我国不同区域玉米施肥的生命周期评价

以吉林、陕西、河南、湖南、广西等玉米主产省份为例,以生产1t玉米为评价的功能单元,应用生命周期评价(LCA)方法,比较了不同生态区玉米生产过程中施肥的资源环境影响潜力.结果表明,五省环境影响综合指数大小依次为广西0.315、湖南0.309、河南0.273、陕西0.238、吉林0.183.几种资源环境影响中,潜力大小依次是富营养化、环境酸化、温室效应、土地利用和能源消耗,其中,施用氮肥引起的氨挥发是导致富营养化和酸化的主要原因.农户间玉米施肥的资源环境影响潜力差异很大,环境影响综合指数变异范围在41.2%～81.6%之间,且以湖南省最高,吉林省最低.如果将玉米追肥由撒施都改为穴施,五省的环境影响综合指数将降低8.5%～34.1%.总体而言,在目前生产条件下,吉林省具有资源环境影响较低的优势;富营养化是最主要的环境影响类型,而改进施肥方式、减少氨挥发是降低玉米施肥资源环境影响的关键技术途径.     

施肥量剧减会造成作物大幅度减产吗？

利用匈牙利Balaton湖流域200多个农场田块1981-2002年的作物产量、施肥量和土壤养分历史资料,分析施肥量和作物产量的关系,探讨施肥量剧减对作物产量的影响.结果表明,该区在经历上世纪80年代末社会经济变革之后,几种作物施肥量剧烈下降,其中氮肥降低了256%,而磷钾肥降低了80%以上;但这种剧烈降低并没有引起作物大幅度减产,小麦产量变化不大,其他作物产量降低幅度不到10%,也远远低于肥料降低幅度;同时,土壤有效磷钾含量也有下降;并且,化肥用量的下降也对Balaton湖水质量改善有一定贡献.该区的经验对我国改变目前这种过量施肥的局面、减少土壤养分过量积累、调整化肥发展方向等均有一定借鉴作用.     

肥料投入水平与养分资源高效利用的关系

提高资源利用效率是实现农业可持续发展目标的核心,本文以山东省和全国作物施肥现状研究为基础,探讨了肥料投入与养分资源效率及环境风险的关系。从区域、农户和 吨粮田不同层次上的分析表明,高投入下可以实现高效率,关键是提高综合管理的科学水平;经济作物生产中存在经济效益和资源效率分离的现象,生产者受经济利益驱动,大量投入肥料,由此会带来极低的资源效率和巨大的环境风险;在注意经济发达地区高化肥投入带来的环境问题的同时,还需要关注发展高经济价值作物带来的低资源效率和高环境风险。     

中国玉米生产-消费体系养分流动分析

采用物质流和养分流相结合的分析方法, 沿玉米生产的肥料投入到玉米消费过程, 研究氮、 磷养分流动; 以2004 年为例, 分析了中国玉米生产消费过程中氮、磷养分流动特点和资源的利用效 率。2004 年玉米生产投入化肥氮(N) 549.6×104t、磷( P2O5) 211.2×104t; 共收获养分氮(N) 342.9×104t、 磷( P2O5) 139.4×104t, 其中75%的氮和68%的磷被利用, 最终进入家庭的氮占22.3%, 磷为15.0%; 秸 秆中氮的还田率只有47%, 磷的较高, 在80%左右, 可见秸秆还田是归还土壤磷的有效措施。玉米 生产要消耗大量的资源, 2004 年生产1t 玉米养分, 消耗的化肥氮、磷养分相当于煤5.2t、磷矿资源 12.1t。因此, 优化玉米整个生产与消费体系中养分的流动, 对于提高养分资源利用效率和减少资源 浪费具有重要作用。     

中国畜禽粪便产生量估算及环境效应

通过对畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄参数的确定,估算了我国畜禽养殖业粪便产生量并对由此产生的环境效应进行了评价.结果表明,2003年我国畜禽养殖业共产生31.90亿t粪便,是当年工业产生固体废物的3.2倍;畜禽粪便及其中的氮、磷纯养分平均耕地负荷分别为24t/hm2,N107kg/hm2和P29kg/hm2.部分地区的畜禽养殖业已经对当地环境构成了污染.     

