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Analysis of nitrogen input and soil nitrogen load in orchards of Hebei province

河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析


It is important to study and analyze the input and load characteristics of orchard nitrogen for orchard nitrogen nutrient management. Based on data collected from survey of orchard soil fertility, farmer interview and agricultural statistics database, the characteristics of N application and its surplus were studied among different fruit trees and regions through N balance method. The results showed that the average application rate of N fertilizer was 438.0 kg/ha, with common types being urea, and compound fertilizers. The N input rate through manure application was 181.6 kg/ha, using common animal waste and manures. However, poultry manure proportion accounted for 25.5% of organic manure. In different regions, the rates of N input, surplus in the orchards of the East Tangshan-Qinhuangdao region in Hebei and central-south districts of Hebei plain were relatively higher than other regions. It was found that peach and grape had higher rate of N fertilizer application compared with other fruit trees. Positive correlation was found between N surplus and applied N rate in the surveyed orchards. Excessive N fertilizer input led to the increase of N surplus and soil N load. Further, soil total nitrogen and the ratio of soil C/N increased with higher N surplus. The influence of nitrogen surplus on soil total nitrogen was higher than soil organic matter.


全 文 :收稿日期:!""#$%"$%& 接受日期:!""’$"%$("
基金项目:农业部“引进国际先进农业科学技术”项目(!"")$*(",*)")资助。
作者简介:卢树昌(%+#"—),男,河北献县人,副教授,博士研究生,主要从事土壤资源综合利用与养分资源综合管理的教学、科研工作。
,-.:"!!$!(#’%!+’,/0123.:.45+#"#6%)(7 581。! 通讯作者 ,-.:"%"$)!#((’!!,/0123.:95:-;652<= -><= 5;
河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析
卢树昌%,!,陈 清%!,张福锁%,贾文竹(
(% 中国农业大学资源与环境学院,北京 %""%+(;! 天津农学院农学系,天津 (""(’?;
( 河北省土壤肥料总站,河北石家庄 "&""%!)
摘要:以河北省果园土壤地力调查、农户调查和统计数据为基础,采用氮盈余法从果树种类和区域角度分析了果园
生产体系中的氮素输入输出特点及氮养分盈余状况。结果表明,河北果园平均化肥氮投入量为 ?(’7" @A B :1!,主要
品种为尿素和复合肥,有机肥氮为 %’%7) @A B :1!,以畜禽粪为主,其中禽粪占 !&7&C。京津东部区和冀中、南平原区
的果园氮素投入、盈余量较高;葡萄园和桃园的氮素投入水平较高;果园氮素施用与养分盈余量之间存在极显著
的正相关,过量施用氮肥是氮盈余量很高的主要原因。随着氮盈余量增加,果园土壤全氮呈增加趋势,而土壤 D B E
均呈下降趋势,氮素盈余对土壤全氮的影响大于对土壤有机质的影响。
关键词:果园;氮素投入;土壤负荷;氮素盈余;河北省
中图分类号:F%?#7!% 文献标识码 :G 文章编号:%""’$&"&H(!""’)"&$"’&’$"’
!"#$%&’& () "’*+(,-" ’"./* #"0 &(’$ "’*+(,-" $(#0 ’" (+12#+0& () 3-4-’ .+(5’"1-
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; 8; >2S2 58..-5S-> WU81 4 483. W-US3.3SV,W2U1-U 3;S-UY3-Z 2;> 2AU35<.S4S2S34S354 >2S2[24-,S:- 5:2U25S-U34S354 8W E 2TT.352S38; 2;> 3S4 43-> 218;A >3WW-U-;S WU<3S SU--4 2;> U-A38;4
S:U8= ,:- U-4<.S4 4:8Z-> S:2S S:- 2Y-U2A- 2TT.352S38; U2S- 8W E W-US3.3R-U Z24 ?(’7" @A B :2,Z3S:
58118; SVT-4 [-3;A 581T8<;> W-US3.3R-U4 = ,:- E 3;T3;A 58118; 2;312. Z24S- 2;> 12; W8U !&7&C 8W 8UA2;35 12;>3WW-U-;S U-A38;4,S:- U2S-4 8W E 3;T4 8W S:- /24S ,2;A4:2;0L3;:<2;A>28 U-A38; 3; K-[-3 2;>
