松嫩平原黑土区不同养分循环结构农业经营制度比较研究刘鸿翔,王德禄(中国科学院黑龙江农业现 代化研究所,哈尔滨150040)张素君,张岫岚(
中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳11 0015)【摘要】采用模拟养分循环开展长期定位试验的方法对黑土区不同养分循环结构农业经 营制度进行了比较研究,结果表明,有机-无机相结合的农业制度包括传统农业与“石油农业”两 者之长,是我国农业生产常久不衰、提高系统生产力和养分循环再利用的有效途径.关键词养分循 环结构,农业经营制度,系统生产力Comparativestudyontheagricu lturalmanagementsystemsinblacksoilregionofS onghuajiangRiver-NenjiangRiverPlainofNorthe astChina.¥LiuHongxiang;WangDelu(Hrilongjian ginstituteofAgriculturalModernization,Acadm iaSinica,Haerbin150040),ZhangShujunandZhang Xiulan(InstituteofPPppliedEcology,AcademiaS inica,Shenyang110015).(-Chin.J.Appl.Ecol.,1 994,5(2):148-151.)Abstract:Acomparativestud yontheagriculturalmanagenentsystemsandtheir optimizationintheblacksoilregionofNortheast Chinawassconducted.Thesimulationmexperiment resultsshowthatcombiningorganic-inorganicgr iculturalmanagementsystemhasthecommonmerits oftraditionalagricultureandppetroleumone.It isasuitablemanagementsystemfordevelopingChi neseagricultureandimprovingsystemproductivi tyandnutritionalcyclingstructure.Keywords:N utritionalcyclingstructure;Agriculturalmana gementsystem;Systemproductivity.1引言我国的农业经营制 度所经历的变化和表现形式,大体可归纳为移耕农业、
有机农业(或传统农业)、“石油农业”和 有机一无机相结合农业等几种基本类型’‘·””.本研究用模拟上述几种农业制度的养分循环, 开展了长期的实地试验,以期探索不同经营制度对生产力发展、养分循环率以及对土壤环境的影响 .2研究方法2·1试验地点定位试验在中国科学院海伦农业生态实验站进行.该站地处黑龙江省 中部的海伦市西郊.土壤为中厚黑土,质地重壤,有机C3.13%,全N0.30%,全PO. 07%,全KI.96%,往解N234.08ms·ks“’,速效P25.78ms·ks’ ,代换性K190.82mg·kg“’,全年降雨量500—600mm,属于寒温带大陆性季 风气候.2·2试验设计田间试验处理设计为:!.无肥区,代表移耕农业模型;!.无肥十循环 区,代表传统的有机农业模型;豆.化肥N区;IV.化肥N十循环区,代表50—60年代过渡 模型;V.化肥NP;区;W.化肥NPI十循环区,代表70年代过渡模型;W.化肥NP:区 ,代表“石油农业”模型;w.化肥NP。个循环区;ti.化肥NP:K十循环区均代表有机一 无机相结合模型.供试化肥N每年用量为107.ZkgN·h。’;PI为18.6kgP·h a’;P:每6年用量为117.ZkgP·中国科学院生态系统网络研究资助项目ha”’;K 为187·skgK·ha’.每个处理重复3次,小区面积224m’,供试作物为小麦、玉米 、大豆3种作物轮作.为了深入研究不同农业制度的农产品中养分经喂饲一堆腐回农田的循环率, 设’、W、w、w、IX处理.每年收获产品中籽实的80%和大豆、玉米、小麦秸秆的全部粉碎 后,用于喂猪和垫圈,猪粪经堆腐后于翌年春季作基肥返回本处理.2·3分析方法各小区产量单 打单收,籽实和秸秆产量分别计量,另选取代表队用于测定籽实和秸秆的养分含量(以元素占烘干 样品的百分率表示).各项指标均用常规方法测定.3结果与讨论3·l作物产量1985—19 90年不同处理每年3种作物平均产量和每种作物6年平均产量分别列于表1、2.麦!不同经营 制度3#作物平均凤干产置1回回回@直Ay@rtt@回且r-drledlddOt!