基于最佳經(jīng)濟(jì)效益的冬小麥-夏玉米輪作體系有機(jī)肥氮替代率的長(zhǎng)期演變

田昌玉，林治安，唐繼偉，徐久凱，孫文彥，程明芳，趙秉強(qiáng)

（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所/農(nóng)業(yè)部植物營(yíng)養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100081）

我國(guó)是有機(jī)物料生產(chǎn)大國(guó)，年生產(chǎn)總量達(dá)49.5億t，每年可提供N 0.31億t、P2O50.14億t、K2O 0.30億t，是全國(guó)化肥總投入量的1.06、0.93、3.42倍[1]。合理有效利用有機(jī)廢棄物養(yǎng)分，可以大大降低化肥的施用量。反之，有機(jī)物料的不恰當(dāng)處置會(huì)造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。耕地是有機(jī)物料的主要消納場(chǎng)所，肥料化利用是其資源化利用的重點(diǎn)發(fā)展方向之一[2-3]。從保護(hù)環(huán)境、提高土壤肥力、資源充分利用等各方面考慮，有機(jī)無(wú)機(jī)配施是實(shí)現(xiàn)土壤可持續(xù)利用的科學(xué)施肥方式[4-5]。

有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施具有培肥土壤、防止土壤酸化和鹽漬化、提高產(chǎn)量、消納有機(jī)排泄物、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源等諸多積極作用[6-13]。人畜糞類(lèi)有機(jī)物料或由其加工的商品有機(jī)肥料是肥料的主要形式，占全國(guó)有機(jī)肥資源量的81.2%，可提供氮磷鉀養(yǎng)分4.90 ×107t，其中 N 2.10 × 107t、P2O51.12 × 107t、K2O 1.68 ×107t[1]。孟琳等[7]研究的最佳有機(jī)無(wú)機(jī)配施比例，氮用量為180 kg/hm2且有機(jī)肥氮的替代率在15%～30%時(shí)，能顯著提高水稻產(chǎn)量。林治安等[8]通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)研究表明，在總養(yǎng)分投入量一定的條件下，牛糞與化肥氮比例為1∶1 時(shí)，可以達(dá)到既能培肥土壤又能使當(dāng)季作物增產(chǎn)效果最好的雙重目的，但是牛糞的增產(chǎn)效果在8～10年后才能與等量化肥的產(chǎn)量效果一樣。Yadav等[9]分析長(zhǎng)期定位試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)作物的增產(chǎn)效果顯著高于NPK化肥處理。Manna等[10]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不平衡的施用N、NP會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，而NPK配施有機(jī)肥的產(chǎn)量則不斷提高。單施有機(jī)氮或無(wú)機(jī)氮均不能維持生產(chǎn)力的持續(xù)性，而有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮配施可維持高強(qiáng)度的生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定[11-13]。但基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的不同有機(jī)肥料氮和無(wú)機(jī)氮配比對(duì)作物產(chǎn)量和有機(jī)肥料氮的經(jīng)濟(jì)替代比例的影響還缺少系統(tǒng)性的研究分析。本文利用2007年布置的有機(jī)無(wú)機(jī)配合長(zhǎng)期定位試驗(yàn)，采用小麥玉米周年產(chǎn)量，分析了在保證最佳經(jīng)濟(jì)效益的前提下，不同試驗(yàn)?zāi)晗抻袡C(jī)肥料氮可替代化肥氮的比例變化，以針對(duì)性地推薦有機(jī)肥料的應(yīng)用比例，為有機(jī)肥料資源的可持續(xù)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

定位試驗(yàn)于2007年10月開(kāi)始，試驗(yàn)實(shí)施前土壤基本理化性狀[14]見(jiàn)表1。

試驗(yàn)為冬小麥-夏玉米輪作體系，2007年10月到2009年10月小麥品種為煙農(nóng)19、玉米品種為浚單20。2010年10月到2017年10月小麥品種為濟(jì)麥22、玉米品種為鄭單958。試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州站陵縣試驗(yàn)基地進(jìn)行。供試肥料為尿素、過(guò)磷酸鈣、硫酸鉀和牛糞。

試驗(yàn)期間供試肥料平均價(jià)格：過(guò)磷酸鈣 (P2O512%) 800元/t。尿素 (N 46%) 1800元/t。硫酸鉀 (K2O 50%) 3200 元/t。