5-;SU2.04834SU35S4 8W K-[-3 T.23; Z-U- U-.2S3Y-.V :3A:-U S:2; 8S:-U U-A38;4 = PS Z24 W8<;> S:2S T-25: 2;> AU2T- :2>
:3A:-U U2S- 8W E W-US3.3R-U 2TT.352S38; 581T2U-> Z3S: 8S:-U WU<3S SU--4 = \843S3Y- 58UU-.2S38; Z24 W8<;> [-SZ--; E 42;> 2TT.3-> E U2S- 3; S:- 4 8U5:2U>4 = /]5-443Y- E W-US3.3R-U 3;T S8 S:- 3;5U-24- 8W E 4 483. E .82>=
N S:- U2S38 8W 483. D B E 3;5U-24-> Z3S: :3A:-U E 4483. S8S2. ;3SU8A-; Z24 :3A:-U S:2; 483. 8UA2;35 12SS-U =
6-% 7(+0&:^U5:2U>;;3SU8A-; 3;T;;3SU8A-; 4自 !"世纪 ’" 年代以来,我国果树栽培面积占
农作物总播种面积比重由 %+’"年的 %7!C上升到目
前的 )7?C。!""&年我国水果总产量和水果栽培面
积均居世界首位[%]。同样,河北省果树占农作物比
重由 !" 世纪 ’" 年代初的 )7(C上升到目前的
%!7#C,!""&年跃居全国第一位,其产量仅次于山东
省,位列第二[!$(]。果业逐渐成为农民增收的重要
支柱产业。相应地果园集约化生产得到加强,果园
植物营养与肥料学报 !""’,%?(&):’&’$’)&
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
\.2;S E N-US3.3R-U F53-;5-
氮肥投入越来越高。刘建玲等[!]研究指出,近些年
河北省中南部苹果园氮肥投入量达到 " #$%
&’ ( )*+,是果树需氮量的 , 倍。寇长林等[$]在山东
惠民研究也得出,果园氮素盈余量达到了 " #!-
&’ ( )*+,是小麦 . 玉米体系的 +/0 倍。氮肥的过量
施用不仅导致氮肥利用率下降,农业生产效益降低,
而且对生态环境造成不利影响[-]。农业上长期施用
高量氮肥是造成地下水硝酸盐污染的重要原因之
一,而且氮肥所造成的氮素径流流失是引起水体氮
富营养化的重要原因[#.1]。这些都影响到果园土壤
质量提高及果品产业的可持续发展。因此,果园生
产体系氮养分平衡状况及其环境效应日益受到国内
外广泛重视。农田氮养分平衡是评价土壤养分水平
发展趋向的根本依据[0%]。在欧美发达国家,养分平
衡状况已成为养分管理和环境政策制定的重要依
据[00]。然而,我国在区域尺度上关于果园生产体系
氮素平衡状况及其环境效应的研究还较少报道。为
此,通过实地调查与资料调研相结合的方法,对河北
省大区域尺度果园氮养分平衡盈余变化进行了研
究,以期从养分资源管理角度为区域氮素养分管理
提供理论依据,推进果业的可持续发展。
! 材料与方法
!"! 研究区域概况
河北省属温带湿润半干旱大陆性季风气候,平
均降水量为 ,$%!##% **,时空分布极不均匀,东南
部多于西北部;光能资源丰富,年均日照时数在
+!%%!,%## );高原和山地丘陵约占 -%2,平原约占
!%2。全省耕地面积 -!3/- 4 0%! )*+,人均耕地 %/0
)*+。土壤类型主要有褐土、潮土、棕壤、粗骨土、栗
钙土、栗褐土、石质土等。果树种植面积为 00%/- 4
0%! )*+,约占耕地面积的 0#/%2,苹果、梨和桃种植
面积名列前三位。
!"# 布点方法
按调查县果园总面积、地形部位、树种确定调查
点数量及分布,按每个点代表面积 +--/# )*+ 的要
求进行采样点控制,一般平川地每 +%% )*+ 设置一
个点,丘陵区每 +--/# )*+ 设置一个点。确定采样
点原则首先考虑地形部位,其次为土种,第三为果树
种类,第四为果龄,最后为第二次土壤普查采样点位
置。根据土壤类型、地形部位、果树种类、树龄等因
素,统计各因素的点位数。当某一因素点位数过少
或过多时,进行调整,同时考虑点位的均匀性。河北
果树主产区和高产区主要分布于河北东部和中南部
平原地带,因此,在平原区确定的调查点较多,约占
3%2。主要土类为褐土和潮土分布的调查点占
1%2以上,轻、砂壤质地约占 #$2,主要果树为苹
果、梨、桃等确定的调查点约占 -%2。采样深度为
%—+% 5*。最后确定的调查采样点总计约 10- 个,
样点分布见图 0。
图 ! 河北果园调查采样点分布
$%&’! ()* +%,-.%/0-%12 13 ,1%4 ,5674*, 8144*8-%12 71%2-,
%2 9*/*% 1.8)5.+,
!": 调查内容、参数选择及计算方法
调查采样点的立地条件包括地貌类型、土壤类
型、土壤质地等。农户调查主要包括面积、肥料种
类、品种、含量及施用量,果树种类、面积及产量水平
等。调查内容为近三年的基本情况。
氮素平衡的计算:氮素平衡 6输入项(化肥氮
7有机肥氮 7沉降氮). 输出项(收获物带走量)
化肥养分含量按照农户所施肥料包装袋上标识
的养分含量计算、有机肥料的养分含量根据《中国有
机肥料养分志》[0+]和《中国有机肥料资源》[0,]的参
数汇总计算(表 0)。化肥和有机肥输入的氮按照农
户调查点的施用量与其相应含氮量计算;沉降氮计
算根据张颖等[0!]利用量雨器和湿沉降自动收集仪
在华北平原 1个监测点通过 +年的试验结果得到的
大气氮素混合沉降平均值为 +3/% &’ (()*+·8)统一
估算;不同果树产量、面积按照农户调查值和统计
1$3$期 卢树昌,等:河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析
年鉴参考数据计算;不同果树经济产量吸收氮养分
量按照《肥料实用手册》[!"]与《中国肥料实用手
册》[!#]等参数汇总计算(表 !)。
氮养分平衡指数 $氮养分投入量 %氮养分吸收

土壤全氮、有机碳含量分别采用半微量凯氏定
氮法、重铬酸钾容量法进行分析测定。土壤 & % ’为
土壤有机碳和土壤全氮的比值。
采用 ()*+, -../ 方法进行数据处理和用 0100
!-2.2!的 3’453程序进行统计分析。
表 ! 各种有机肥氮养分含量和不同果树氮养分吸收量
"#$%& ! "’& ()*+,-&( (.*+)&(* /,(*&(* ,0 1)00&+&(* 2#(.+&3 #(1 ()*+,-&( (.*+)&(* .4*#5& +#*
!
