不同种养结合区农田系统氮磷平衡分析_武兰芳.pdf

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1、第26卷第6期自然资源学报Vol.26No.62011年6月JOURNALOFNATURALRESOURCESJun．，2011不同种养结合区农田系统氮磷平衡分析112武兰芳，欧阳竹，谢小立(1.中国科学院地理科学与资源研究所生态系统网络观测与模拟重点实验室禹城试验站，北京100101;2.中国科学院亚热带农业生态研究所，长沙415025)摘要:山东禹城和湖南桃源是位于我国不同地区均以种养生产为主的两个县(市)，根据养分平衡原理对这两个县级区域尺度的农田系统氮、磷收支状况进行了计算分析，结果表明:自1980年以来，单位面积耕地上氮磷的输入量与输出量均表现为不断增加，但是，

2、因为输入增长高于输出增长，导致农田系统产生较多氮磷养分盈余，两个地区存在明显差异。禹城农田系统氮磷盈－2－2余量呈逐年增长趋势，氮盈余量从133.8kgN·hm增加到目前的450kgN·hm以上，磷盈余－2－2量从6.2kgP2O5·hm增加到目前的148.9kgP2O5·hm;在其11个乡镇中有10个表现为氮－2盈余、9个表现为磷盈余，其中氮盈余量最多的高达841.8kgN·hm，磷盈余量最多的达到－2－2297.8kgP2O5·hm。桃源农田系统氮磷盈余量表现为先增后降，氮盈余量从100kgN·hm－2－2左右增加到2002年达到峰值253.7kgN·hm后，逐渐下降

3、到目前的150.0kgN·hm左右，－2－2磷盈余量从20.0kgP2O5·hm左右增加到2002年的峰值95.9kgP2O5·hm后，下降到目前－2的34.4kgP2O5·hm;在其40个乡镇中有36个表现为氮盈余、26个表现为磷盈余，其中氮盈－2－2余量最高的达到561.7kgN·hm，磷盈余量最高的为171.1kgP2O5·hm。农田系统氮磷养分大量盈余主要是源于投入化肥量和承载粪便量较高，山东禹城明显高于湖南桃源，所以，为了减少养分盈余损失，应根据农田作物生长养分需求尽可能地减少化肥投入，并根据耕地粪便承载容量在区域内外合理调配畜禽粪便的施用。关键词:氮磷平衡;农

4、田系统;山东禹城;湖南桃源中图分类号:S143文献标志码:A文章编号:1000－3037(2011)06－0943－12氮磷是农业生产中最重要的养分限制因子，同时，也是日益明显的环境污染因素。在作物生产中，大多数土壤都需要通过矿物化肥和(或)畜禽粪便补充氮磷养分以获得满意的产量。但是，现代农业对地表水和地下水产生的硝酸盐污染、对大气造成氨和氮氧化污染，已［1］经成为不争的事实;来源于农业生产的磷负荷逐渐成为湖泊、河流和海水富营养化的主［2-5］要因素。所以，为了减少硝态氮淋失，一些国家建立了关于减少硝态氮淋失的农作措施［6-7］指导方针，主要包括化肥氮和有机废弃物氮的施用

5、量及施用时间，许多经济发达国家已［8］经把养分不平衡管理引起的土壤磷素盈余看作是一个重要的环境问题而不是农学问题。养分平衡分析可以在不同尺度的不同系统进行:如农田尺度、农场尺度、区域尺度和国家尺度的作物种植和畜禽养殖，在其基础上进行养分平衡管理既有益于经济也有助于环境;收稿日期:2010－03－25;修订日期:2011－03－01。基金项目:国家科技支撑计划课题(2007BAD89B09);中国科学院重要方向性项目(KSCX2－YW－N－022，KSCX2－YW－N－46－01)。第一作者简介:武兰芳(1963－)，女，博士，副研究员，中国自然资源学会会员(S300001

6、171M)，主要从事区域农业可持续评价、农田生态及生产力形成相关方面的研究。E-mail:wulf@igsnrr．ac．cn944自然资源学报26卷在农场尺度更有助于养分优化管理，在区域和国家尺度则可用于评价农业对环境的影响，但［9］不论哪一层次尺度的养分平衡计算，遵循的基本原则却都是相同的。养分平衡的计算方法主要有两种，其一是农场总体平衡(Farm-gatebalance)，其二是土壤层面平衡(Soil-surfacebalance)，这两种方法均可以用于计算不同类型和不同尺度农业系统的养分平衡状况。如［9］Kyllingsbaek和Hansen就利用农场总体平衡方法计

7、算了丹麦国家尺度1980—2004年养分－2－2平衡状况，结果表明每年的氮素盈余量从175kgN·hm下降到123kgN·hm。但是，土壤层面平衡是指在农业耕地上投入的养分总量(化肥和畜禽粪便)减去被作物吸收的养分总量，如氮素更多的来源可以包括如大气沉降、豆科作物固氮等，虑及了地区之间和国家之［10］［11］间的可比性，特别是是否具有可比的资料来源。Kopinski和Tujaka等采用土壤层面平衡方法，估算了波兰国家尺度及其不同区域的氮素平衡状况，结果表明:2002—2004年波－2兰国家尺度上平均氮素盈余量为每年45kgN·