂O 115.0～209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏,占全国小麦总播种面积的71.1%,钾肥替代潜力为K₂O 82.3～97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说,其钾肥替代潜力为K₂O 67.2～170.7 kg/hm2。从全国范围来看,单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2。  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K₂O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2,充分利用秸秆资源,可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求,维持土壤钾素平衡。     

我国马铃薯产量和化肥利用率区域特征研究

【目的】本研究汇总马铃薯(Solanum tuberosum L.)田间试验数据,分析中国马铃薯产区施用氮、磷和钾肥的马铃薯产量(可获得产量、产量反应和相对产量)及肥料利用率特征,以期为优化马铃薯养分管理奠定理论基础。【方法】本试验数据来源于:1)国际植物营养研究所(International Plant Nutrition Institute, IPNI)1992—2012年间在我国马铃薯主产区开展的117个田间试验;2)采用字段或字段组合(马铃薯,马铃薯+产量,马铃薯+利用率,等)在中国知网数据库(China National Knowledge Infrastructure, CNKI)检索的2000—2016年间407篇马铃薯田间试验中文文献。将我国马铃薯种植区分为东北(NE)、西北(NW)、华北(NC)、长江中下游(MLYR)、东南(SE)和西南(SW)产区。试验处理包括氮磷钾肥优化处理(OPT)、不施氮(OPT-N)处理、不施磷(OPT-P)处理和不施钾(OPT-K)处理,研究我国马铃薯不同种植区优化施肥下马铃薯可获得产量,氮、磷和钾肥产量反应,相对产量,农学效率,偏生产力和养分回收率特征。【结果】我国马铃薯施用氮、磷和钾产量反应平均分别为8.6、5.9和6.6 t/hm^2,氮素是马铃薯产量的首要限制因子,东北地区产量及施氮产量反应平均值显著高于其他地区(P <0.05)。马铃薯施氮、磷、钾相对产量平均值分别为71.0%、79.4%、77.2%,其中,华北地区施氮相对产量平均值最高,东南地区施磷相对产量平均值最高,西北地区施钾相对产量平均值最高。马铃薯氮、磷和钾肥用量平均分别为N 164.2 kg/hm^2、P_2O_5 100.3 kg/hm^2和K_2O 188.0 kg/hm2,东南地区氮和钾肥用量平均值显著高于其他地区(P <0.05),东北地区施氮量和施钾量较低,东北、西南和西北施磷量高于其他地区,长江中下游施磷量最低。马铃薯氮、磷和钾素农学效率平均值分别为52.2 kg/kg N、58.5 kg/kg P_2O_5和42.3 kg/kgK_2O,东北地区氮和钾素农学效率平均值显著高于其他地区(P <0.05)。马铃薯氮、磷和钾素偏生产力平均值分别为205.7 kg/kg N、339.0 kg/kg P_2O_5和209.2 kg/kg K_2O,东北地区氮和钾素偏生产力平均值分别显著(P <0.05)高于其他地区。马铃薯氮、磷和钾素养分回收率平均值分别为36.4%、18.5%和27.6%,东南地区磷素回收率平均值显著高于其它地区(P <0.05)。【结论】我国马铃薯不同产区产量、施肥量和肥料利用率差异较大,氮素是马铃薯产量的第一限制因子,华北地区氮素、东南地区磷素和西北地区钾素土壤基础养分供应能力相对较高,不同地区马铃薯需要因地制宜,制定有针对性的马铃薯优化施肥方案。     

水分养分协同对冬小麦干物质运转和氮吸收利用的影响

【目的】 研究水分养分协同对冬小麦光合产物运转和氮素吸收利用的调控效应，旨在寻求提高冬小麦水肥利用效率的途径。 【方法】 采用防雨棚下测坑试验方法，于2015和2016年在黄淮海平原河南新乡连续进行了2 年田间试验。试验采用二因子 (土壤水分调亏度和施肥水平) 随机区组设计。3个土壤水分调亏度为轻度调亏、中度调亏和重度调亏，相对含水量分别为田间持水量的60%～65%、50%～55%和40%～45%；3个施肥水平为高施肥水平 (N 240 kg/hm2、P₂O₅ 240 kg/hm2、K₂O 240 kg/hm2)，中等施肥水平 (N 180 kg/hm2、P₂O₅ 180 kg/hm2、K₂O 180 kg/hm2) 和低施肥水平 (N 120 kg/hm2、P₂O₅ 120 kg/hm2、K₂O 120 kg/hm2)。共9个水肥组合，三次重复。利用氮同位素示踪技术研究不同水肥组合对植株氮吸收、分配与利用的影响。 【结果】 在高施肥水平下，中度水分调亏 (50%～55%) 可促进小麦营养器官花前贮藏物质向籽粒再运转；在中等施肥水平下，叶片花前贮藏同化物再运转量以轻度水分调亏为最高；在低施肥水平下，各营养器官花前贮藏同化物再运转量和再运转率随水分调亏度加重呈提高趋势。不同施肥水平下营养器官花前贮藏同化物总运转量对籽粒产量的贡献率随水分调亏度加重呈提高趋势。 【结论】 水分调亏提高了籽粒中来自花前营养器官贮藏物质转运的比例。水分调亏与养分调节相结合可有效调控小麦植株对肥料氮的吸收、积累和利用。低施肥水平 (N 120、P₂O₅ 120、K₂O 120 kg/hm2) 和轻度水分调亏 (60%～65%田间持水量) 组合是本试验条件下节水减肥高产高效方案。      