!
!
!
!
!
& ,0 1)00&+&(* 0+.)* *+&&3
有机肥种类
6789:+
有机肥氮养分含量
6789:+ ’ *;8<+8<
(=,>?)
果树种类
>:9@< <:++A
!.. BC果实氮养分吸收量
’ 9D<7B+ :7<+ ;E !.. BC E:9@(BC
!!

猪粪 1@C F789:+ .2"" 梨树!! 1+7: .2GH
牛粪 &7<<,+ F789:+ .2/I 苹果树!! 3DD,+ .2".
羊圈粪 0J++DE;,K F789:+ .2HI 葡萄树!! L:7D+ .2/M
马粪 N;:A+ F789:+ .2GG 桃树!! 1+7*J .2".
鸡粪 &J@*B+8 F789:+ !2./ 山楂!! N7O .2".
人粪尿 N9F78 +)*:+<+ .2#G 枣树!! P9Q9R+ !2".
秸秆类 0<:7O .2/" 板栗树!! &J@8+A+ &J+A<89< .2/!
普通堆肥
!!4:K@87:S *;FD;A< .2!I
土粪 6@A*+,,78+;9A .2!"
6 结果与分析
67! 果园生产体系氮养分投入状况
-2!2! 氮肥投入总体特征 果园氮肥投入水平总
体较高,其中化肥氮的投入远高于有机肥氮的投入
量。从果园氮肥施用分组看,化肥氮投入在 /..
BC % JF-以上的样本比重为 GH2-=;其中 "..!!...
BC % JF-和 !... BC % JF- 以上的样本比重分别为
-/2.=、!!2"=,施用量分别为 #H!2/ BC % JF-、!""H2M
BC % JF-,平均为 G/I2. BC % JF-。有机肥氮投入在 !".
BC % JF-以下的样本比重达到 #-=以上,/.. BC % JF-
以上的样本比重和施肥量分别为 !/2H=、G/G2I
BC % JF-,平均为 !I!2# BC % JF-。从氮肥投入品种、结
构看,化肥氮投入品种主要为复合肥和尿素,分别占
G"2"=、//2/=,其中复合肥以三元肥(!"T!"T!")为
主。不施化学氮肥的仅占 "2!=。有机肥施用种类
主要以畜禽粪为主,占 #!2/=,其中禽粪(鸡粪为
主)占 -"2"=,其它有机肥如人粪尿、秸秆和土杂肥
等约占 I2!=,不施有机肥的约占 /.=(图 -,/)。
可以看出,果园化肥氮的投入量远高于有机肥提供
的氮,总体调查果园氮素投入水平较高。
从施肥调查看,其它养分投入磷肥、钾肥施用量
分别为 1-4" -/.2# BC % JF-、U-4 -!I2M BC % JF-,氮磷
钾肥投入比例为 ’ V 1-4" V U-4 $ ! V .2"/ V .2".,总体
看,果树上钾肥投入偏低,氮钾养分比例失调。从有
机肥提供磷钾养分看,磷、钾投入量分别为
1-4"!-I2! BC % JF-、U-4 !GG2" BC % JF-,可见,有机肥
提供的氮、磷养分占总氮磷比重低于钾养分所占比
重,但目前有机肥投入总体偏低,加重了果园氮磷钾
养分的失调。
-2!2- 不同区域果园氮肥投入特点 不同区域之
间由于果树种类、立地条件和社会经济因素存在较
大差异,果园氮肥投入特点也显著不同。表 -看出,
化肥氮投入水平以冀东唐秦区最高,高达 I!-
BC % JF-。其次是冀中、南平原区。太行山和冀北、西
北山地丘陵区、太行山山地丘陵区投入量较低,其中
太行山山地丘陵区仅为 G!2! BC % JF-;有机肥氮投入
水平最高的区域仍在冀东唐秦区,达到 -.M2/
BC % JF-,最低的有机肥氮投入在太行山地丘陵区,仅
为 G"2. BC % JF-。说明河北省北部、西北部和西部山
地丘陵区氮肥投入水平总体较低,而冀东、冀中南氮
肥投入水平总体较高。
.#I 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !G卷
图 ! 果园化肥氮和有机肥氮不同施肥分组的样本分布频率(")和相应施用量(#)
$%&’! ()* +",-.* /%+01%#20%34 51*62*478(")"4/ "--.%7"0%34 1"0* 35 7)*,%7". "4/ 31&"4%7 9 5*10%.%:*1+ %4 317)"1/(#)
图 ; 果园氮素投入结构
$%&’; ()* "--.%7"0%34 +0127021* 35 4%013&*4 5*10%.%:*1+ %4 317)"1/
表 ! 不同区域果园氮肥投入状况
("#.* ! ()* 317)"1/’+ 4%013&*4 5*10%.%:*1 %4-20 +0"02+ %4 /%55*1*40 1*&%34+
区域
!"#$%&
样本量(’%()
)*+,-".
