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养分资源管理的名词解释养分资源管理是指一种综合性的管理方式，旨在合理利用和保护土壤中的养分资源，以提高农田生产力和粮食产量，同时降低对环境的负面影响。
它是农业生产中的重要一环，对于实现农业可持续发展具有重要意义。
1. 养分资源管理的背景与意义随着人口的快速增长和农田面积的减少，全球农业面临着巨大的压力。
如何在有限的土地上提高农田的产出，成为世界各国农业科研者所面临的重要问题。
而养分资源管理则成为解决这个问题的关键。
传统的农耕方式往往过度使用化肥，导致土壤中养分的丧失和环境的污染。
而养分资源管理的出现，旨在通过科学的方法，合理利用土壤中已有的养分资源，尽量减少对外界环境的依赖，并将有限的肥料资源用于最有效的地方，以实现农田的持续高产。
2. 养分资源管理的基本原则养分资源管理的核心原则是有机化、循环利用和科学施肥。
有机化是指将化肥的使用量减至最低，并以有机肥料进行替代，以提高土壤肥力，保持土壤生态平衡。
循环利用是指将农作物的秸秆和畜禽粪便等农业废弃物资源化，用于土壤改良和有机肥的制备。
科学施肥则是根据不同作物的需求和土壤状况，进行精准施肥，避免肥料的浪费和污染。
3. 养分资源管理的具体措施（1）土壤养分检测与评估：通过采集样品，进行土壤养分分析，了解土壤中不同养分的含量和比例，为精准施肥提供依据。
（2）精准施肥技术：根据土壤检测结果和作物需求，制定合理的施肥方案，精确计算所需养分的用量，避免过度施肥。
（3）有机肥料的应用：通过使用有机肥料，增加土壤有机质含量，改善土壤结构，提高养分的保持能力。
（4）农作物留茬和轮作：合理安排农作物的种植和轮作顺序，可以有效防治虫害和病害，减少对肥料的依赖。
（5）灌溉和水管理：合理使用水资源，避免过度灌溉造成养分流失和土壤盐碱化。
4. 成功案例和前景展望养分资源管理的实践已经在一些国家和地区取得了显著成效。
例如，中国在实施了养分资源管理政策后，农田的施肥水平得到了明显的改善，农作物产量也有所提高。
土壤学土壤学是以地球表面能够生长绿色植物的疏松层为对象，研究其中的物质运动规律及其与环境间关系的科学，是农业科学的基础学科之一。
土壤学的主要研究内容包括土壤组成；土壤的物理、化学和生物学特性；土壤的发生和演变；土壤的分类和分布；土壤的肥力特征以及土壤的开发利用改良和保护等。
其目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平等提供理论依据和科学方法。
土壤学学科分支土壤学的主要分支学科有下述门类：土壤物理学：主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律。
内容包括：土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性，土壤空气的组成与交换，热的传导与转化，土壤固相的组成与排列，土壤的力学性质和电、磁性质等。
土壤化学：主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应。
内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换，土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等。
土壤生物学：主要研究栖居于土壤中的有机体（主要是微生物）的活动及其与土壤中物质转化和循环的关系。
内容包括土壤中微生物的数量、组成及分布规律，碳、氮、磷、硫等元素的生物循环，生物固氮作用以及有机质的分解和腐殖质的形成及其对土壤肥力的影响等。
土壤肥力与植物营养：主要研究土壤供应矿质养分的能力及其影响因子与植物营养的关系。
内容包括土壤肥力的实质及其指标，土壤养分的强度因素和容量因素，土壤和植物的营养诊断，主要作物对土壤肥力的要求等。
土壤地理学：主要研究土壤与自然地理环境的关系。
内容包括土壤的形成、分类、分布及土壤调查、制图等。
土壤矿物学：主要研究土壤矿物的结构、组成、性质和化学反应。
内容包括粘土矿物和氧化物的数量、组成以及相互间的反应，土壤中各种元素的迁徙状况，粘粒与有机质之间的相互作用，矿物的形成与转变以及矿物鉴定等。
土壤管理：主要研究人工措施对土壤和作物生产的影响，内容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保护措施对土壤肥力、生产力和作物产量的影响。
