中国科学院知识创新工程方向性项目“中国主要农田生态系统氮磷钾的迁移、转化规律与优化管理”于2005年1月11－12日在中科院东北地理与农业生态研究所召开了项目2004年度项目工作会议。参加此次会议的人员有项目首席科学家杨林章、孙波研究员、项目顾问沈善敏研究员、课题组长和生态站站长（宇万太、朱波、尹斌、王德建、张玉铭、何圆球、范晓晖、韩晓增、郝明德）及课题组成员（张斌、施建平、刘浩淼、罗任福、陈振华、张玉兰、李晓欣、王雪松、宋春雨）。
    会议首先会议由杨林章研究员介绍了本次会议的目标和内容，会议主要议题一是围绕项目的合同目标检查课题的进展；二是进一步明确项目目标，讨论2005年度课题需要补充的试验和集成方法。
    经过三年多的努力，各课题组通过多站点、多学科协作，获取了7个台站5年来近300个定点监测点的土壤养分变化，依据调查和统计资料，计算模拟近年来我国主要农田生态系统土壤NPK肥料施用于平衡现状。对9个省10个县400个农户调查统计表明：化肥价格显著影响施肥行为；施肥和环境保护技术培训和推广显著影响施肥行为；入世后竞争加剧带来的种植结构调整和化肥价格下降将导致更多的化肥施用；为减少由于不合理施肥带来的农业面源污染，需要增加推广服务体系，加强土壤养分管理知识教育。利用我国主要农田生态区长期养分平衡试验（鹰潭和封丘）土壤，研究长期肥料投入对土壤氮素转化过程的影响；结果表明，有机肥处理矿化速率最大，其次为化肥+有机肥，土壤pH和有机质含量是影响土壤氮素矿化作用的主要因素；对磷素转化分析表明，长期施用有机肥后土壤全磷提高，其效应黑土>黄绵土>潮土；根据三个台站中长期田间试验联网研究发现，施肥在作物产量形成的贡献受施肥制度和气候热量因子所影响，在最佳施肥条件下，施肥在产量中的贡献率存在着明显的地理分异现象，有机肥与产量热量之间的交互影响大于化肥与热量之间的交互影响，对于有机废弃物的再利用对保护环境的意义南方大于北方。对七个站湿沉降及其NP含量 和土壤硝酸盐的迁移和累积，3个站的氨挥发和氧化亚氮排放进行了监测，对2个站南方丘陵区小流域NP迁移通量及其环境效应进行了对比研究。监测数据表明：无论在北方，还是南方，旱地土壤剖面硝酸盐累积十分普遍，而北方旱地土壤硝酸盐累积更为突出，原因并非北方农田施用更多的氮肥，而是由于降雨量小；北方旱地土壤硝酸盐累积大多在土壤表层以下100cm，甚至达到地下300cm，而南方土壤硝酸盐累积大多发生在土壤剖面100cm以内。由于北方降雨量小，而土层深厚，硝酸盐可能长期在土壤剖面深层累积而难以在短时间内淋失，因此土壤剖面硝酸盐累积是长期淋溶累加的结果,硝酸盐迁移受灌溉的影响；由于南方降雨丰富，土壤剖面的硝酸盐含量存在明显的季节动态，旱季硝酸盐含量高，雨季硝酸盐含量低，说明南方旱地旱季累积，雨季淋溶损失，并可能迅速导致地下水污染。南方丘陵区紫色土与红壤坡地氮磷流失严重，5º的坡耕地氮素流失量约20kg/hm2，磷流失高达30-37kg/hm2 ；磷素主要以颗粒吸附态迁移；坡耕地是小流域非点源氮磷的主要来源；紫色土与红壤坡地地表径流氮素主要以以颗粒态迁移，而径流中氮素迁移形态以铵态氮为主。项目试验研究还与大面积的示范应用相结合，在常熟和栾城分别设立了200亩优化施肥示范区，完成了2004年度合同所规定的任务指标，为课题进一步实施打下了良好的基础。项目本年度共发表SCI论文13篇，CSCD论文55篇，授权专利4项。
    沈善敏和杨林章研究员针对各个课题的进展提出了研究的建议：
    1、对区域施肥状况课题（课题1）：分元素分析技术发展水平、产量预期、环境允许、土壤缓冲能力4个方面分析NPK的允许盈余或者亏却量，养分的累计利用率。N着重分析不同经济发展水平和作物产量水平的影响，P着重分析水环境风险允许的盈余量，K在北方分析不施肥允许的亏却水平，在南方分析需要补钾的水平（区域尺度上，根据气候、风化壳和农业种植制度分热带、亚热带富铝土区、亚热带硅铝土区、温带石灰性土区亚热带和青藏高原4个土壤分区）。
     2、对政策和行为课题（课题2）：农户施用有机肥的比例（参数）可以提供第一课题计算养分平衡；化肥价格/农产品价格比例（包括边际效益）的变化及其合理水平，需要从经济、环境和粮食3个方面综合考虑；分析劳动力价格、地块面积对施肥的影响；分析化肥价格调整（降低）促进粮食生产政策的评估，经济和技术层次对化肥使用量控制的关系；WTO导致东南区施肥量增加的政策措施。
    3、对养分转化机理课题（课题3）：¹⁵N试验中15－30％不能说明，研究¹⁵N残留的形态，是否90％是有机态，是否有¹⁵N和¹⁴N交换过程，说明差减法和标记法的差异；研究P积累过程中水溶性P的急遽上升的阈值点（需要3个月的平衡）；8个站土壤NP转化机制的特征；提高利用率的方法，除了施肥方法、硝化抑制剂等方法外，考虑单季的化肥减量技术。