化肥氮(/# 0 1+2)
31"+$4*- ’ 5"67$-$8"6
有机肥氮(/# 0 1+2)
9*&:6" ’
代表性果树
;6:$7 76"". <$.76$=:7$%&
冀北西北山地丘陵区
’%671,’%671>".7 +%:&7*$&%:.
6"#$%& %5 ?"="$
@2A @2BCD E FBCG @HICI E BICD
梨 J"*6,苹果 K,,-"
桃 J"*41,山楂 ?*>
板栗 31$&"." 31".7&:7
太行山地丘陵区
L*$1*&# +%:&7*$&%:. 6"#$%& DB G@C@ E IAC2 GDCH E DGCF
苹果 K,,-",桃 J"*41
枣 M:N:=",山楂 ?*>
板栗 31$&"." 31".7&:7
冀东唐秦区
O*.7 L*&#.1*&PQ$&1:*&#<*%
6"#$%& %5 ?"="$
I@D F@2CR E A@HCF 2HBCI E @BGC2
梨 J"*6,苹果 K,,-"
桃 J"*41,葡萄 S6*,"
冀中南平原区
3"&76*-P.%:71 6"#$%& %5 ?"="$ G@D IRDC@ E G@DCA @RACG E @IBCB
梨 J"*6,苹果 K,,-",
桃 J"*41,葡萄 S6*,",枣 M:N:="
@RFD期 卢树昌,等:河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析
!"! 果园生产体系氮素负荷状况
!"!"# 总体状况 在我国北方集约化水平较高果
树生产体系氮盈余量在 $ %&& ’( ) *+! 以上时,,&—
#-& .+ 土层硝态氮含量高于 &—,& .+土层[%]。因
此,本试验采用 $ %&& ’( ) *+!、$ #&&& ’( ) *+!分级来
反映土壤氮的环境效应。表 /表明,近三年调查果
园平均氮养分平衡表现亏缺的样本仅占 #0"01,盈
余量超过 $ %&& ’( ) *+! 的样本占了 /2"-1,其中超
过 $ #&&& ’( ) *+!的样本亦占了 #/"-1,平均盈余量
达到 $ #3##"/ ’( ) *+!。果园土壤氮养分盈余量越
高,果园土壤氮负荷程度越高,对果园环境质量的影
响越大。
表 # 果园氮养分平衡总体状况
$%&’( # $)( *+*%’ ,-*.+/(, ,0*.-(,* 10.2’01 1*%*01 -, +.3)%.4
分级
45677898.6:8;<
样本量
=6+>5?
($;@)
样本分布频率
=6+>5? A87:B8CD:8;< 9B?ED?<.F
(1)
盈余量
=DB>5D7 6+;D<:
($ ’( ) *+!)
变异系数
4G
(1)
H & #!& #0"0 I ,2"/ ,&"/
&!%&& 0&& 02"- !#0"% 33"/
%&&!#&&& !&# !0"& 3,-", #,"3
J #&&& ##% #/"- #3##"/ %!"3
总计 K;:65 -/3 #&&"& 02-"/ #!,"2
!"!"! 不同果园土壤氮素负荷 从不同果园氮肥
投入来看,葡萄园、桃园、苹果园、梨园化肥氮和有机
肥氮施用较高,其中葡萄园最高,分别达到 $ ,/&"0
和 !##"2 ’( ) *+!。其他果园施氮量均较低;相应地
梨园、苹果园、桃园和葡萄园的氮养分盈余量较高,
为 $ /,/! ,## ’( ) *+!,而其它果园均在 $ #-&
’( ) *+!以下。另外,不同果园氮养分投入量与氮养
分吸收量之比,即养分平衡指数均在 !"%以上,最高
达到 /2",(表 0)。张维理等[#2]进行北方农用氮肥造
成地下水硝酸盐污染调查研究时表明,凡是年施氮
量超过 $ %&& ’( ) *+!,作物施氮量与吸氮量之比大
于 !"%的地区,地下水硝酸盐含量基本上全部超标。
河北省梨园、苹果园、桃园和葡萄园施氮量和养分平
衡指数均远高于以上调查研究结果,说明梨园、苹果
园、桃园和葡萄园土壤氮素环境负荷量较大,对果园
生产体系引起面源污染的威胁是很高的。
!"!"/ 不同区域果园土壤氮素负荷 由表 % 可以
看出,冀东唐秦区和冀中、南平原区氮养分盈余量较
高,分别为 $ -!#"2和 /#0"/ ’( ) *+!,而冀北、西北山
地丘陵区和太行山山地丘陵区较低,均在 $ #-&
’( ) *+!以下。说明前两个区域果园土壤氮素环境负
荷较大,尤其冀东唐秦区果园氮素投入引起面源污
染的可能性最高,对土壤环境构成的威胁最大,在这
些区域应注意氮素的有效管理。
表 5 不同果园土壤氮养分平衡状况
$%&’( 5 $)( ,-*.+/(, ,0*.-(,* 10.2’01 1*%*01 +6 4-66(.(,* 6.0-* *.((1
果园类型
LB.*6BA :F>?