第二章养分资源管理的基本原理与基本方法第一节养分资源管理的基本原理一、养分归还学说（一）定义：李比希将其归还学说归结为：由于人类在土地上种植植物并这些产物拿走，这就必然会使地力逐渐下降，从而土壤所含的养分将会愈来愈少。
因此，要想恢复地力就必须归还从土壤中拿走的全部东西，不然就难以指望再获得过去那样高的产量，为了增加产量就应该向土壤施加灰分。
（二）要点：1、随着作物的每次收获（包括籽粒和茎杆）必然要从土壤中取走大量养分2、如果不正确地归还养分于土壤，地力必然会逐渐下降3、要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部东西4、为了增加产量就应该向土壤施加灰分元素（三）实质：为了增产必须以施肥方式补充植物从土壤中取走的养分，这就突破了过去局限于生物循环的范畴，通过施加肥料，扩大了这种物质循环，从而为作物稳产高产和均衡增产开辟了广阔前景。
（四）局限：1、对养分消耗的估计只局限于磷、钾上2、反对豆种植物能丰富土壤氮素的说法3、归还是正确的，但绝对的全部归还是不必要的，不经济的归还学说解决了施肥的必要性问题二、最小养分律（一）定义：最小养分律亦由李比希提出。
其表述为：植物为了生长发育需要吸收各种养分，但是决定植物产量的，却是土壤中那个相对含量最小的有效植物生长因素，产量也在一定限度内随着这个因素的增减而相对地变化，因而无视这个限制因素的存在，即使继续增加其他营养成分也难以再提高植物的产量。
（二）要点：1、决定作物产量的是土壤中某种对作物需要来说相对含量最小而非绝对含量最少的养分。
2、最小养分不是固定不变的，而是随条件变化而变化的。
3、继续增加最小养分以外的其它养分，不但难以提高产量而且还会降低施肥的经济效益。
（三）意义：正确对待最小养分律，就可以因地制宜根据土壤条件和植物生长的需要来选择肥料品种和养分比例，提高施肥针对性，较好地满足作物对养分的需要，从而收到增产、节月已提高经济效益的效果。
限制因子律：增加一个因子的供应，可以便作物生长增加，但是遇到另一生长因子不足时，即使增加前一因子也不能使作物生长增加，直到缺少的因子得到补足，作物才能继续生长。
养分资源综合管理有几个层面的问题？从作物高产高效、环境友好以及中外对比的角度，请阐述我国养分资源宏观管理的思考和对策。
答：养分资源综合管理包括农田和区域(或国家) 2 个层次, 农田层次上强调在定量化农田生态系统养分流动的基础上, 综合利用农田生态系统中所有自然和化工合成的植物养分资源, 通过合理使用有机肥和化肥等有关技术的综合运用, 挖掘土壤和环境养分资源的潜力、协调系统养分投入与产出平衡、调节养分循环与利用强度; 区域养分资源管理的概念:针对各区域养分资源特征，以总体效益（生产、生态、环境和经济效益）最大为原则，制定并实施区域总体的养分资源高效利用的管理策略和方法，区域层次上则强调从一个特定区域食物生产与消费系统出发, 以养分资源的流动规律为基础, 通过多种措施如政策、经济、技术等的综合, 优化食物传递链和环境系统养分传递, 调控养分输入和输出, 协调养分利用与社会、经济、农业、资源和环境的关系, 实现生产力逐步提高和环境友好的目标。
人多、地少、耕地质量差的基本国情，决定了建国以来我们形成了我国特有的高投入、高产出、农田高强度利用的发展模式。
我国是世界第一化肥生产和消费大国。
而实际上目前中国农户化肥投入量不足和过量并存。
养分效率明显低于欧美发达国家。
环境问题日益突出，水体N、P 富营养化问题急剧加重, 重要的湖泊水质持续下降,农业面源污染引起水域富营养化的程度和广度已远远超过发达国家, 而且潜在的压力更是其他国家无法与之相比的。
相比较而言，美国颁布的针对污染者的残留氮素税被证明是一种有效的高效利用氮素、防止氮污染的方式。
欧盟颁布了硝酸盐法案控制硝态氮的污染。
面对我国人多地少, 资源相对紧缺的国情, 我们既要综合利用各种养分资源, 获得丰富、优质、安全的农产品, 又要保护生态环境。
我们应遵循养分资源平衡、合理使用的新思路, 主要包括以下几个方面：1、努力提高养分资源利用率我国是世界人口大国, 提高养分资源利用率是实现农业可持续发展目标的核心, 但我国由于对养分资源的合理利用缺乏深入地研究, 养分配比和养分资源结构不尽合理, 地区和作物之间养分分配极不平衡, 致使养分资源的利用率不高。
