【摘要】：我國(guó)是世界第一大蘋果生產(chǎn)國(guó),當(dāng)前蘋果園養(yǎng)分投入高、肥料利用率低,不但造成資源浪費(fèi),還帶來了不容忽視的環(huán)境問題。為此,分析我國(guó)蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)的養(yǎng)分資源投入、環(huán)境代價(jià)和環(huán)境減排潛力及途徑,對(duì)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展具有重要意義。本研究基于渤海灣(山東、遼寧、河北)和黃土高原(陜西、山西、甘肅)蘋果產(chǎn)區(qū)3535個(gè)果園調(diào)查數(shù)據(jù),分析了不同蘋果產(chǎn)區(qū)養(yǎng)分投入數(shù)量、結(jié)構(gòu)、適宜程度;采用養(yǎng)分平衡法計(jì)算了氮磷養(yǎng)分盈余量,基于養(yǎng)分盈余和化肥環(huán)境安全指數(shù)定性評(píng)價(jià)了蘋果園環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);基于渤海灣和黃土高原產(chǎn)區(qū)431個(gè)蘋果園生產(chǎn)過程詳細(xì)管理數(shù)據(jù)和本地化參數(shù),應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)法,定量了蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)的生命周期環(huán)境代價(jià),并通過不同生產(chǎn)效率果園的分組分析了環(huán)境減排潛力;結(jié)合6年59個(gè)田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)和調(diào)查數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)了養(yǎng)分綜合管理和有機(jī)生產(chǎn)兩種減肥途徑的環(huán)境減排效果。主要結(jié)果如下:1、蘋果園養(yǎng)分投入量總體較高且不同產(chǎn)區(qū)間差異較大。我國(guó)主產(chǎn)區(qū)蘋果園氮、磷和鉀平均投入量分別為1056.12 kg N/ha、687.34 kg P_2O_5/ha和861.12 kg K_2O/ha,以無機(jī)養(yǎng)分為主,化肥氮、化肥磷和化肥鉀投入量占比高達(dá)81.02%、79.11%和81.65%;氮、磷養(yǎng)分投入量表現(xiàn)為山東和甘肅較高,遼寧和山西較低,鉀養(yǎng)分則表現(xiàn)為山東較高,陜西和山西較低。與推薦施肥量相比,氮、磷和鉀養(yǎng)分分別僅有17.84%、6.35%和17.54%的樣本處于投入適宜水平,處于投入過量的樣本比例則分別為70.24%、88.12%和56.39%。果園有機(jī)肥投入總體不高(9.24~13.01 t/ha),平均為10.82 t/ha,13.91%的果園不施有機(jī)肥。2、蘋果園氮磷養(yǎng)分的高投入帶來較高的氮磷盈余和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。蘋果園氮平均盈余量為296.56 kg N/ha,總體表現(xiàn)為高環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),其中56.85%的樣本處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)(盈余量200 kg N/ha),低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)樣本僅占20.35%(150 kg N/ha)。蘋果園磷平均盈余量為414.28 kg P_2O_5/ha,其中盈余量超過200 kg P_2O_5/ha的樣本比重高達(dá)70.20%。根據(jù)磷盈余量和土壤速效磷含量的線性關(guān)系,各產(chǎn)區(qū)蘋果園磷盈余量均超過了土壤磷素淋失風(fēng)險(xiǎn)臨界值(50~70 mg/kg)所對(duì)應(yīng)的土壤磷盈余量(190.54~326.28 kg P_2O_5/ha),全國(guó)平均磷盈余量是土壤磷素淋失風(fēng)險(xiǎn)臨界值上限所對(duì)應(yīng)的土壤磷盈余量的1.27倍,蘋果園土壤磷素淋失環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大�；虱h(huán)境安全指數(shù)法結(jié)果表明,全國(guó)蘋果園化肥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)平均為0.78,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類型達(dá)到重度風(fēng)險(xiǎn)。從不同區(qū)域來看,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最高的是甘肅,為0.81,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類型為嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn);環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較低的是遼寧和山西,分別為0.73和0.74,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類型為中度風(fēng)險(xiǎn);山東、河北和陜西的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)類型處于重度風(fēng)險(xiǎn)。3、根據(jù)農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)合文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù),基于本地化參數(shù),應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)法(LCA)定量了蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)的環(huán)境代價(jià)。生產(chǎn)單位產(chǎn)量蘋果,我國(guó)蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)能源消耗、全球變暖潛力、環(huán)境酸化潛力和富營(yíng)養(yǎng)化潛力分別為4597.79 MJ/t、1067.02 kg CO_2-eq/t、5.73 kg SO_2-eq/t和3.91 kg PO_4-eq/t。不同產(chǎn)區(qū)間存在差異,各環(huán)境指標(biāo)均表現(xiàn)為渤海灣產(chǎn)區(qū)黃土高原產(chǎn)區(qū)。不同生產(chǎn)效率農(nóng)戶分組比較表明,低產(chǎn)低效組(LL)能源消耗、全球變暖、環(huán)境酸化和富營(yíng)養(yǎng)化潛力分別是全國(guó)平均水平的1.27、1.32、1.30和1.32倍,而高產(chǎn)高效組(HH)各環(huán)境代價(jià)分別比全國(guó)平均水平低29.18%、34.30%、38.16%和34.22%。4、黃土高原產(chǎn)區(qū)6年59個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的結(jié)果表明,與農(nóng)民習(xí)慣管理相比,以優(yōu)化施肥數(shù)量、施肥品種、施肥時(shí)期和施肥方法以及優(yōu)化果園土壤管理為核心的蘋果養(yǎng)分綜合管理實(shí)現(xiàn)減氮28.27%、減磷48.57%、減鉀18.45%,增產(chǎn)12.77%,單位產(chǎn)量的能源消耗、全球變暖、環(huán)境酸化和富營(yíng)養(yǎng)化潛力分別降低25.31%、28.51%、39.36%和37.78%。5、與常規(guī)蘋果生產(chǎn)系統(tǒng)相比,有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)具有較低的全球變暖潛力、水體毒性、人體毒性和土壤毒性,主要?dú)w因于有機(jī)生產(chǎn)不使用無機(jī)化肥和化學(xué)農(nóng)藥;但有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗、環(huán)境酸化潛力和富營(yíng)養(yǎng)化潛力分別比常規(guī)生產(chǎn)系統(tǒng)高8.89%、18.74%和26.91%,一方面是由于是有機(jī)生產(chǎn)體系產(chǎn)量較低,另一方面有機(jī)生產(chǎn)中有機(jī)肥的大量施用造成的。值得注意的是,有機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng)中由有機(jī)肥大量使用引起的土壤毒性顯著高于常規(guī)生產(chǎn)系統(tǒng)。
【圖文】：

圖 1-1 中國(guó)蘋果優(yōu)勢(shì)區(qū)域布局示意圖Fig. 1-1 Schematic layout of China apple advantage production region年的布局調(diào)整，我國(guó)蘋果生產(chǎn)向資源條件優(yōu)、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好、出口區(qū)域集中，形成了渤海灣和西北黃土高原兩個(gè)蘋果優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)帶,

果園土壤施氮導(dǎo)致土壤酸化的機(jī)制（Bolan等，1991；盧樹昌，2010）
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X82;S661.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2707189