回rp ekindsOfcrppeund@歹dift@pontth回回回巨@Wntsystfp e(k·回@皿)“未开始循环Nocycling.寝21985-1990年不同经营制度小 王、玉米、大豆6本平均风于大且”T回回ie2^v.rig.回lr-driedyield ofw回@回t,maize.ndny一回@回回回回d志反0压压@压@nQ回队回n尾巴@ 回回@回D河以@回n回5回!985-!@9①歹且回__回b_且免·风于小麦、王米、大豆 的于本:将实0.sl,0.79,0.83;秸ff0.84,0.64,0.84.Th。p roportlo。ofbaked-dr’edweighttoair-dviedweig htOfwheat,maizeandOOybean.1)包括玉米油Mat。stalkc ontain。mat。axis·由表1、2可见,与移耕农业相比,有机农业生产力水平提高 5%;70年代起施用N肥和P肥,生产力提高27%;80年代施用N、P、K肥,生产力提高 30%;N、P、K化肥加有机营养循环的有机一无机相结合农业经营制度,生产力提高38%. 有机一无机相结合农业经营制度比“石油农业”增产6%.3.2作物养分吸收量不同结构的农业 经营制度处理年收获N、P、K量之间的差异与作物产量之间的变化趋势基本一致,但产量变化要 比年收获养分量的变化小得多.以化肥NP。——有机农业(处理们)为例,产量为移耕农业(处 理I)的138%,而年收获K量为移耕农业的156%.这是因为P的供给量加大,提高了作物 产量,以致产品中养分浓度相应提高.3.3化肥N、P的利用率、P肥残效及土壤有效养分的转 化农二不同经营制度回问N农用利用事Ti回.3A回回回名UtUtillcatlonrtt io.OtNtfrtlllse回回回l回dff.ff回【回D回回tpe回回@回D臣*凶 @回回。”每年107.ZkgN·hall07.ZkgN·ha’·yr.’,每年107. ZkgN·ha’十循环107.ZkgN·ha’·yr.’+cy-cle.由表3可见,化 肥N(回)6年平均利用率仅仅是19%;化肥NP;(V、W)由于P肥的配合,利用率可达2 4—27%;有机一无机相结合农业(N、VI、W、ti)达34%.由表4可见,小剂量(V )施P,当年利用率为5%,到第6年增加到ZI%,6年平均利用率17%.而大剂量(W)施 P,当年T.bl.4^回回@reat回dll-tlo.’r.tlo.orPr.rtll lzeru回以回回onn回奖回D回回回回.回H回回回的回合’*悦.回回回l)为6年平均 值,2)为6年月加值,3)每年18.6kgP·ha”’18.6kgP·ha’·V.’, 4)每年18.6kgP·ha”‘十循环18.6kgP·ha‘·yr.”’+cyCle, 5)6年117.ZkgP·ha’117.ZkgP·ha”’·6g.”,6)6年117. ZkgP·ha‘十循环117.ZkgP·ha“l·6yr.t+cytle.利用率为3% ,但6年累加的利用率达19%以上,由此可见施P的残效及残效迭加作用’‘’.而有机一无机 相结合农业(n),化肥P与收获产品中的养分循环再利用同样可以提高P肥利用率,6年累加的 利用率可达24%.对6年试验作物收获后耕层土壤的有机C,全N、P、K,速效N、P、K含 量进行了比较(表5).由表5可见,移耕农业与有机农业6年试验后土壤肥力呈下降趋势;“石 油农业”施N、P肥可以改善土壤N素质量,速效P有明显提高;有机一无机相结合,有机物循环 再利用的农田[‘],土壤有机C、土壤表4不同经营制度用料P表现利用字表5!985一19 90$不同经营制度下土壤的并分变化l回H.SCD.uteebsellnutheutuu dsrdir.rent’’’.na’em.ntsvst.l’’sIn1985—1999 ·基础E泊siC.肥力都有所提高.3.5作物收获产品中养分在饲养一堆腐过程中的循环率不 同结构农业经营制度喂饲一堆腐试麦6没洞经由烟饲一堆知后的残回事T.hle’Residu alraleotorg.’licmaterinteedstufrsandI’-,’’’ 6-o’’.-@-H-D..回.rt.,一回.b.dh-en.,,’’’’xH--rv cb表7投料中养分经由呕饲一堆腐过程的损失率Tau.7Lossr.teoLuutrse nucontdnedintefd.【ufh.peRl’-’’dirtwtit.tWWi rtlthwrt.。k.f..’’irtde_trtltttMWtirtqf’fi.验结果列于表6、7.由表6、7可见,不同结构农业经营制度喂饲一堆腐后的残留率大致为0.34,腐解率0.66.在6年4次循环试验中,N的损失率平均为53.9%,变动范围34—70%,P的损失率为28.2%,变动范围8—65%.4结语4.1移耕农业系统生产力很低.
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