１引言植物生长需要碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硼、锰、铁、钼、锌、铜、氯、镍１７种必需营养元素，养分是这些营养元素的简称。
养分资源与人类赖以生存的食物、空气和水等资源密切相关。
众所周知，粮食是植物利用土壤中的水分和养分，通过光合作用从大气中吸收ＣＯ２而生产的。
养分作为维持植物生长的重要物质基础，不但是生命元素，也是一种资源，同时还是环境污染因子，当它们在环境中浓度过高时就会造成环境污染。
养分资源包括土壤、化肥、有机肥和环境所提供的所有养分［１］，它具有极大的迁移性和循环性，沿着食物链进行纵向流动与循环，也在区域间进行横向流动，养分流动与循环的强度决定着植物、动物和人体营养的水平及质量，同时也决定着人类赖以生存的环境的质量。
农业生产的根本目的就是通过优化这些养分的循环及能量转化过程满足人类社会的需求［２］。
因此，通过优化养分管理、保持养分的合理流收稿日期：２００６－０３－１６基金项目：农业部９４８项目（２００３－Ｚ５３），国家自然科学基金项目（３０５７１０８７）作者简介：马文奇，男，河北保定灵雨寺街２８９号河北农业大学资源与环境学院，教授，主要从事区域和国家养分资源综合管理研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍａｗｑ＠ｈｅｂａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ中国养分资源综合管理研究的意义与重点ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅａｎｄＫｅｙｓｔｏｎｅｏｆＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＮｕｔｒｉｅｎｔＲｅｓｏｕｒｃｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎＣｈｉｎａ马文奇／ＭＡＷｅｎ－ｑｉ１，张福锁／ＺＨＡＮＧＦｕ－ｓｕｏ２，陈新平／ＣＨＥＮＸｉｎ－ｐｉｎｇ２１．河北农业大学资源与环境学院，河北保定０７１００１２．教育部植物－土壤相互作用重点实验室，中国农业大学资源与环境学院，北京１０００９４１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＨｅｂｅｉ，Ｂａｏｄｉｎｇ０７１００１，ＨｅｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＰｌａｎｔ－ＳｏｉｌＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ，ＭＯＥ；ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ［摘要］养分作为动植物的生命元素，既是一种资源，也是环境污染因子，管理不善将带来严重的营养和资源环境问题。
不同养分资源综合管理李敏(西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌，712100)摘要: 本文对我国不同养分资源利用状况及存在问题和不同养分资源综合管理状况进行了综述，并对当前养分资源综合管理技术的使用情况及存在问题进行简要分析，特别是对肥料养分资源的分析。
从而得出不同养分资源综合管理研究技术的必要性以及先进科学管理技术的重要性。
关键词:土壤养分；肥料养分；环境养分；养分资源综合管理引言近50年来，我国在农业生产方面已取得了举世瞩目的成就，其中化肥养分的投入发挥了巨大的作用。
养分作为动植物的生命元素, 既是一种资源, 也是一种环境污染因子, 若管理不善将带来严重的营养和资源环境问题[1]。
而养分资源是植物养分资源的简称, 主要包括土壤养分、肥料养分和土壤之外的环境养分3部分[2]。
养分资源能否高效利用, 不仅直接影响到农民的收益, 而且影响到农业经济效益及农业的可持续发展, 也影响到维持人类生存的环境质量[3]。
近年来随着人民经济收入和生活水平日益提高，人们只重视化肥养分的投入，而忽视了其它养分资源的利用，使我国农业生产面临着增肥不增产、土壤养分过量累积、化肥施用过量和养分利用效率下降等重大问题，严重制约了化肥养分资源的高效利用，同时也对生态环境产生了不利的影响。
而不合理的肥料投入,不但使施肥效益降低, 而且易引起土壤养分的不均衡富集[4]。