10年有機(jī)肥 (鮮牛糞) 平均購(gòu)買(mǎi)價(jià)100元/m3，含干物質(zhì) 312 kg/m3、N 2.80 kg/m3、P2O52.80 kg/m3、K2O 3.81 kg/m3。如果所含氮、磷、鉀養(yǎng)分都按化肥價(jià)格計(jì)算，每立方米有機(jī)肥含有的氮、磷、鉀肥料價(jià)值是54.11元。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每季作物設(shè)4個(gè)有機(jī)肥料 (鮮牛糞) 氮投入水平按純氮計(jì)分別為0、45、120、240 kg/hm2；6個(gè)化肥氮 (尿素) 水平，對(duì)應(yīng)純氮為0、45、90、120、180、240 kg/hm2，共計(jì)24 個(gè)處理，隨機(jī)區(qū)組排列，3次重復(fù)，共72個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積100 m2(9 m ×11.11 m)。

化肥氮50%用作基肥、50%在小麥拔節(jié)或玉米大口期做追肥。有機(jī)肥每年施用一次，是將冬小麥、夏玉米兩季的有機(jī)肥在冬小麥播種前一次性施用；有機(jī)肥年施用二次，是在冬小麥、夏玉米上，有機(jī)肥分別作基肥施用。各施肥處理的磷鉀肥用量按足量且等量的原則設(shè)計(jì) (冬小麥和夏玉米每季作物P2O5和K2O的用量分別按150 kg/hm2投入)。全年的磷、鉀肥在小麥播種前一次性施用。具體牛糞養(yǎng)分含量見(jiàn)表2。小麥和玉米收獲后秸稈移出農(nóng)田。

1.3 產(chǎn)量測(cè)定

小麥產(chǎn)量測(cè)定：收獲期每個(gè)小區(qū)選擇兩個(gè)取樣點(diǎn)測(cè)產(chǎn)，選取10 m2收割，曬干，脫粒、揚(yáng)凈后稱(chēng)重，計(jì)算籽粒產(chǎn)量。

玉米產(chǎn)量測(cè)定：收獲期每個(gè)小區(qū)選三個(gè)取樣點(diǎn)測(cè)產(chǎn)，選取20 m2收取玉米穗，曬干，脫粒、揚(yáng)凈后稱(chēng)重，計(jì)算玉米籽粒產(chǎn)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2003進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，采用SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 有機(jī)肥料氮和化肥氮對(duì)小麥和玉米10年平均產(chǎn)量的影響

表3顯示，從2008—2017年小麥和玉米平均周年產(chǎn)量看，不施有機(jī)肥條件下，隨著無(wú)機(jī)氮用量從0增加到180 kg/hm2，小麥和玉米周年產(chǎn)量顯著增加，之后增產(chǎn)不顯著。施用有機(jī)氮45和120 kg/hm2水平下，0、45、90、120 kg/hm2無(wú)機(jī)氮四個(gè)用量間小麥和玉米周年產(chǎn)量差異顯著；施有機(jī)氮240 kg/hm2水平下，僅在無(wú)機(jī)氮0、45、90 kg/hm2用量間小麥和玉米周年產(chǎn)量差異顯著。隨著有機(jī)氮量增加，達(dá)到相同產(chǎn)量水平需要配施的無(wú)機(jī)氮量減少。

在無(wú)機(jī)氮施用量0、45、90 kg/hm2條件下，有機(jī)氮量0、45 kg/hm2之間和120、240 kg/hm2之間小麥和玉米周年產(chǎn)量差異顯著。施用無(wú)機(jī)氮120 kg/hm2條件下，有機(jī)氮量120、240 kg/hm2之間小麥和玉米周年產(chǎn)量差異不顯著，但均高于有機(jī)氮45 kg/hm2處理的小麥、玉米周年產(chǎn)量。無(wú)機(jī)氮為180、240 kg/hm2條件下，4個(gè)有機(jī)氮量處理之間小麥、玉米周年產(chǎn)量沒(méi)有顯著差異 (表3)。