样本量
=6+>5?7
($;@)
投入 M<>D:($ ’( ) *+!) 输出 LD:>D:
盈余量
=DB>5D7
($ ’( ) *+!)
$NM#)化肥氮
4*?+8.65 $
有机肥氮
O6沉降氮
P?>;78:8;< $
平均产量
QR(@ F8?5A
(’( ) *+!)
带走量
S?+;R65
($ ’( ) *+!)
梨园 T?6B #02 0!0"/ #!&"& !- 00-&& !#&", /,/"0 0",
苹果园 Q>>5? !!0 %&!"# #3%"% !- /!%&& !!2"- 0,,"2 0"!
桃园 T?6.* #-/ 2#%"! #,0"/ !- 0##&& !&%"- 23/"- 2"-
枣园 UDVDC? #/- ##-"0 !&", !- 30&& !,&"2 #&/", !"2
葡萄园 WB6>? 2& ,/&"0 !##"2 !- 0-0&& ,%"0 ,##"0 0"!
板栗园 4*8山楂园 X6Y #0 -3"& #3"0 !- #!,&& ,"% ,2"3 0"2
核桃园 Z65#)$NM:养分平衡指数 $D:B8?<: C656<.? 8!3- 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 #0卷
表 ! 不同区域果园氮养分盈余情况
"#$%& ! "’& ()*+,-&( (.*+)&(* /.+0%./ /*#*./ )( 1)22&+&(* +&-),(/
区域
!"#$%&
样本量 ’()*+",
(-%.)
盈余量 ’/0*+/, 0(1"
(- 2# 3 4)5)
冀中、南平原区 6"&10(+7,%/14 *+($& 0"#$%& %8 9":"$ ;<= ;>?@;( A ?;;@B!?CC5@5)
冀东唐秦区 D(,1 E(&#,4(&7F$&4/(&#G(% 0"#$%& %8 9":"$ ;C; =5>@H( A ?H5@冀北、西北山地丘陵区 -%014 (&G &%014I",1 )%/&1($&%/, 0"#$%& >>J >H5@=( A ?>?@=!B>=@J)
太行山山地丘陵区 E($4(&# )%/&1($&%/, 0"#$%& ?J B>@<( A >C>@B!5>=@B)
345 果园土壤氮素负荷原因及影响
果园土壤氮素负荷程度与氮肥的过量施用是密
切相关的,二者存在极显著相关性。可见,减轻果园
土壤氮负荷压力,控制氮肥的过量施用是必要的,尤
其是化肥氮的施用。
果园氮养分高量盈余对土壤全氮和 63 -比的影
响很大。果园氮盈余量越大,土壤全氮水平越高,二者
呈显著正相关。在氮盈余量为 A 5<的样本量最大,土壤全氮主要分布在 5 # 3 2#以下,超过
- ;<< 2# 3 4)5时,土壤全氮增加程度增大(图 ?)。
图 6 果园氮盈余对土壤全氮影响
7)-86 922&:* ,2 ()*+,-&( (.*+)&(* /.+0%./ ,( /,)% *,*#% ()*+,-&( )( ,+:’#+1
从不同土壤类型看,潮土氮盈余量远高于褐土,
潮土全氮含量高于褐土。在氮亏缺时,潮土的 6 3 -
高于褐土;氮出现盈余时,褐土的 6 3 -比高于潮土。
这一方面是因施氮对土壤全氮的影响高于土壤有机
质,全氮的变化大于有机质;另一方面,潮土与褐土
所处水热条件不同,碳氮积累程度存在差异(表 J)。
氮养分盈余对土壤全氮的影响表现为冀东唐秦区果
园较高,山地丘陵区较低。主要是冀东唐秦区氮盈
余量较高,有利于果树生产体系中土壤氮积累。从
6 3 -比看,冀东唐秦区较低,而山地丘陵区较高,原
因是山地丘陵区有机质积累程度较高,施氮量偏低,
造成 6 3 -比很高(表 H)。
表 ; 不同氮盈余水平下不同土壤类型土壤全氮和 <= >状况
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;J=B期 卢树昌,等:河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析
表 ! 不同氮盈余水平下不同区域土壤全氮和 "# $状况
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冀东唐秦区
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样本量 B0)./"*(+%C) 8D EF 887 866
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M 2 + LH4 8DHE LHF LH6
冀北、西北山地丘陵区
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样本量 B0)./"*(+%C) 7 88D 8 6
