冀魯豫養(yǎng)分資源平衡狀況的研究

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1、莖量望莖坌童塑蘭塑鑒翌翌塞一1．文獻(xiàn)綜述1．1國外區(qū)域養(yǎng)分資源平衡研究的現(xiàn)狀及應(yīng)用農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分平衡研究是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中十分重要的研究?jī)?nèi)容。養(yǎng)分循環(huán)是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)最基本的功能之一。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)是“作物一土壤一肥料”三者相互作用、過程十分復(fù)雜的動(dòng)態(tài)平衡，影響這個(gè)平衡過程的因素很多，諸如土壤的性質(zhì)和土壤的供肥能力、不同作物的營養(yǎng)要求及其地區(qū)性差異、不同肥料的性質(zhì)、種類及其利用率等(龐慶，王益謙，2004)。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)由于有人類活動(dòng)的參與，其每一個(gè)循環(huán)周期中都有著或多或少的損失(養(yǎng)分移出)，只有人為地加以控制和補(bǔ)充(肥料的輸入)，才能維持生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展，而這個(gè)實(shí)際上就

2、是人為控制養(yǎng)分平衡的過程。養(yǎng)分平衡研究是以特定區(qū)域特定時(shí)間內(nèi)的養(yǎng)分循環(huán)中的輸入以及輸出數(shù)量為研究對(duì)象，基于“物質(zhì)守恒”定律而發(fā)展起來的評(píng)價(jià)養(yǎng)分資源的理論方法。養(yǎng)分平衡計(jì)算時(shí)，所采用的數(shù)據(jù)來源范圍小可到農(nóng)戶，大可到整個(gè)區(qū)域，是～種既可以科學(xué)總結(jié)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)又讓人通俗易懂的區(qū)域養(yǎng)分資源綜合管理工具。可以很好的為養(yǎng)分資源綜合管理提供基本信息，如土壤養(yǎng)分狀況，作物養(yǎng)分需求，飼養(yǎng)動(dòng)物養(yǎng)分需求和有效利用養(yǎng)分資源等。由于研究者的目的不同，因此養(yǎng)分平衡研究的目的也不太一樣，主要可以分為以下幾種：增進(jìn)對(duì)養(yǎng)分循環(huán)和養(yǎng)分輸入輸出的理解；作為檢測(cè)養(yǎng)分資源管理的指標(biāo)；為政府部門提出養(yǎng)分管理的政策提

3、供參考。目前的許多相關(guān)研究主要是兼顧前兩神目的的研究。通過計(jì)算養(yǎng)分平衡就可以找到農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中薄弱的環(huán)節(jié)，成為評(píng)價(jià)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的可量化的重要指標(biāo)，從而指導(dǎo)農(nóng)業(yè)政策的調(diào)整(謫

4、立亞等，2003；Teira．Esmatges，F(xiàn)lotats，2003)。過去一個(gè)多世紀(jì)里，養(yǎng)分平衡一直都是科學(xué)的理解以及總結(jié)養(yǎng)分循環(huán)的重要工具，早期的養(yǎng)分平衡研究大部分圍繞在土壤植物體系。近20年墾，養(yǎng)分平衡研究范圍逐漸擴(kuò)大(Islam，2005)，并且被農(nóng)戶以及政策制訂者們所接納并應(yīng)用。Goodlass等人的研究表明僅在歐盟各成員國里，就有不少于50個(gè)計(jì)算養(yǎng)分平衡模型在使用(Goodlass，eta1．，2