以上結(jié)果表明，雖然有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮都能供應(yīng)作物必需的氮素養(yǎng)分，但是兩種肥料的增產(chǎn)效果不同。等養(yǎng)分量下，有機(jī)氮需要更大的施用量。比如單施無(wú)機(jī)氮240 kg/hm2的小麥和玉米周年產(chǎn)量顯著高于單施有機(jī)氮240 kg/hm2，再增施有機(jī)氮，沒(méi)有增產(chǎn)效果，而有機(jī)氮240 kg/hm2配施無(wú)機(jī)氮45～90 kg/hm2，仍然有顯著增產(chǎn)效果。

表1 定位試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)0-40 cm土壤理化特性Table 1 Basic physicochemical properties in 0-40 cm soil at the beginning of the long-term experiment

表2 試驗(yàn)所用牛糞的養(yǎng)分含量、單施有機(jī)肥處理鮮牛糞用量及施用次數(shù)Table 2 N, P, K contents, application rate and frequency of cattle manures used in each treatment of the experiment

表3 不同肥料處理對(duì)小麥-玉米周年平均產(chǎn)量的影響 (kg/hm2)Table 3 Effects of different N input types and rates on wheat and maize grain yield

2.2 小麥和玉米對(duì)有機(jī)肥氮和化肥氮年際效應(yīng)變異

2.2.1 小麥產(chǎn)量對(duì)有機(jī)肥氮和化肥氮的響應(yīng) 從10年變化結(jié)果看 (圖1)，單施化肥時(shí)，無(wú)機(jī)氮量在240 kg/hm2和180 kg/hm2水平產(chǎn)量比較平穩(wěn)，年際間波動(dòng)小。不施氮肥和施氮量不足120 kg/hm2，隨著時(shí)間的推移產(chǎn)量逐年下降，施氮量越小產(chǎn)量下降速度越快，不施氮肥處理第5年基本降到最低水平。

隨著時(shí)間推移，相對(duì)于單施化肥，施有機(jī)肥產(chǎn)量變化趨勢(shì)呈逐年升高。施低量有機(jī)氮時(shí)，年際間產(chǎn)量波動(dòng)變化比較大，但在施高量有機(jī)肥時(shí)，不同化肥氮用量產(chǎn)量趨于穩(wěn)定。過(guò)量施化肥氮并沒(méi)有帶來(lái)小麥產(chǎn)量的持續(xù)增加，配合施用有機(jī)肥料氮能實(shí)現(xiàn)小麥持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。

圖1 不同有機(jī)肥氮水平下各化肥氮處理歷年小麥產(chǎn)量Fig. 1 Winter wheat grain yield under different organic and chemical N combination treatments[注（Note）：OMN—有機(jī)肥氮 Organic N; CN—化肥氮 Chemical N.]

圖2 不同有機(jī)肥氮水平下各化肥氮處理歷年玉米產(chǎn)量Fig. 2 Summer maize grain yield under different organic N and chemical N combination treatments[注（Note）：OMN—有機(jī)肥氮 Organic N; CN—化肥氮 Chemical N.]

2.2.2 玉米產(chǎn)量對(duì)有機(jī)肥料氮和化肥氮的響應(yīng) 圖2表明，2010年和2013年，化肥氮處理的玉米年際產(chǎn)量降低明顯，主要是由于在這兩年8月份強(qiáng)降雨和強(qiáng)風(fēng)造成玉米倒伏減產(chǎn)。有機(jī)肥料氮從0 kg/hm2增加至240 kg/hm2，化肥氮處理的玉米產(chǎn)量差異越來(lái)越小，表明隨著有機(jī)肥氮增加，化肥氮的增產(chǎn)效果逐漸減小。當(dāng)施用高量有機(jī)肥氮 (240 kg/hm2) 時(shí)，配施化肥氮已經(jīng)不能顯著增產(chǎn)；有機(jī)肥氮120 kg/hm2時(shí)，配施45 kg/hm2、90 kg/hm2化肥氮能獲到增產(chǎn)效果；有機(jī)肥氮45 kg/hm2下，配施化肥氮45 kg/hm2、90 kg/hm2、120 kg/hm2能獲得增產(chǎn)效果。不施有機(jī)肥氮處理，隨著時(shí)間推移，6個(gè)化肥氮處理之間產(chǎn)量差異逐年增大；隨著配施有機(jī)肥氮的增加，6個(gè)化肥氮處理的產(chǎn)量差異逐漸減少，配合施用有機(jī)肥氮能保證玉米持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)。這說(shuō)明增加有機(jī)肥氮能培肥土壤，降低糧食高產(chǎn)對(duì)化肥的依賴(lài)。

