农田氮素去向及其对氮肥利用率的影响(刘学军、张福锁).ppt

农田氮素去向及其对氮肥利用率的影响 报告提纲 氮肥利用率及其计算公式 氮肥利用率是指当季作物从所施氮肥中吸收氮素占施氮量的百分数，其实质是当季作物对所施氮肥的表观回收率。 氮肥利用率的计算方法：1. 差值法 其他与氮肥利用率有关的概念 氮肥农学效率（kg 增产粮食/kg 肥料N） AE = 氮肥的增产量 / 氮肥用量 氮肥生理效率（kg增产粮食/kg吸收肥料N） PE = 氮肥的增产量 / 多吸收的肥料氮 氮肥偏生产力 (kg 粮食/kg 肥料N） PFP = 作物产量 /氮肥用量 报告提纲 中国农田氮素平衡(1990年代结果) 造成氮肥利用率低的主要原因? 3) 土壤-环境养分数量过高 华北平原小麦-玉米体系播前土壤硝态氮平均191 kg N/ha; 华北平原环境来源氮素(干湿沉降+灌溉水)达到99 kg N/ha 如何评价土壤-环境养分供应增加对氮肥利用率的影响？ 报告提纲 结论与展望 中国的活性氮污染已经成为世界瞩目的热点 氮肥过量使用引起的氮素损失是我国氮肥利用率下降、活性氮污染加剧的首要原因 环境氮养分作为为农田氮素输入的重要来源，对氮肥利用率的影响不容忽视 进一步发挥作物高产潜力、实现养分资源综合管理是实现高产与资源高效的根本途径 华北小麦-玉米体系农田氮素来源历史变化 氮素输入 化学氮肥 土壤无机氮 环境氮素(大气+水体) 总计 1980s 150 30 (11-62) 30 210 2000s 532 (300~700) 191 (20-987) 99 722 1980年代以来无肥区和施肥区作物产量均显著提高 (马文齐, 2010) 小 麦 玉 米 2000s 2000s 1980s 1980s 1980s: 7.2 t/ha 10.8 t/ha 2000s: 10.3 t/ha 13.5 t/ha 无肥 施肥 2000s 2000s 1980s 1980s 环境养分可导致养分表观利用效率明显下降! 不扣除环境养分贡献：NUE1 = (180-100)/200*100% = 40% 扣除环境养分贡献：NUE2 = (180-50)/200*100% = 65% 降低氮肥用量(与Nenv.相当)：NUE3=(180-100)/150*100%=53% 国内外背景 中国农田氮素去向与氮肥利用率 同时实现高产与氮素高效利用的途径 结论与展望 同时实现作物高产高效是国家的迫切需要 我们的目标：产量持续提高，养分效率反降为升。 同时实现作物高产与资源高效是我国农业发展的唯一选择, 也是国际学术界的重大科学命题 8.9 136 44 66 34 19 4.7 243 中国粮食 美国玉米 根层养分调控 是协调作物高产与环境保护的核心 前期施肥量大抑制作物的生长发育 养分管理 农民习惯 适宜的根层养分供应才能保证根系生长最好，生物学潜力发挥最大 根系能主动响应根层养分变化 (Guo et al., 2005 Plant Sci.; Tian et al., 2005, Plant Soil; Chun et al., 2005, Plant Soil） 作物高产和养分高效的关键是“根层养分调控” 高产作物养分需求规律 肥料养分 环境养分 (张福锁等，养分资源综合管理，2003；养分资源综合管理理论与技术概论，2006，2008， 中国农业大学出版社) 养分空间有效性 养分生物有效性 充分发挥根系的潜力,提高土壤养分的生物有效性，实现养分供需的时空一致性，将根层土壤养分调控在既能满足作物高产需求,又不至于过量造成环境污染的范围内。 养分时空变异性 养分供应规律 高产高效养分管理技术-同步根层养分供应和作物吸收 实践证明增产也能增效, 高产同时高效 农民 6.8 257 26 4548 高产体系 15.2 747 21 43 产量(t/ha) N 肥用量 (kg/ha) 氮肥偏生产力 (kg/kg) 实验数目(个) 农民习惯, 北京,1999-2005 高产体系，山东, 2005 技术关键: 增加密度 水肥调控(保证后期供应) 土壤质量改善 技术综合集成! 高产高效 13.0 237 57 66 高产高效，河北, 2008 Vitousek, et al. 2009. Science 324: 1519-1520 近年来在我国粮食持续增产的同时，肥料效率首次反降为升,呈现良好的发展势头 Fertilizer application rate (kg/ha) * 刘学军，张福锁 中国农业大学资源与环境学院 2011.1.17 国内外背景 中国农田氮素去向与氮肥