陕西省商洛核桃产区施肥现状评价

【目的】 了解商洛核桃园施肥情况,诊断评价商洛核桃产区施肥状况,提出合理施肥量和养分管理建议。 【方法】 2014、2016两年调查511个果园的生产和养分管理现状,分析187个果园土壤养分状况,结合该区域核桃施肥文献、土壤养分测定结果对施肥现状进行综合评价。 【结果】 商洛地区核桃园果农户均面积0.28 hm2,产量1245.4 kg/hm2;2014、2016年果农施用有机肥的养分量占总养分投入量的21.6%和20.0%,未施用有机肥农户分别占总调查农户的34.5%和12.7%;2014年化肥N、P₂O₅、K₂O投入量依次为 (189.1 ± 111.1) kg/hm2、(114.8 ± 61.1) kg/hm2、(56.9 ± 72.5) kg/hm2;2016年相应提高为 (222.4 ± 115.1) kg/hm2、(153.7 ± 80.8) kg/hm2、(77.4 ± 91.1) kg/hm2。随着施肥量的增加,调查区土壤速效氮、速效磷由2014年的 (19.02 ± 3.72) mg/kg、(16.42 ± 4.50) mg/kg显著提高到2016年的 (24.78 ± 5.12) mg/kg、(22.16 ± 4.40) mg/kg;2014、2016年调查区化肥氮投入量合理比例分别为15.0%、22.6%,不足比例为74.5%、59.5%;P₂O₅投入合理的比例为39.4%、33.9%,不足比例为44.0% 、27.3%,过量比例为16.6%、38.4%;K₂O投入合理的比例为8.3%、13.5%,不足比例高达86.2%、74.5%;有机肥合理比例为38.7%、39.2%,不足比例为61.3%、60.8%。调查区基肥以有机肥为主,追肥以尿素为主;商洛地区核桃园盛果期化肥投入最佳量应为N 220～270 kg/hm2、P₂O₅ 110～140 kg/hm2、K₂O 150～190 kg/hm2,有机肥投入氮最佳量应大于77 kg/hm2。 【结论】 调查区核桃园应适时追施氮肥,钾肥投入严重不足,磷肥呈现过量化趋势;农户忽视追肥,施肥结构不合理。今后该区域果园养分管理中,应大力改善氮、钾养分比例,合理引导磷肥的科学施用,减少养分损失带来的面源污染;最后还应该重视追肥次数和微量元素投入。      

我国柑橘氮磷钾肥用量及减施潜力

【目的】明确我国柑橘主产区氮、磷、钾肥施用现状,为评估化肥减施潜力提供科学依据。【方法】2015年采用问卷调查结合实地走访,调查湖南、江西、湖北、广西、福建、浙江、重庆、四川、广东共9个省份2458户柑橘园单产水平及肥料施用现状。【结果】调查区柑橘权重平均单产为26480 kg/hm2,总体属于偏低水平。柑橘园氮、磷、钾肥年平均用量分别为494、364和397 kg/hm2,比例为1∶0.74∶0.80;99.2%的柑橘园施用化肥,仅47.8%的柑橘园施用有机肥,年均有机氮、磷、钾养分仅占总施用量的9.58%、19.6%和6.24%,有机肥投入严重不足。根据文献统计得出的柑橘建议施肥量推算,我国柑橘氮、磷、钾肥过量施用面积占比分别为57.3%、76.6%、69.1%,氮、磷、钾肥纯养分量分别过量36.2万吨、42.5万吨、35.5万吨,减施潜力分别为28.3%、48.2%和29.0%,其中以磷肥过量比例最高、减施潜力最大,以福建产区和柚类氮、磷、钾过量施用面积比例、过量投入量和减施潜力最大。【结论】我国柑橘平均单产水平偏低,氮、磷、钾肥过量施用严重,减施潜力大。