2.2.3 小麥和玉米產(chǎn)值對(duì)有機(jī)肥氮和化肥氮的響應(yīng)有機(jī)肥氮和化肥氮的最優(yōu)配比主要決定因素之一是小麥玉米周年產(chǎn)量或周年產(chǎn)值，2.2.1和2.2.2中的結(jié)果均不能定量地獲得有機(jī)肥氮與化肥氮最優(yōu)配比。通過(guò)建立小麥和玉米周年產(chǎn)值與有機(jī)肥氮、化肥氮的函數(shù)方程，用方程求解極值可以得出最大產(chǎn)值的優(yōu)化配比，求解方程的邊際效益可以得出最佳優(yōu)化配比。

因?yàn)樾←溑c玉米的價(jià)格不同，所以把小麥、玉米的產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)值，小麥按照平均市場(chǎng)價(jià)格2.4元/kg、玉米按照平均市場(chǎng)價(jià)格1.6元/kg，分別求出各個(gè)年份的周年產(chǎn)值，然后配制周年產(chǎn)值與有機(jī)肥氮、化肥氮的二元二次函數(shù)式，利用逐步回歸法得出各個(gè)年份的函數(shù)式為：

式中，Y表示小麥和玉米周年產(chǎn)值 (元/hm2)；Xor表示有機(jī)肥氮用量 (kg/hm2)；Xch表示化肥氮用量(kg/hm2)；K1、K2、K3、K4、K5和 K0分別是函數(shù)式的系數(shù)。

表4 為2008—2017年10年間，每年小麥和玉米收獲產(chǎn)值 (Y) 與有機(jī)肥料氮 (Xor)、化肥氮 (Xch) 的函數(shù)方程式。

從表4 發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：1) 每年產(chǎn)值的效益方程中的常數(shù)項(xiàng)逐年降低，從2008年每公頃收入23870元，降低到2017年12107元，表示不施肥處理的年產(chǎn)值逐年下降，10年間下降了50%；2) 化肥氮 (Xch) 在產(chǎn)值效益函數(shù)式中的一次項(xiàng)系數(shù)大于有機(jī)肥氮，但有機(jī)肥料氮 (Xor) 逐年增加的速度大于化肥氮 (Xch)；3) 函數(shù)式中二次項(xiàng)系數(shù)化肥氮 (Xch) 呈先增后減趨勢(shì)，有機(jī)肥氮系數(shù)較小，但逐年增加，說(shuō)明隨著施肥的增加和時(shí)間推移，有機(jī)肥氮的肥效回報(bào)率減少得快。

2.3 小麥和玉米最大、最佳產(chǎn)值的有機(jī)肥料氮和化肥氮配施比

根據(jù)表4中函數(shù)式計(jì)算不同年份的最大、最佳產(chǎn)值的有機(jī)肥料氮和化肥氮配比，能更細(xì)致準(zhǔn)確地反映有機(jī)肥料氮和化肥氮的優(yōu)化配比。圖3是最大產(chǎn)值和最佳產(chǎn)值的有機(jī)肥料氮和化肥氮的不同年度施氮肥量，其中最佳施肥量是按照邊際產(chǎn)投比為5∶1計(jì)算，有機(jī)肥料氮和化肥氮都按每公斤3.91元計(jì)算。

圖3 和表5表明，1）計(jì)算最大產(chǎn)值的有機(jī)肥料氮和化肥氮都分別比最佳有機(jī)肥料氮和化肥氮的值大，有機(jī)肥料氮用量大于化肥氮，有機(jī)肥料氮和化肥氮最大產(chǎn)值目標(biāo)下，10年來(lái)有機(jī)肥料氮的比例從60%左右下降到50%，有機(jī)肥料氮和化肥氮的配比接近于1∶1; 2）最佳施肥量的有機(jī)肥料氮基本上都低于化肥氮，在2012年以后，有機(jī)肥料氮和化肥氮的比例接近1∶1; 3）最佳產(chǎn)值隨著有機(jī)肥料氮的增加和年份推移而逐年增大，從2008年不施有機(jī)肥料氮的30481元/hm2，上升到2017年的34230元/hm2。其中2010年和2013年玉米倒伏減產(chǎn)，產(chǎn)值明顯偏低，最佳和最大產(chǎn)量的施肥量都比正常年份低。

