基于农户经济和环境“双优”目标的粮食主产区化肥施用优化模拟分析——以邯郸地区小麦生产为例

我国目前面临着粮食供求紧平衡和化肥过量施用导致农业面源污染的严峻挑战。利用河北邯郸地区1026户小麦种植农户的调研数据,构建经济理性与环境可持续双目标下的农户化肥施用模型,并进行优化模拟分析,旨在探讨应该如何优化粮食主产区农户的化肥施用行为,以实现经济与环境的“双优”目标。结果表明：农户对化肥的认知和化肥价格是实现“双优”目标的关键因素。现阶段农户过高估计了化肥投入对粮食增产的效果,农户的预期化肥产出弹性显著高于化肥实际产出弹性,化肥使用效率偏低;当前粮食主产区化肥价格是模拟优化分析结果中最优化肥价格的一半左右,较低的化肥施用成本促使农户倾向高化肥投入以实现粮食增产。基于研究结果,提出了矫正农户施肥认知偏差、科学高效施肥和适当提高化肥价格水平、优化化肥使用结构等政策建议。     

我国化肥施用量持续增长的原因分解及趋势预测

我国化肥大量使用在提高农业生产的同时也对环境产生了严重的负面影响。目前国内外学术界对我国化肥施用量持续增长的原因以及未来我国化肥使用的发展趋势还存在较大争议。论文利用过去20 a 间我国化肥施用量的相关数据, 对化肥施用量持续增长的成因进行了分解。研究结果表明:化肥使用强度的增长是我国化肥施用总量增长的主因, 但从2007 年以来, 使用强度的贡献不断下降, 播种面积调整的贡献有所提高。根据分解结果并利用“中国农业可持续发展决策支持系统”(CHINAGRO) 预测了2020 年全国和各省化肥使用量情况。模型分析结果表明如果不采取措施, 我国未来化肥的使用总量和单位播种面积化肥施用量将依然呈现增长趋势, 且单位面积化肥用量将长期高于225 kg/hm²的国际上限标准。预计到2020年我国化肥总施用量和单位播种面积化肥施用量比2010 年分别提高2%和4.3%。东部地区单位播种面积化肥施用量较高, 2020 年广东、福建、天津、北京等省(市) 化肥单位面积施用量将接近或超过600 kg/hm², 这将对当地环境造成巨大压力。     

大连市化肥农药流失入海量分析

对1996~2000年间,大连市化肥农药使用现状进行了统计分析,运用不同类型有机物理论化学耗氧量的数学计算模型,分别计算了大连市化肥农药流失和工业废水排放对海域的污染影响,结果认为大连市化肥农药流失对海域污染物COD的污染贡献率远远大于工业废水排放的COD贡献率。最终提出应采取加强化肥农药使用管理等有效手段防治近岸海域化肥农药流失污染。     

农用化肥对环境的影响

本文阐述了农业生产中化肥使用与环境污染,以及化肥污染对环境的影响.提出防治化肥污染的措施.     

不同畜禽粪与化肥配施对黑土中Cu有效性的影响及相关因素分析

本文通过培养试验,研究了不同畜禽粪与化肥配施对黑土中Cu总量及形态3年内动态变化的影响,并对影响Cu形态变化的相关因素进行了分析.研究结果显示:不同畜禽粪与化肥配施增加了土壤中Cu的总量,增加效果依次为:猪粪与化肥配施鸡粪与化肥配施牛粪与化肥配施.不同畜禽粪与化肥配施导致了土壤中各形态Cu含量增加,增幅依次为:猪粪与化肥配施鸡粪与化肥配施牛粪与化肥配施.此外,不同畜禽粪与化肥配施还导致了土壤中酸可提取态Cu和残渣态Cu比例增加,可还原态Cu和可氧化态Cu比例减少,变化幅度均呈现猪粪与化肥配施鸡粪与化肥配施牛粪与化肥配施的规律.由于酸可提取态Cu占全Cu比例较小(增加后比例仍不足2%),故其对Cu有效性的影响微乎其微,而残渣态Cu的增加,可还原态、可氧化态Cu的减少均表明:不同畜禽粪与化肥配施降低了土壤中Cu的有效性.对于影响Cu形态的相关因素分析,研究结果表明:土壤中各形态Cu与pH值间相关性不显著,但其与有机质含量间相关性极其显著.酸可提取态、残渣态Cu与有机质含量呈显著负相关,可还原态、可氧化态Cu与有机质含量呈显著正相关.此外,畜禽粪与化肥配施增加了土壤中各形态Cu与pH值间的相关性,但对其与有机质含量间关系影响不大.     

耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响

在国家提倡化肥使用零增长、减量化的背景下,如何提高农户化肥使用效率变得至关重要。论文从技术效率角度衡量化肥使用效率,使用回归分析和基于R²的夏普里值分解方法考察了耕地细碎化对农户化肥使用效率的影响方向及程度。结果表明：（1）农户在化肥使用上存在着较高的技术无效率,在保持劳动力、土地等其他要素投入数量不变的情况下,约52.51%的化肥投入可以削减且不影响产出。通过提高农户对化肥的使用和管理水平完全可以做到化肥减量而作物不减产。（2）耕地细碎化对农户化肥使用效率具有显著负影响,是导致农户化肥使用效率低下的一个重要原因,能够解释农户间化肥使用效率差异12.15%,在所有决定因素中位居第四,仅次于村虚拟变量、水田比例和粮食作物种植比例。而且,在细碎化程度越高的西部地区,耕地细碎化对农户化肥使用效率差异的贡献越强。（3）农户在化肥使用效率上的差异主要源于所在村特征和包括经营规模、种植结构、土地质量、是否加入合作社等因素在内的生产经营特征的不同;而农户个体特征受集体决策影响,解释力较弱。     

化肥污染与防治

随着农业发展,化肥的用量越来越大,大量化肥进入环境中,必然对环境造成污染。本文着重探讨化肥对水、空气、土壤及人畜的污染及危害,提出防治化肥污染的措施。     

关于化肥造成的环境污染及其防治对策

随着农业规模化发展,化肥的使用量越来越大,大量化肥进入环境,必然会造成环境污染。本文着重探讨化肥对土壤、水体及大气的污染和对动物、植物及人畜的危害,针对性提出一些化肥污染的防治对策,以期较好地避免化肥对环境污染的问题。     

北京市农药化肥非点源污染防治的技术措施

在分析北京市农药化肥使用现状的基础上，阐述了农药化肥的过量使用对农田生态环境的污染影响，提出农药化肥非点源污染防治的技术措施。     

有机肥替代化肥对旱地黄壤有机碳矿化及活性有机碳的影响

目前有机肥替代化肥对旱地黄壤有机碳矿化及活性有机碳的影响特征及机制还不够明确.为探究有机肥替代化肥对旱地黄壤有机碳矿化及活性有机碳的的影响,采集施肥处理为:不施肥(CK)、单施化肥(NP)、50％有机肥替代化肥[1/2(NPM)]和100％有机肥替代化肥(M)的土壤进行有机碳室内矿化培养研究,探究有机肥替代化肥条件下土...     

许昌市种植业化肥施用量控制分析

利用许昌市第一次全国污染源普查数据,对许昌市种植业化肥施用情况进行了全面的分析,找到化肥施用存在的问题,并提出相应的对策。     

通过农产品质量认证的合作社影响农业化肥用量的理论机制与实证分析

化肥减量施用是实现中国农产品质量安全与农业绿色高质量发展的重要举措之一,而小规模分散化的经营格局不利于化肥减量技术的推广使用。农民合作社是弥补小规模经营不足与实施农产品质量认证的重要制度安排,其能否以及如何促进农业化肥减量是当前亟待回答的重大现实问题。本文阐明了通过农产品质量认证的合作社对农业化肥用量的影响及作用机制,并基于2007—2018年中国30个省级（市、自治区）面板数据展开实证分析。研究结果表明：通过农产品质量认证的合作社存在显著的化肥减施效应,其主要通过质量溢价、组织规范、组织支持传导路径实现农业化肥减量。从区域差异看,在化肥用量处于高分位点的省份,通过农产品质量认证的合作社表现出更为显著的化肥减施效应;从农作物差异看,通过农产品质量认证的合作社对农业化肥减量施用的贡献主要来自水稻、小麦、玉米三大粮食作物,以及棉花、甘蔗、苹果、柑子四类经济作物的化肥减施效应。     

巢湖水质与流域农业投入的关联性研究

为探讨巢湖富营养化与流域农业生产投入资源的关联性,选择了化肥剩余、节水灌溉面积、农膜、水土流失治理等可能影响水体富营养化的因子;研究中采用相关分析与逐步回归的方法,同时,提出了一种结合Technique for Order Preferenceby Similarity to Ideal Solution(TOPSIS)法计算化肥剩余量的方法.结果表明,巢湖流域农业生产投入的各种资源中,对巢湖水体富营养化影响较大的是化肥剩余、节水灌溉面积和农膜,并且化肥剩余的影响还存在1 a的滞后期.因此,有必要从提高化肥利用效率、改进灌排水方式并减少农业用水入手,以求节约资源,同时降低农业生产对巢湖水质的影响.     

2000～2015年中国地级市化肥使用量的时空变化特征

化肥在农业生产中对粮食增产起到至关重要作用,但过量使用也带来诸如地表水富营养化、土壤结构恶化及农业承载力下降等一系列环境问题.目前对于化肥的研究多集中于利用效率方面,而空间变化特征的研究很少,充分认识化肥使用量空间上的变化对我国农业的可持续发展同样具有重要意义.基于2000~2015年全国地级市化肥折纯使用量和播种面积、粮食产量等数据,采用空间自相关分析、冷热点分析、核密度分析和标准差椭圆分析等方法,比较了2000、2005、2010和2015年这4年全国尺度各地区化肥使用总量及单位面积化肥使用负荷的时空变化特征.结果表明：①2000~2015年我国的化肥折纯使用量呈直线增加趋势,而在区域内一直处于比较高的集聚状态.化肥折纯使用量经历2000~2005年区域聚集状态增强,2005~2010年聚集状态减弱,2010~2015年又增加的过程.②从全国化肥使用的空间分布来看,2000~2015化肥使用总量呈现增加趋势,主要表现在化肥使用量超标的地级市变多,区域变广.东部经济发展较快的地区,如广东省和福建省由于播种面积减少比例大于化肥使用量的增长比例,导致超标地级市较为密集.③2000~2015年我国粮食重心的移动轨迹和化肥使用量的移动轨迹不相符,粮食重心往东北地区移动,而化肥使用量的重心往西部移动.一是表明东北地区的商品粮地位越来越重要,二是表明我国西部地区化肥使用量逐渐增加,有超标的趋势,应加以重视.     