全氮 ;%(0/ + G%&("&((# 2 1#) 8H8 J 7HD 6HE J 6HK 8H8
M 2 + 8IHI 87HI 8KHI
太行山山地丘陵区
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样本量 B0)./"*(+%C) 8K KF 6 6
全氮 ;%(0/ + G%&("&((# 2 1#) 8H4 J 6HF 8H8 J 6HK
M 2 + 87HD 8KHI
6 讨论
果园生产体系氮养分盈余及氮素负荷量与施氮
肥之间存在显著正相关,氮肥的过量施用是氮盈余
量及负荷增加的主要原因。河北果园氮肥施用量平
均为 + KFE 1# 2 3)4,而国外果园氮肥投入一般在 +
866!876 1# 2 3)4[8E]。长期过量的氮肥投入造成土
壤氮环境负荷加大,不同区域不同果园氮肥投入越
高,产生的果园土壤氮素负荷越高。冀东唐秦区和
冀中南平原区氮肥投入水平很高,在葡萄园、苹果园
和桃园等果园氮肥投入水平高,相应地在这些区域
和果园土壤氮素负荷也很高。氮肥投入水平高低不
仅与果树生产经济效益有关,而且与当地社会、经济
发展水平有关。如葡萄的经济收益较高,其施肥量
远高于其它果树。冀东唐秦区和冀中南平原区总体
经济发展水平位次高于冀北、西北区域,相应地冀东
唐秦区和冀中南平原区果园施氮水平也较高。因
此,河北省冀东唐秦区和冀中南平原区应该加强果
园氮素的有效管理,加大测土配方施肥的力度,减轻
果园氮素的环境负效应。
果园生产体系考虑氮素投入时往往忽视环境养
分,如大气氮沉降。@0O&"*等[8L]认为,湿沉降(即降
水)向土壤输入的氮是补偿农田生态系统氮素损失
的重要途径之一。张福锁等[46]认为,养分资源综合
管理中环境养分也是不容忽视的资源,主要指的是
环境中的氮养分。本研究中河北果园体系氮沉降约
占总投入氮量的 DP以上。目前果园氮肥施用过量
很重要的方面就是忽视了氮沉降这一重要的氮源。
开展果园体系大气沉降氮的研究,在河北省果园氮
素管理中是有必要的。
果园生产体系氮养分高盈余量,给果园带来土
壤环境氮素高负荷,若任其发展,势必对果园生态环
境造成不良影响。徐仁扣和 M%Q"&(-O[48]研究了南澳
大利亚 ;0-/""地区一个长期田间试验表明,施用 +
E6 1# 2 3)4(铵态氮肥)加速了土壤酸化进程。河北
果园氮肥施用量远远超过了 + E6 1# 2 3)4,其对土壤
酸化的影响是不容忽视的。另外,氮素高投亦引发
的土壤盐渍化、地下水硝酸盐污染等[8E]。这些问题
有待进一步深入研究。
7 结论
8)河北省果园氮养分投入以化肥氮为主,投入
品种主要为尿素和复合肥,总体化肥氮投入水平为
+ KFEH6 1# 2 3)4,有机肥施用种类主要以畜禽粪为
主。果园氮养分表现亏缺的样本仅占 8KHKP,盈余
量超过 + 766 1# 2 3)4 的样本占了 FIHEP,其中超过
+ 8666 1# 2 3)4的样本亦占了 8FHEP,平均盈余量达
到 + 8D88HF 1# 2 3)4。
4)河北省果园氮养分投入量及盈余量以冀东唐
秦区和冀中、南平原区较高,太行山和冀北、西北山
地丘陵区均较低。不同果园氮素负荷,在葡萄、桃、
苹果、梨等果园较高,盈余量在 + FLF!L88 1# 2 3)4,
其他果园较低。果园氮养分盈余及负荷与氮肥投入
之间均存在极显著正相关。
参 考 文 献:
[8] 中华人民共和国农业部 C 中国农业统计资料 4667[R]C 北京:
中国农业出版社,466DH 866S867H
M3$&"*" R$&$*(-O %? T#-$G,/(,-"C M3$&0 0#-$G,/(,-0/ *(0($*($G* >0(0C
4667[R]C U"$V$&#:M3$&0 T#-$G,/(,-0/ W-"**,466DH 866S867H
[4] 李承绪 C 河北土壤[R]C 河北科学技术出版社,8LL6H LS86H
KDE 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 8K卷
!" # $% &’(’) *+),[-]% &’(’) ./)’0/’ 102 3’/40+,+56 78’**,9::;<
:=9;<
[>] 中国农业年鉴编辑委员会 % 中国农业年鉴 ?;;@[-]% 北京:中
国农业出版社,?;;@< 9@>=9A;,?:?<
34’ #4)01 B58)/C,DC81, E’18(++F #/+GH),1D)+0 #+GG)DD’’% #4)01 158)I
/C,DC81, 6’18(++F ?;;@[-]% J’)K)05:#4)01 B58)/C,DC81, 78’**,?;;@<
9@>=9A;[L] 刘建玲,廖文华,张志华,孙建设 % 河北省中南部苹果园土壤养
分的消长及分布[M]% 园艺学报,?;;@,>>(L):A;N=A;O<