表4 有機(jī)肥氮、無(wú)機(jī)氮與小麥、玉米產(chǎn)值函數(shù)的年變化 (yuan/hm2)Table 4 The annual change of functions between organic and inorganic N and wheat and maize benefits

圖3 最大和最佳效益的有機(jī)肥氮及化肥氮用量Fig. 3 The rates of organic and chemical fertilizer N for maximum and optimum benefits

有機(jī)肥料的氮磷鉀含量如果按化肥價(jià)格計(jì)算，價(jià)格約為54元/m3，如果鮮牛糞購(gòu)買(mǎi)價(jià)格100元/m3，有機(jī)肥料氮的實(shí)際價(jià)格接近化肥氮價(jià)格的2倍，按此價(jià)格，計(jì)算出最佳產(chǎn)值、最佳產(chǎn)值施氮量及有機(jī)肥料氮的比例 (表6)。

長(zhǎng)期定位試驗(yàn)10年后，若按本試驗(yàn)的實(shí)際有機(jī)肥價(jià)格，最佳產(chǎn)值有機(jī)肥料氮的比例穩(wěn)定在30%左右 (表6)；若按有機(jī)肥料氮價(jià)格與化肥氮價(jià)格等價(jià)計(jì)算，最佳產(chǎn)值有機(jī)肥料氮比例能穩(wěn)定在50%上下(表5)。因此，有機(jī)肥料氮對(duì)化肥氮的最佳替代率與實(shí)際有機(jī)肥種類(lèi)、養(yǎng)分含量及價(jià)格緊密相關(guān)。

3 討論

3.1 最大施氮量、最佳施氮量和最佳產(chǎn)值 (產(chǎn)量)隨時(shí)間的變化

產(chǎn)值或產(chǎn)量與施氮肥量的關(guān)系是決定施肥量的重要參考，最佳和最大施肥量計(jì)算的依據(jù)就是產(chǎn)值(產(chǎn)量) 與氮肥施用量的關(guān)系函數(shù)，這個(gè)關(guān)系函數(shù)隨時(shí)間的推移在不斷變化。當(dāng)試驗(yàn)3年以后，最佳和最大產(chǎn)量的施氮量隨時(shí)間推移緩慢增加，最佳產(chǎn)值逐年增加，從長(zhǎng)期試驗(yàn)結(jié)果看最佳施肥量和最大施肥量均出現(xiàn)在有機(jī)肥氮和化肥氮配施處理。這個(gè)結(jié)果與朱兆良等[15]在太湖地區(qū)的研究結(jié)果類(lèi)似，通過(guò)兩個(gè)時(shí)期氮肥與產(chǎn)量函數(shù)曲線(xiàn)關(guān)系可看出隨著土壤肥力提高，最大產(chǎn)量增加，最大產(chǎn)量的施肥量也增加。本文通過(guò)同一個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用產(chǎn)量與有機(jī)肥氮和化肥氮函數(shù)關(guān)系詳細(xì)展示了其逐年變化過(guò)程。類(lèi)似的報(bào)道多是從多年平均產(chǎn)量闡述有機(jī)無(wú)機(jī)結(jié)合能夠逐年提高作物產(chǎn)量[16-23]，但都沒(méi)有通過(guò)效應(yīng)函數(shù)分析最佳和最大產(chǎn)量施肥量的逐年變化規(guī)律，也很少建立有機(jī)肥氮和化肥氮兩個(gè)變量對(duì)產(chǎn)值的效應(yīng)函數(shù)。

表5 最大、最佳產(chǎn)值有機(jī)肥料氮占總氮比例Table 5 The percentage of organic N in total N for maximum and optimum benefits

表6 最佳產(chǎn)值時(shí)有機(jī)肥氮占總氮比例Table 6 The percentage of organic N in total N for optimum benefit

