红壤丘岗区农户种养系统养分循环与能量流动分析

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本文在江西省余江县低丘红壤区选择种养结合典型农户生态系统,通过定位实验观测和模型分析,研究了该系统的结构特点、物质循环和能流状况以及存在的主要问题,在此基础上提出了模式优化方案及对策,旨在为进一步改善种养结合型农户生态系统的结构与功能提供科学依据。 通过系统物质循环和平衡的研究可以得出以下的结论:(1)养殖子系统中氮素产投比为0.88,磷素和钾素的产投比分别为0.94和0.97;沼气子系统中氮、磷、钾的产投比分别为0.89、0.87、0.90;(2)在肥料实验中,分别比较了三种施肥处理的产量和土壤养分平衡情况,得出水稻和花生每亩施肥4000kg的沼液是设计施肥处理中最优的;(3)通过种植子系统养分平衡分析,可以得出以下结论:养分循环和再循环速率高;除了K在水稻田略有亏损外,N、P在水稻、花生和柑橘三种种植模式中均出现较多盈余,特别是磷的盈余量比较大;氮、磷、钾的配比不够合理,磷投入偏多;(4)系统的稳定性分析得出,种植子系统的稳定度比较高,而养殖子系统由于饲料一部分靠外界的输入,稳定度偏低。 从能量分析的结果可以看出:(1)种植子系统的能量产投比为2.01,远高于传统种植业的水平;养殖子系统的能量产投比为0.46,而一般大的养猪场的仅为0.4左右;沼气子系统的能量产投比为0.81,远高于北京留民营生态系统中沼气子系统的能量产投比0.47;整个农户种养系统的能量产投比为0.49,比较的一般,导致种养系统能量产投比不高主要是由于养殖子系统的能量产投比比较低的缘故;(2)从生态效益分析看,种植子系统能量转换效率和光能利用率分别为1.13%和0.48%,均属于中等水平;养殖子系统饲料利用率为10.71%,偏低,而一般的养殖业(大型养猪厂,完全以精饲料为主要的饲料)饲料利用率在15%~20%之间,主要是由于本养殖子系统青饲料在饲料的总量占有很大的比例,导致呼吸损耗较高,饲料利用率相对偏低。 通过对该种养系统的经济、物流以及能流的分析可以得出:在系统中,以养殖业(猪厂)为起点,养殖业一部分产品(猪粪尿)作为原料进入沼气池,沼气池产生的沼液、沼渣提供种植业(水稻、花生)所需的肥源,种植业的一部分产品(花生秆、稻谷)提供养殖业(猪厂)的饲料,整个种养系统使物质得到循环利用,增加了第一性(种植业)和第二性(养殖业)产出,提高了系统整体的经济效益,并减少了废物向环境的输出,经济、生态环境和社会效益显著,是可以推广的一种经营方式。 该农户种养系统存在的问题与对策:(1)该种养系统只施用沼肥作为唯一肥源的情况下,导致养分配比不是很合理,氮、磷的投入偏高,钾不足,可以通过有机沼肥与无机化肥配合使用,平衡主要养分元素的比例,保肥土壤,提高种植业的生产力水平;(2)调整整个系统的结构,增加种植业中青饲料和经济效益较高的柑橘的种植面积,以减少养殖业对外界精饲料的依赖,这样不仅可以提高系统的稳定性,同时也可以提高系统的经济效益。
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