!)C M !,!)1+ P &,Q4105 Q &,.C0 M .% 34’ /4105’ +R *+), 0CD8)D)+0
102 D4’ *D1DC* +R 2)*D8)(CD)+0 )0 D4’ 1HH,’ +8/4182 )0 D4’ *+CD4 102 /’0I
D81, H18D +R &’(’) H8+S)0/’[M]% B/D1 &+8D % .)0%,?;;@,>>(L):A;N=
A;O<
[N] 寇长林,巨晓棠,张福锁 % 三种集约化种植体系氮素平衡及其
对地下水硝酸盐含量的影响[M]% 应用生态学报,?;;N,9@(L):
@@;=@@A<
T+C # !,MC $ 3,Q4105 U .% V)D8+5’0 (1,10/’ 102 )D* ’RR’/D* +0 0)I
D81D’IV /+0/’0D81D)+0 +R 58+C02W1D’8 )0 D48’’ )0D’0*)S’ /8+HH)05 *6*D’G*
+R V+8D4 #4)01[M]% #4)0% M% BHH, % X/+, %,?;;N,9@(L):@@;=@@A<
[@] 3),G10 Y,U185)+0’ M,P+,RR J% U+8’/1*D)05 158)/C,DC81,,6 28)S’0 5,+(I
1, ’0S)8+0G’0D1, /4105’[M]% ./)’0/’,?:?:?O9=?OL<
[A] 张云贵,刘宏斌,李志宏,等 % 长期施肥条件下华北平原农田硝
态氮淋失风险的研究[M]% 植物营养与肥料学,?;;N,99(@):A99
=A9@<
Q4105 E Z,!)C & J,!) Q & !" #$ % .DC26 +R 0)D81D’ ,’1/4)05 H+D’0D)1,
R8+G 158)/C,DC81, ,102 )0 V+8D4’80 #4)01 C02’8 ,+05ID’8G R’8D),)[1D)+0
/+02)D)+0*[M]% 7,10D VCD8 % U’8D % ./) %,?;;N,99(@):A99=A9@<
[O] 张维理,武淑霞,冀宏杰,T+,(’ &% 中国农业面源污染形势估计
及控制对策 " %?9世纪初期中国农业面源污染的形势估计[M]%
中国农业科学,?;;L,>A(A):9;;O=9;9A<
Q4105 P !,PC . $,M) & M,T+,(’ &% X*D)G1D)+0 +R 158)/C,DC81,
0+0IH+)0D *+C8/’ H+,,CD)+0 )0 #4)01 102 D4’ 1,,’S)1D)05 .D81D’5)’*! %
X*D)G1D)+0 +R 158)/C,DC81, 0+0IH+)0D *+C8/’ H+,,CD)+0 )0 #4)01 )0 ’18,6
?9 /’0DC86[M]% ./) % B58)/% .)0%,?;;L,>A(A):9;;O=9;9A<
[:] \’0’G1 \,T8+* &,])8’* P% BHH8+1/4’* 102 C0/’8D1)0D)’* )0 0CD8)I
’0D (C25’D*:)GH,)/1D)+0* R+8 0CD8)’0D G1015’G’0D 102 ’0S)8+0G’0D1,
H+,)/)’*[M]% XC8 % M% B58+0%,?;;>,?;:>=9@<
[9;] \02’8*D’)K0 # M -,J’,2G10 B Z Z,Y11D*’,118 # & Z% 34’ 2CD/4
G)0’81, 1//+C0D)05 *6*D’G 102 D4’ XC8+H’10 0)D81D’ 2)8’/D)S’:)GH,)I
/1D)+0* R+8 V 102 7 G1015’G’0D 102 R18G H’8R+8G10/’[M]% B58)/% XI
/+*6*D % X0S)8+0%,?;;?,:?:?O>=?:@<
[99] 鲁如坤,刘鸿翔,闻大中,等 % 我国典型地区农业生态系统养
分循环和平衡研究 ]% 农田养分平衡和土壤有效磷、钾消长
规律[M]% 土壤通报,9::@,?A(@):?L9=?L?<
!C ^ T,!)C & $,P’0 Y Q !" #$ % .DC26 +0 158)/C,DC81, ’/+,+5)/1,
*6*D’G 0CD8)’0D /6/,’ 102 (1,10/’ )0 D6H)/1, 2)*D8)/D )0 #4)01 ]% 34’
R18G 0CD8)’0D (1,10/’ 102 D4’ 2’/8’1*’ _ )0/8’1*’ ,1W +R *+), 1S1),1(,’
H4+*H4+8C*,H+D1**)CG[M]% #4)0% M% .+), ./) %,9::@,?A(@):?L9
=?L?<
[9?] 全国农业技术推广服务中心 % 中国有机肥料养分志[-]% 北
