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．
More abstracts about the 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