农业发展与面源污染治理双重目标下的化肥减量路径探析

化肥过量施用造成严重的农业面源污染和地力下降等问题,直接威胁农业可持续发展.从化肥施用对象、总量和增量的角度分析了我国化肥施用现状,探寻化肥施用量持续增长的原因,提出农业化肥减量的可行路径和支撑技术:根据现行化肥施用强度的主要贡献作物确定可行路径,重点发展经济有效、操作简易、环境友好、与化肥减量路径匹配的适用技术;推进农业化肥减量管理制度改革,要从完善顶层设计、加强政策创设、改善和推广节肥增效技术三方面进行.     

田间条件下生物炭与化肥配施对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响

为探讨生物炭对农田化肥面源污染的防控效果,本文以北运河流域(北京段)下游"上壤下砂"、施肥量大、易漏水漏肥菜田为研究对象,分析了田间条件下不同用量生物炭配合化肥底施和施炭基肥对土壤氮磷纵向迁移、结球生菜产量品质及土壤微生物数量的影响.结果表明:与单施化肥(T1)相比,①化肥配施生物炭750 kg·hm-2(T2)、22...     

上海市郊氮肥流失及去向研究

化肥,特别是化肥中氮素,在施用过程中有部分流入到环境中去,对环境造成污染。为了解化肥中氮素的流失情况及去向,对上海青浦县进行了水稻、大麦田间测坑试验研究。经过氮素差额排出负荷量,渗漏水氮素负荷量,地表水氮素负荷量,降水氮素负荷量,灌溉水氮素负荷量等数据的调查和统计,得出氮素全年损失率及损失途径。     

大型化肥装置酸气处理的探讨

在分析了大型化肥装置酸气处理的现状和发展趋势后，总结了大型化肥装置酸气的特点，并对两种可供选择的酸气处理方法进行了比较。     

不同施肥措施对土壤活性有机碳的影响

采用田间试验,研究了不同施肥措施下,华北冬小麦-夏玉米轮作体系中潮土土壤活性有机碳含量及组分的变化特征.结果表明,施肥显著增加土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳含量,与不施肥相比,增加幅度分别为24.92～38.63 mg·kg-1和0.94～0.58 g·kg-1,其中单施有机肥对土壤水溶性有机碳含量增加作用大于配施化肥和化肥单施,单施有机肥或与化肥配施对土壤易氧化有机碳的提升效果优于单施化肥.有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳没有显著促进作用,而有机肥与化肥配施土壤微生物量碳含量分别增加36.06%和20.69%;土壤易氧化有机碳、水溶性有机碳和微生物量碳占总有机碳的比例变化范围分别为8.41%～14.83%、0.47%～0.70%和0.89%～1.20%,施肥显著提高了土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳比例,不同施肥措施对水溶性有机碳的提升效应没有显著差异.有机肥与化肥配施对易氧化有机碳的比例提升作用大于有机肥或化肥单施,同时显著增加土壤微生物量碳比例,但有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳比例没有显著作用.可见,在试验地条件下,有机肥与化肥的适当配施对于增加土壤活性有机碳含量和有效调控其关键组分具有重要作用.     

不同种类有机肥施用对稻田CH4和N2O排放的综合影响

以麦茬稻田为对象,研究基肥施用不同有机肥对稻田CH4和N2O排放的综合影响.结果表明:有机肥施用对稻田CH4和N2O排放的季节变化模式无明显影响,但影响其排放量.与施用化肥(化肥处理)相比,施用菜饼+化肥(菜饼处理)促进CH4和N2O的排放,其季节排放总量分别增加了252%和22%;施用小麦秸秆+化肥(秸秆处理)和牛厩肥+化肥(牛厩肥处理)明显增加CH4排放,增加量分别为250%和45%,同时却减少N2O排放,分别减少18%和21%;施用猪厩肥+化肥(猪厩肥处理)降低CH4和N2O的排放,分别降低4%和18%.对CH4和N2O排放的综合温室效应分析表明,菜饼和秸秆处理的全球增温潜势(GWP)约为化肥处理的2.5倍,牛厩肥和化肥处理基本持平,但施用猪厩肥可减少10%～15%.各处理的GWP从高到低依次为菜饼、秸秆、牛厩肥、化肥和猪厩肥.单位产量的GWP以秸秆处理最高,菜饼次之,牛厩肥比化肥处理略高,猪厩肥处理最低.从本生长季来看,猪厩肥的施用对于实现环境效益与生产效益的协调发展具有一定作用.