20 世纪90 年代，联合国粮农组织（FAO）、国际水稻所（IRRI）和一些西方国家提出了养分资源综合管理（IPNM 或INM）的概念，它的目标是综合施用各种植物养分，使产量的维持或增长建立在养分资源高效利用与环境友好，同时又没有牺牲后代土壤生产力。
养分综合管理包括农田养分综合管理和区域养分综合管理2个方面，农田养分综合管理基本原理主要是协调来自土壤、环境和肥料的养分资源与作物养分需求的平衡，同时结合综合生产管理措施提高养分资源的利用效率[5]，有关研究表明，养分综合管理技术体系使农作物产量增加4%～10%、化肥利用率提高10%～15%、节约化肥5%～30%、并大大减轻了施肥不当对环境的压力[6]。
所以中国需要构建新的养分资源综合管理模式。
面对人们生活水平的提高, 食物结构的改善, 粮食和畜牧生产的发展以及化肥大量投入, 养分随食物链的迁移量还将大幅度增加, 也将会带来更大的资源环境压力, 如何管好养分已经成为中国植物营养学家肩负的重要使命, 必须探索新的养分资源综合管理策略和技术, 不但要考虑农田的养分管理, 也需要关注畜牧业、家庭生活以及资源与环境等体系中养分的综合管理[7]。
1不同养分资源的利用状况及存在问题1.1 土壤养分资源土壤是植物最直接的养分资源库。
土壤养分是指由土壤提供的植物生长所必须的营养元素，主要分为大量元素和微量元素。
1.1.1 土壤养分资源的利用状况20世纪80年代，我国耕地主要土壤养分表现为大面积缺乏，依据第二次土壤普查结果，我国40%的旱地土壤全氮含量低于0.75 g/kg，30%的耕地土壤有机质含量低于1%，50%的耕地土壤速效磷含量低于5 mg/kg，除黑龙江省以外，几乎所有省市都有50%的耕地面积的土壤速效磷含量低于10mg/kg。
砖红壤、赤红壤地区，红、黄壤地区以及水稻土和灰潮土等地区土壤则表现为缺钾或严重缺钾，而北方的棕壤、褐土区，暗棕壤、黑土和黑钙土等地区的土壤供钾能力较强[8]。
近20年来，我国经济取得了快速稳定的发展,导致种植业和环境科学需要更多的土壤养分数据，以满足肥料施用和环境保护的需要[9]。
与第二次土壤普查结果相比较，当前我国华北、华东、华中和西北地区耕地土壤有机质和全氮含量稳中有升，而其他地区有升有降，但是东北地区只显示为下降[10-12]。
近20年来占农田面积53％−59％的土壤有机碳含量呈增长趋势，30％−31％呈下降趋势，4％−6％基本持平[10]；而东北地区和西南地区由于耕作制度，尤其是施肥管理水平等措施的影响，东北地区有机质含量有所下降，西南地区有升有降。
1.1.2 土壤养分资源存在问题近年来,化学肥料的施用量越来越高。
在一些地方,N 肥用量已高达3300kg.hm- 2, P肥高达995kg.hm- 2, 超过作物实际需求量的数倍。
不仅造成肥料资源的大量浪费,影响蔬菜的品质, 还会引起养分在土壤中累积, 对土壤、水体和大气等生态环境构成潜在威胁[13]。
谢如林和谭宏伟对全国1365个耕地土壤和168个菜园土壤的速效磷含量分析结果表明，我国农田土壤速效磷含量一直呈上升趋势，有效磷含量低于5mg/kg的土壤面积大幅度减少，5−10mg/kg和大于40 mg/kg的土壤面积略有增加[14]；此外，有关我国主要农区长期定位试验结果的分析也表明土壤磷盈余是我国土壤有效磷含量变化的主要驱动力，根据土壤收支平衡和有效磷消长关系预测，从1980到2003年我国农田土壤有效磷含量增长约为19 mg/kg[8]。
另外，我国一些地方的耕地的土壤有效钾水平有所下降，其中下降最为明显是东北地区，比如，辽宁省20年间土壤有效钾含量年递减率约为1.27%，平均下降20.6 mg/kg[15]。
华北和西北地区的土壤有效钾含量基本上持平，其他部分地区则有所上升。
总的来说，我国各地区土壤有效钾含量出现不同程度的下降的原因是由于北方各区土壤钾素含量较为丰富，但并没有出现大面积土壤缺钾现象，所以说增施钾肥还应该针对特定地区和敏感作物，比如日益扩大的植物秸杆，它们的秸秆还田很大程度上缓解了我国土壤缺钾问题。
1.2 肥料养分资源肥料是作物生产各项物资投入占比例最大的一项，增产效益也最为明显。
肥料养分资源主要包括有机肥料和无机肥料。
1.2.1 肥料养分资源的利用状况20世纪70年代以前中国农田养分供给主要依靠有机肥，但是随着经济的发展，中国化肥发展迅猛增加，1989年中国成为世界化肥使用量最多的国家，1996年化肥的总产量（纯养分）也达到了世界第一，如何充分发挥化肥养分资源在中国粮食增产中的作用成了关系到粮食生产的重要问题。
可见，肥料是农业生产最重要的投入要素之一，也是农业生产发展到一定阶段的必然产物，对农产品提高产量和改善品质具有不可替代的作用[16]。