5、003)a在農(nóng)業(yè)生態(tài)體系里，養(yǎng)分平衡模型主要可以分為三種(Obom，etat。，2003)，其中最簡(jiǎn)單的模型是“農(nóng)場(chǎng)門”模型或者叫黑箱模型。這種模型將農(nóng)場(chǎng)里所有的養(yǎng)分的輸入和支出都通過“農(nóng)場(chǎng)門”這個(gè)假定的輸入支出端口進(jìn)行養(yǎng)分流動(dòng)的核算fvaneta1．，2003)。Hedlund等入利用了這種模型在大的區(qū)域尺度上研究了越南農(nóng)戶的養(yǎng)分資源特征(Hcdlund，eta1．，2003)。第二種是根層土壤(soilsurface)養(yǎng)分平衡模型，該模型對(duì)數(shù)據(jù)的要求更加精確。主要是用來計(jì)算土壤根層深度的養(yǎng)分平衡。輸入量包括化肥，有機(jī)肥投入量，生物固氮，大氣沉降等，輸出量主要是作物收獲后帶走的養(yǎng)

6、分量。這種平衡模型在經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織成員國家里用的很普遍(Chowdarv．eta1．，2004)。Wijnhoud等人簡(jiǎn)化該模型并評(píng)價(jià)泰國北部地區(qū)的養(yǎng)分平衡狀況7華中農(nóng)業(yè)大學(xué)2002級(jí)鄭磊碩士學(xué)位論文(wijnhoud．cta1。2003)。第三種土壤系統(tǒng)養(yǎng)分平衡模型對(duì)土壤中養(yǎng)分的輸入和支出劃分更為仔細(xì)，這種模型多用來確定盈余養(yǎng)分的去向。H．Koabayashi和T．Kubota采用了GIS技術(shù)計(jì)算了區(qū)域尺度作物中的養(yǎng)分流動(dòng)’I覯(Kobayashi，2004)。這三種模型可以運(yùn)用于不同目的的養(yǎng)分預(yù)算，農(nóng)場(chǎng)門模型更適合農(nóng)場(chǎng)體系，根層土壤養(yǎng)分平衡模型相對(duì)土壤系統(tǒng)養(yǎng)分平衡模型來說有

7、計(jì)算量較小，所需要參數(shù)量少等優(yōu)點(diǎn)，但不如土壤系統(tǒng)養(yǎng)分平衡模型能清楚的說明養(yǎng)分的具體去向。養(yǎng)分平衡模型有著許多的優(yōu)點(diǎn)，如：簡(jiǎn)單易用，適用范圍廣泛，可以通過直觀方式歸納大量的養(yǎng)分輸入支出的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)丟失的情況下，也可以通過近似數(shù)據(jù)替代。但是，養(yǎng)分平衡模型也存在著“反復(fù)無?！?，穩(wěn)定性差的缺陷(Oenema，eta1．，2003)。自然界和農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性存在著很大的差別，而且系統(tǒng)的時(shí)空變化也很大。隨之就會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分平衡的不確定性。由于制定養(yǎng)分平衡的人的目的和方法以及數(shù)據(jù)獲取的方法各不相同，這樣就導(dǎo)致了比較養(yǎng)分平衡模型研究成果時(shí)困難很大。因此，目前對(duì)于養(yǎng)分平衡模型如何制定還沒有一個(gè)普遍

8、性的，得到廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)方針。進(jìn)行養(yǎng)分管理以及相關(guān)政策制定的時(shí)候需要翔實(shí)可信的數(shù)據(jù)支撐，如何使得養(yǎng)分平衡模型的計(jì)算更為精確，那些養(yǎng)分平衡模型里不確定的因素對(duì)整個(gè)養(yǎng)分管理體系會(huì)造成多大的影響等等問題，都是值得科學(xué)家們?nèi)パ芯康膯栴}。1．2區(qū)域養(yǎng)分資源平衡的應(yīng)用研究養(yǎng)分平衡的應(yīng)用研究主要是依據(jù)養(yǎng)分平衡的原理，管理者針對(duì)特定地區(qū)的養(yǎng)分資源的平衡狀況而提出養(yǎng)分資源綜合管理的相關(guān)法規(guī)與政策，既是進(jìn)行養(yǎng)分資源綜合管理的依據(jù)，也是實(shí)行養(yǎng)分資源綜合管理的具體方法。因此養(yǎng)分資源平衡