中国食物链氮素资源流动特征分析

活化氮引起的资源环境问题成为国际关注的热点。研究利用养分流动方法,利用模型量化氮素流动特征的指标,阐明我国食物链氮素流动特征。结果表明：随着GDP增长,在食物消费拉动下,2005年人均化肥、饲料、食物氮素消费量分别为1980年的2.1、2.2和1.3倍,养活一个中国人的资源代价在增加。中国食物链氮素库存量和流量大幅增长,1980年到2005年农田氮素总流量从2104×10⁴t增加到4355×10⁴t,动物生产体系氮素流量从745×10⁴t提高到2255×10⁴t,家庭消费系统氮素流量从313×10⁴t增加到436×10⁴t。然而,2005年食物链氮素生产效率仅为9%,废弃物循环率下降。与此同时,食物链氮素流动排放造成巨大的环境压力,2005年食物链系统进入环境的氮素为4 288×104 t,是1980年的2.4倍。     

底质营养状况对黑藻生长及光合作用的影响

在室内模拟条件下,利用三种不同营养状况的底质,研究了底质营养对黑藻生长及光合作用的影响,结果表明:(1)营养水平最高的HH底质对黑藻的早期生长和光合有利,但在高温季节会严重降低黑藻的根系活力和叶绿素含量,影响黑藻后期生长;(2)TR底质营养水平较低,该处理下黑藻生物量累积量较低;(3)HK底质能够充分满足黑藻生长的营养需求,且在高温季节对黑藻的生长和光合有利。相关分析表明,底质营养状况是影响黑藻生长的重要因素。     

中国化肥资源供需矛盾及调控策略

鉴于中国化肥供需形势不清给产业调控带来不确定性影响,论文分析了化肥资源供需矛盾,并提出了相关调控策略。结果表明,中国化肥供需总量已经接近平衡,氮磷钾化肥的自给率分别达到100%、95%和29%。少部分产品存在缺口,其中氯化钾的自给率为23%,是当前我国惟一紧缺的化肥产品。随着化肥生产向资源产地集中,中国化肥供需时空不平衡有扩大的趋势。部分时间段的供需不平衡异常尖锐,其中10月份至来年3月份全国化肥供应过剩超过900×10⁴t,而部分月份却极端不足,例如7月份两广、东北等地的尿素缺口达200×10⁴t左右,10月份华北地区的磷酸二铵缺口达到100×10⁴t左右,而5、7、8三个月中两广地区的钾肥缺口也超过100×10⁴t。建议国家加强储备工作,储备化肥消费量的15%,其中10%储备在淡季,以减少过剩的压力,而5%储备在旺季,以应对市场供不应求。     

中国、美国、摩洛哥磷矿资源优势及开发战略比较分析

从资源保护和优化利用的角度出发,比较了中国、美国、摩洛哥三国磷矿石的储量、品位、重金属含量、矿产集中度、运输距离等,发现摩洛哥磷矿资源具有极强的优势,而美国资源也要优于中国。在比较了矿产开发规模、回采率、产量、成本、可利用年度等指标后,发现美国与摩洛哥各有优劣,而中国明显落后。根据磷肥生产量估算,2003年中国磷矿实际消耗量达到10558×10⁴t标矿。根据现有开采水平和消费量估算,世界磷矿可以满足100年内的需求,但是中国P2O5≥30%的富矿资源仅能利用到2014年,提高回采率可能会达到2022年。中国磷矿资源开发策略欠佳,浪费严重、经济效益低下,导致远景供应堪忧。针对以上问题,提出了我国磷矿资源合理利用的若干建议。     

基于化肥生产的硫资源流动规律研究

选择硫资源消耗最大的化肥生产过程为载体,应用自然资源流动的理论,结合不同化肥品种的生产对硫资源的流动规律及其时空变化进行了定量研究。结果表明,我国化肥生产中硫资源总转入率只有56%,有322×10⁴t硫转入磷石膏而流失。不同化肥品种转入率差别很大,磷酸二铵、磷酸一铵和重钙等高浓度磷肥中硫的转入率均不足7%,三元复合肥中硫的转入率为38%,过磷酸钙、硫酸钾、硫酸铵等品种中硫的转入率接近100%。高浓度磷肥产量与硫的转入率呈显著负相关,高低浓度磷肥的比例与硫的转入率呈极显著负相关。从1990～2002年,我国硫的总转入率从95.8%下降到57.6%。2002年,全国年产磷肥2×10⁴t(以P_{2O5计)以上的省份硫的转入率变幅为12.9%～99.7%。这些结果都表明,化肥品种结构对我国硫资源的转化起到决定性作用。因此,在制定我国化肥品种结构调整规划时应当考虑硫资源的合理利用问题。}