坚持土肥高效管理 促进区域农田生态系统可持续发展

中国网/中国发展门户网讯 辽河平原是我国重要的商品粮生产基地，是我国温带农田生态系统的重要组成部分。辽河平原具有较强的农业生产能力，在国家粮食安全和国民经济发展中具有重要地位。但是，由于经济快速发展和城市化规模不断扩大，耕地资源数量不断减少。并且，在现有耕地资源中，长期集约化的高强度利用，造成了土壤退化严重，土壤板结、盐碱化加剧，土壤有机质含量下降，营养元素不平衡等多种问题，农田土壤的“变旱、变瘦、变薄”已严重影响辽河平原农业的综合生产能力。因此，围绕农业生产与农村经济发展的核心问题，在沈善敏研究员等老一辈农业生态学家和土壤学家的不断努力下，中国科学院沈阳应用生态研究所于 1987 年在辽宁省沈阳市苏家屯区建立了中国科学院沈阳生态实验站（以下简称“沈阳站”）。沈阳站秉承英国洛桑研究站的土壤肥力演变长期定位研究理念，开展了长期的多组、多类型的农田生态系统定位实验研究，以探明辽河平原与农业生产相关的养分循环、收支、转化和迁移的关键过程和农田土壤肥力演变规律。同时不断结合新型肥料研发、生产与应用，坚持土肥高效管理，通过理论创新、技术模式的创建和示范推广，促进区域农田生态系统可持续发展。

 揭示了不同养分管理模式下农田潮棕壤综合肥力的演变规律，为辽河平原旱地雨养农业生产施肥制度的优化和管理模式的改善提供了理论依据

建站伊始，沈阳站即布设了一系列养分管理定位实验（图 1），通过明确不同养分循环和管理模式对关键肥力指标（包括土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾和土壤 pH 值等）的影响，探讨了土壤综合肥力的长期演变规律及其驱动机制。经过 20 余年的不同养分管理后（图 2），农田土壤综合肥力指标在化肥施用后均有所降低，其中降低最为明显的是无养分输入处理和单施氮肥处理。氮磷钾均衡施用和有机肥有利于缓解土壤综合肥力指标的降低，但仅在化肥氮磷或氮磷钾均衡施用并配以循环有机肥的条件下才能使综合肥力得以维持或略为升高。因此，传统的养分循环再利用（厩肥、循环有机肥）对旱作农田土壤培肥作用显著，但 20 余年的研究结果也表明，单施循环有机肥无法达到高产稳产的目的。随着化学氮肥的施用以及磷、钾肥配合施用，作物产量明显提高，证明化肥的速效性对维持作物产量具有重要作用，但不均衡的化学养分输入模式也无法达到高产、稳产目标，形成“短板”效应，限制农作物产量进一步提高。养分循环再利用对无机养分具有重要的补充作用，可在一定程度上弥补土壤养分亏缺，因而有机肥与无机肥配施更利于作物产量的稳定。可见，即使在现代农业管理模式下，化肥和有机肥也具有不可替代性。在施用化肥基础上配以循环有机肥，以有机肥形式补充农田氮磷钾及微量养分，在提高农业废弃物利用效率的同时，对于维持土壤养分收支平衡、稳定作物产量、提高肥料利用效率具有明显作用。辽河平原潮棕壤不缺磷且相对富钾，氮是限制作物产量的主要因子。因此磷、钾用量应以满足作物需求为标准，再配合循环有机肥，实现氮磷钾收支略有盈余的施肥模式，构建适宜的土壤养分库，从而维持长期的养分元素供需平衡。