京:中国农业出版社,9:::34’ V1D)+01, B58)/C,DC81, 3’/40+,+56 X‘D’0*)+0 .’8S)/’ #’0D’8 % #4)I
01 +8510)/ R’8D),)[’8 0CD8)’0D*[-]% J’)K)05:#4)01 B58)/C,DC81, 78’**,
9:::[9>] 全国农业技术推广中心 %中国有机肥料资源[-]%北京:中国
农业出版社,9:::34’ V1D)+01, B58)/C,DC81, 3’/40+,+56 X‘D’0*)+0 .’8S)/’ #’0D’8 % #4)I
01 +8510)/ R’8D),)[’8 8’*+C8/’*[-]% J’)K)05:#4)01 B58)/C,DC81,
78’**,9:::[9L] 张颖,刘学军,张福锁,等 % 华北平原大气氮素沉降的时空变
异[M]% 生态学报,?;;@,?@(@):9@>>=9@>:<
Q4105 E,!)C $ M,Q4105 U . !" #$ % .H1D)1, 102 D’GH+81, S18)1D)+0 +R
1DG+*H4’8)/ 0)D8+5’0 2’H+*)D)+0 )0 V+8D4 #4)01 7,1)0[M]% B/D1 X/+, %
.)0%,?;;@,?@(@):9@>>=9@>:<
[9N] 高祥照,申朓,郑义 % 肥料实用手册[-]% 北京:中国农业出版
社,?;;?O@=>OA<
Z1+ $ Q,.4’0 3,Q4’05 E% U’8D),)[’8 H81/D)/’ (++F[-]% J’)K)05:
#4)01 B58)/C,DC81, 78’**,?;;?O@=>OA<
[9@] 中国化工企业管理协会 %中国肥料实用手册[-]%北京:中国
国际广播音像出版社,?;;@L<
#4)01 #4’G)/1, "02C*D86 -1015’G’0D #+GG)DD’’% #4)01 R’8D),)[’8
H81/D)/’ (++F[-]% J’)K)05:#4)01 102 "0D’801D)+01, J8+12/1*D)05
])2’+ 78’**,?;;@< O?L,O>L<
[9A] 张维理,田哲旭,张宁,等 % 我国北方农用氮肥造成的地下水
硝酸盐污染的调查[M]% 植物营养与肥料学报,9::N,9(?):O;
=OA<
Q4105 P !,3)10 Q $,Q4105 V !" #$ % "0S’*D)51D)+0 +R 0)D81D’ H+,,CI
D)+0 )0 58+C02 W1D’8 2C’ D+ 0)D8+5’0 R’8D),)[1D)+0 )0 158)/C,DC81, )0
0+8D4 #4)01[M]% 7,10D VCD8 % U’8D % ./) %,9::N,9(?):O;=OA<
[9O] 彭福田,姜远茂 % 不同产量水平苹果园氮磷钾营养特点研究
[M]% 中国农业科学,?;;@,>:(?):>@9=>@A<
7’05 U 3,M)105 E -% #4181/D’8)*D)/* +R V,7,102 T VCD8)D)+0 )0
2)RR’8’0D 6)’,2 ,’S’, 1HH,’ +8/4182*[M]% ./) % B58)/% .)0%,?;;@,>:
(?):>@9=>@A<
[9:] &160’* ^ M% \8)5)0,2)*D8)(CD)+0 102 /6/,)05 +R 0)D8+5’0 )0 D’88’*D8)1,
’/+*6*D’G*[B]% &160’* ^ M(’2%)% -)0’81, 0)D8+5’0 )0 H,10DI*+),
*6*D’G[-]% V’W E+8F:B/12’G)/ 78’** "0/%,a.B,9:O@< 9=N9<
[?;] 张福锁,马文奇,陈新平,等 % 养分资源综合管理理论与技术
概论[-]% 北京:中国农业大学出版社,?;;@< 9=9><
Q4105 U .,-1 P b,#4’0 $ 7 !" #$ % 34’ D4’+86 102 D’/40+,+56
+CD,)0’ +R 0CD8)’0D 8’*+C8/’* )0D’581D’2IG1015’G’0D[-]% J’)K)05:
#4)01 B58)/C,DC81, a0)S’8*)D6 78’**,?;;@% 9=9><
[?9] 徐仁扣,#+S’0D86 Y ^% 某些农业措施对土壤酸化的影响[M]%
农业环境保护,?;;?,?9(N):>ON=>OO<
$C ^ T,#+S’0D86 Y ^% .+), 1/)2)R)/1D)+0 1* )0R,C’0/’2 (6 *+G’ 158)I
/C,DC81, H81/D)/’*[M]% B58+IX0S)8+0% 78+D %,?;;?,?9(N):>ON =
>OO<
N@ON期 卢树昌,等:河北省果园氮素投入特点及其土壤氮素负荷分析