长期以来，由于社会、经济、交通、自然环境等多方面的原因，我国东、中、西部施肥存在着较大的差异，地区之间投入不均衡已成为化肥使用的一个突出问题，而且在同一地区内部存在着施肥结构不合理、氮磷钾比例不协调、作物品种间肥料投入不平衡等资源配置问题，造成了我国化肥资源的严重浪费和化肥利用率的降低[17]。
中国肥料利用效率较低。
是受“高投入高产出”等的政策引导,同时也受“施肥越多,产量就越高”、“要高产就必须多施肥”等传统观念的影响,政府和农民为了获得作物高产,大量施用化肥,不合理甚至盲目过量施肥现象相当普遍,尤其在经济发达地区尤为突出[18]。
2002年的FAO统计数据显示，当年中国水稻的化学氮肥消费量已经超过180 kg/hm2，远远高于世界平均氮肥用量100 kg/hm2的水平，其中太湖地区水稻的氮肥施用量达到了270-300 kg/hm2，有的地区甚至竟高达350 kg/hm2。
不合理的肥料投入,不但使施肥效益降低, 而且易引起土壤养分的不均衡富集[ 19-22] 。
据研究，施肥对粮食增产的贡献率可高达50％以上[23]。
但是化肥过量施用现象极其普遍，养分利用效率明显降低。
对于中国90 年代初( 1990 年) 农用生产资料( 其中蕴涵科技含量) 对粮食生产的贡献率曾采用DEA( 数据包络分析法) 评价模型和THIL-PHI( 特尔菲法) 相结合进行测算, 结果表明化肥的贡献最大, 达到29.76%；灌溉次之,达到23.33%；良种第三,为13.79%；农机第四, 为9. 59%；农药第五, 为7. 44% ；役畜和农用塑料薄膜的贡献均小于5%[24]。
有关人员对2000年和2002年全国26个地区20000多个农户的调查数据分析结果表明，水稻，小麦和玉米这三种粮食作物的平均氮肥用量为205 kg/hm2，大大高于全国推荐的150-180 kg/hm2的最佳水平。
其中水稻氮肥的平均投入量最多，为215 kg/hm2，玉米次之，小麦最少。
和粮食作物的施肥相比，我国集约化的蔬菜生产化肥的投入量也过大，也有相关调查结果表明，2000年全国蔬菜生产规模前10位的省份中，蔬菜生产中氮肥平均用量超过了300 kg/hm2，甚至个别地区化学氮肥的用量超过了500 kg/hm2。
2000年氮肥施用量超过2.4×107t，纯氮占全世界总用量的30%左右[25]。
和氮肥施用相似，磷肥的过量投入也是土壤和环境工作者关注的一个问题，我国第二次土壤普查以来所使用的土壤速效磷含量丰富的指标为20 mg / kg, 但一般认为土壤速效磷含量大于15 mg / kg 时, 施用磷肥的增产效果不显著[14]。
肥料的使用对于保持和提高地力，提高农产品质量，保障国家粮食安全，缓解和消除环境压力等方面都具有重要作用。
1.2.2 肥料养分资源存在问题当前中国化肥施用水平很不平衡。
不仅地区之间存在较大差异，而且在同一地区对不同类型农田所施用肥料的水平也存在较大差异。
主要表现在我国的肥料结构发生了重大的变化[26]，突出表现为化肥占总投肥量的比重不断增加，这使得田间土壤养分含量发生了较大的变异。
另外，大量化肥的投入, 也对环境产生严重影响, 引起了世界的关注[27- 28]。
此外，虽然化肥施用量的增长率与粮食产量增长率之间具有同步趋势，但是化肥施用量的增长率要远高于粮食作物产量的增长率[29]。
黎青慧[30]利用1986--2000年陕西省农户土肥信息监测资料，研究了全省的肥料施用状况和农田养分平衡状况，结果表明，氮肥投入过量，磷肥和钾肥基本合理，但不同区域存在较大的差异。
根据全国农户调查数据进行总结，水稻、小麦和玉米超量施氮用户均接近调查农户的1/3；施氮量在合理和不足范围内的农户也各占到了约1/3[31]。
所以从总体来看，我国主要作物化肥投入存在整体过量施肥和投入不平衡的问题，所有的这些问题都会导致肥料利用率下降，养分向环境中的损失量增加。
如果施用同样数量的化肥，东部地区增产l kg粮食作物，两部地区则可增产5～6kg[32]。
通过收集全国不同地区2001-2005年间的586个试验数据计算得出目前中国水稻、小麦和玉米的氮肥利用率分别为28.3%，28.2%和26.1%，平均利用率为27.5%，将近70%的以上的氮肥由于各种途径损失掉了；而主要粮食作物的磷肥利用率也不足15%，钾肥利用率不足35%[18]，大量有机养分资源再循环利用效率低下, N、P2O5 和K2O的养分再循环率分别为29.2%、43.5%和66.1%[33]。