    4、对养分再循环课题（课题4）：养分循环再利用的三个关键问题，1）对农业（产量）利益的区域分异，分析热量梯度的影响，2）对土壤肥力影响的区域分异的影响，分析积累作用的累加性（残效）及其效应的平衡点，3）对环境影响的区域分异，分析有机肥不利用而进入环境产生的影响；补充分析点，如长江三角洲（常熟）、珠江三角洲（广州）；从农田生产力稳定性方面，分析养分循环再利用的影响；提出有机养分循环利用的政策和措施。
    5、对于界面迁移课题（课题5）：系统收集整理7个站的通量参数（氨挥发、径流、渗漏）；分析泥沙中有机氮的含量，确认小流域NH₄－N的来源是化肥还是有机物；分析旱地在旱季NO₃－N积累是来自有机氮矿化还是无机化肥；分析小流域不同景观单元中NO₃－N的产生量和出水口进入环境的量。
    6、对于优化模式课题（课题6）：从沉降、灌溉、蓝绿藻固氮、矿化分析常熟稻季供氮（70％左右）比麦季供氮（35％左右）多的原因，两者差异是否说明30％是外源氮；高产适宜氮肥用量范围过大，需要进一步明确，同时考虑环境的影响；分析在不同目标产量下需要的氮输入量和作物吸收氮，确定适宜的投入比例；华北平原小麦－玉米施肥需要评价环境影响；项目需要加强联合分析。
    7、红壤有机食品和资源开发课题（课题7）：提供江西省鹰潭市有机食品高科技示范区的证明材料，将研制的3种有机食品生产标准转化为江西省标准。
    海伦站：黑土的有机质、全氮、pH的变化需要确认是否降低、如果降低变化幅度是多少；养分平衡需要用养分收支计算与土壤养分变化之间的相关性；在条件许可时间，湿沉降考虑每次测定，然后计算月平均值。
    长武站：利用稳定性同位素方法分析深层土壤积累的NO₃-N来源；提出黄土高原土壤水肥调控的对策建议。
    沈阳站：计算试验区深层渗漏水的体积，修正氮素的淋失总量；总结氮肥利用率和优化施肥模式。
    栾城站：深入分析土壤肥力对土壤氨挥发的影响，尝试研究植株氨挥发损失。
    然后项目组充分讨论了项目对前期研究中存在的问题和改进的方法。杨林章研究员从项目三大内容（即区域养分平衡、养分循环过程与模型、相关政策和技术集成）的10个考核目标出发，分析了目前各个课题的进展与目标之间的差距。
    第一课题：基于县域的养分平衡首先要加强数据的准确性，然后基于不同养分循环过程的差异进行原因和对策分析；在施肥模型方面系统集成华北平原－太湖平原－红壤丘陵区3个区域的施肥决策系统。
    第二课题：农户调查研究需要和项目的总体目标加强结合，分析什么因素决定农户的施肥行为，什么因素决定农户施肥的数量变化、农户施肥行为变化对环境的影响；从国家和区域尺度提出调控农民施肥行为的政策和措施。
    第三课题：研究的内容比较分散；联网对比研究和分析需要加强；迁移转化过程的定量化研究需要与模型进行集成。
    第四课题：研究区域的尺度进行扩展，补充长江三角洲区域和珠江三角洲；分析有机养分再循环对环境的影响。
    第五课题：界面过程和参数研究比较分散；小流域参数的可比性需要从农田生态系统进行集中对比；台站的界面过程参数不完善，在深入对比分析盐亭、鹰潭、长武、栾城站过程参数的基础上，收集分析区域界面过程的参数。
    第六课题：优化施肥需要结合经济效益和环境影响的评价，在产量目标驱动的基础上，评价施肥的环境边际效应，统一分析土壤、气候的影响；加强研究技术成果的示范，显示技术的实用性和高效性。
    台站：除海伦和长武2个台站外，5个台站和课题联系在一起，需要加强协调和联系。
    孙波提出：1）SCI论文加快数据的整理和发表，2）项目加强在台站－课题－项目3个层次的沟通和集成，在2005年3－5月进行课题和项目之间集成、2005年9－10月份项目学术会议，2006年4－5月项目的集成；3）加强对农户－土壤联合调查数据的联合分析，在优化施肥推荐和调控对策方面集成社会经济和生物物理过程研究；4）加强课题研究数据库的建设，完善项目的元数据库；5）加强课题考核目标和经费的管理。
    沈善敏建议：1）数据质量的保证，异常数据需要验证，不合格的删除；2）知识的更新，加强新方法的应用，加强新问题的研究，加强新理论角度的分析；3）加强数据的凝练，加强文献和新成果的应用。
    课题组长宇万太提出：1）加强学科交叉和思维的碰撞，增加交流会议次数；2）不能将创新全部集中到长期定位试验上，可以利用已有的研究数据验证项目的发现。韩晓增建议由课题提出总结的主题和工作框架，由台站收集数据。
    杨林章总结强调项目研究中的创新和新思维，加快成果的综合，项目管理组在2005年需要加强学术交流。首先提出项目的研究成果框架，然后课题提出项目框架。第五课题由朱波、第六课题由王德建加强管理。
    东北地理与农业生态研究所海论站承办本次会议，海伦站扎实的试验工作和热情周到的服务受到与会者的好评。

（“中国主要农田生态系统氮磷钾的迁移、转化规律与优化管理”项目组）

2005年1月15日