曲周县域磷的可持续利用与农业绿色发展

在中国，对食物链中磷（P）流动和磷平衡的认识在县域范围内基本上是未知的，县级单位是营养管理建议最合适的空间单位。

本研究中，作者使用物质流分析（substance flow）方法研究了1980-2017年间中国河北省邯郸市曲周县（典型农业县）食物链中P流的变化。

2017年，通过饲料进口（import）和化肥对该县的外部磷投入是1980年的7倍，导致过去30年中，磷向环境中的损失量增加了7倍，其中损失量最大的来源是动物生产。作物生产的磷利用率和全食物链的磷利用率分别从51%和32%下降到30%和11%，而动物生产的磷利用率则从4%上升到7%。

平衡施磷能显著减少土壤磷素的输入，提高土壤磷素有效利用率，在目前土壤的磷素状况下，平衡施磷对曲周县是适宜的。化肥磷用量可从7276吨/年减少至1765吨/年，这个数量相当于作物带走的磷的量。这一变化将使作物的磷利用效率从30%提高到86%，但对填埋场（landfill）和水体的磷损失影响不大。

把粪肥磷的循环利用率在目前43-95%的基础上在提高，可以节约17%的化肥磷并减少47%的磷损失。减少化肥磷的使用并增加粪肥磷的循环利用，可节约93%的磷肥，减少100%的磷积累，减少49%的磷流失。
 

提高粪肥循环利用率和减少化肥用量是实现磷在食物链中可持续利用的关键，这可以通过耦合作物-畜牧系统和作物-养分管理来实现。