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科学家发现秸秆养分资源可部分替代化肥
来源:科学网 发布时间:2017-08-14

近日,中科院成都生物研究所刘庆课题组在国际期刊《可再生能源与可持续能源评论》上发表了《秸秆还田和化肥平衡:秸秆养分资源的作用》的文章。

课题组全面基于中国官方数据统计年鉴,收集到1998—2014年间,我国31个省、自治区、直辖市的主要农作物产量、播种面积、化肥施用量等数据。通过秸秆系数及秸秆养分参数等,分别计算出水稻、小麦、玉米、大豆、花生、油菜和棉花等7大类农作物的秸秆产量与秸秆氮、磷、钾的养分储量:主要农作物在秸秆中氮、磷、钾的含量分别为0.65%~1.82%、0.08%~1.96%、1.02%~1.94%。

在此基础上,课题组全面分析出过去17年粮食增产和化肥施用量增加的变化趋势和相互关系,并首次定量评估了秸秆养分库对化肥替代的潜在作用,提出未来秸秆替代化肥的可行性对策和建议:理论上28.92%与98.86%的秸秆还田率就能替代钾肥与磷肥的有效施用量,100%的秸秆还田率即可替代87.22%的氮肥有效施用量。也就是说,秸秆还田能替代钾肥和大部分磷肥以及一部分氮肥的施用量。

植物吸取和归还养分是生态系统中的重要物质循环过程,农田作为一类人工生态系统,也应符合生态系统物质循环理论。近年来,我国化肥施用年均增长率是粮食年均增长率的约2.5倍,而作物产生的大量秸秆作为废弃物从农田中移出,使农田养分归还不足,施用化肥成为补充养分和维持农田生态系统平衡的一种主要途径。

课题组通过研究发现,2010—2014年间,我国7大主要农作物的秸秆年平均总产量达674.91百万吨。他们据此测算出我国秸秆年平均总养分资源为19.52百万吨,其中含氮6.11 百万吨、磷2.00 百万吨、钾11.41百万吨。

长期大量施用化肥会带来土壤肥力退化、环境污染等一系列问题。基于生态系统物质循环理论,刘庆认为应该尽可能将秸秆还田所增加的养分归还给农田,从而全面改善我国的耕地质量,维护国家生态系统的健康稳定,同时降低环境污染。

此外,刘庆表示,我国很多地区农田耕作利用率或复种指数高、一年几熟。而秸秆要作为有机肥料资源还田,如果不能快速及时腐熟,就难以被后续的农作物吸取利用,因此,未来必须及时研发出秸秆的快速分解新技术,才能保证秸秆还田的有效实施。


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