3.2 最佳和最大產(chǎn)量下有機(jī)肥氮和化肥氮的比例隨時(shí)間的變化

有機(jī)肥氮比例 (有機(jī)肥氮替代率) 在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)較小，然后逐漸增大，最終趨于一個(gè)穩(wěn)定的常數(shù)，若有機(jī)肥料氮與化肥氮的價(jià)格相同，有機(jī)肥料氮的替代率能穩(wěn)定在50%上下，若有機(jī)肥料氮價(jià)格2倍于化肥氮，有機(jī)肥料氮的替代率能穩(wěn)定在30%上下。孟琳等[7]在水稻上有機(jī)肥料氮替代率的研究結(jié)果顯示，不同施氮量處理替代率不一樣，基本上氮用量為 180 kg/hm2、有機(jī)肥料氮的替代率在 15%～30%或氮用量為 240 kg/hm2、有機(jī)肥料氮的替代率在10%～20%時(shí)，能夠顯著提高水稻產(chǎn)量，但此試驗(yàn)為短期試驗(yàn)，其替代率只代表短期效應(yīng)。本文試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)初始時(shí)的有機(jī)肥料氮替代率比較低，隨著時(shí)間推移逐年增加，6年以后趨于一個(gè)比較穩(wěn)定的替代率。謝軍等[22]通過(guò)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)也證明，有機(jī)肥料氮替代率在50%能夠獲得高產(chǎn)、培肥土壤，但試驗(yàn)設(shè)計(jì)僅有兩個(gè)有機(jī)肥料氮處理。本試驗(yàn)通過(guò)一系列有機(jī)肥料氮和化肥氮配比試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用回歸函數(shù)精準(zhǔn)計(jì)算的最佳有機(jī)肥料氮的替代率更具有科學(xué)性和說(shuō)服力。

3.3 有機(jī)廢棄物作為肥料利用的技術(shù)研究有待深入

由于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政策、技術(shù)及推廣等多方面原因，相當(dāng)數(shù)量的有機(jī)廢棄物沒(méi)有得到充分利用, 還有進(jìn)一步合理利用的空間。有機(jī)肥料資源收集、貯存和加工過(guò)程中養(yǎng)分損失嚴(yán)重，不僅導(dǎo)致其利用率低，也成為農(nóng)業(yè)源環(huán)境污染的根源[1,24]。畜禽糞尿養(yǎng)分資源的利用率在一些地區(qū)也僅僅為50%左右，有待于進(jìn)一步利用[25-30]，廢棄物利用最大的問(wèn)題是使用過(guò)程中的成本問(wèn)題，優(yōu)質(zhì)鮮牛糞在養(yǎng)牛場(chǎng)價(jià)格是每立方米30元，運(yùn)到田間每立方米100多元，商品化有機(jī)肥制作成本和集約化處理廢棄物將是重要技術(shù)，正如朱兆良提出“依靠科技進(jìn)步高效利用肥料資源、按照增產(chǎn)潛力做好施肥區(qū)域布局等技術(shù)政策，建議針對(duì)肥料科學(xué)技術(shù)的發(fā)展形成穩(wěn)定的政策支持和保障[4]”。增加有機(jī)廢棄物農(nóng)用，降低化肥用量 (降低化肥施用強(qiáng)度)，能夠提高作物產(chǎn)量 (提高化肥環(huán)境安全閥值)，改變目前實(shí)際氮肥施用強(qiáng)度超過(guò)氮肥環(huán)境安全閥值的狀況[31]。

4 結(jié)論

就小麥和玉米周年平均產(chǎn)量而言，有機(jī)肥氮與化肥氮配施處理高于單施化肥氮和單施有機(jī)肥料氮處理。單施化肥氮低于180 kg/hm2時(shí)，小麥和玉米產(chǎn)量隨著時(shí)間的推移逐年下降，高于180 kg/hm2時(shí)，產(chǎn)量基本能夠保持相對(duì)穩(wěn)定；隨著時(shí)間推移，有機(jī)肥氮與化肥氮配合施用，小麥和玉米產(chǎn)量逐年升高。有機(jī)肥氮和化肥氮最大產(chǎn)值目標(biāo)下，10年后有機(jī)肥料氮的比例從60%左右下降到50%，有機(jī)肥料氮和化肥氮的配比接近于1∶1；在最佳經(jīng)濟(jì)效益目標(biāo)下 (邊際產(chǎn)投比5∶1)，有機(jī)肥料氮和化肥氮等價(jià)格，最佳有機(jī)肥料氮從前2年比例0%上升到2017年的50%左右；實(shí)際上有機(jī)肥料氮價(jià)格是化肥氮的2倍，按這種實(shí)際肥料價(jià)格計(jì)算，前3年最佳有機(jī)肥氮比例0%，以后最佳有機(jī)肥氮比例逐年上升，到2017年提高到30%左右。