我国主要粮食作物秸秆还田养分资源量及其对小麦化肥减施的启示

[目的]明确我国主要粮食作物秸秆及其养分资源特征,为秸秆肥料化利用、化肥合理减施及农业绿色生产提供科学依据.[方法]基于《中国统计年鉴》和文献资料数据,估算我国水稻、小麦和玉米秸秆及其养分资源量,分析秸秆和养分资源区域分布特征、养分资源当季释放量以及小麦生产中化肥减施量.[结果]通过文献数据加权估算,我国水稻、小麦和玉米的草谷比分别为1.01、1.14和1.25.2014-2018年,我国三大粮食作物秸秆年均产量为65 386.6万t,其中水稻、小麦和玉米秸秆产量分别占32.3％、22.7％和45.0％.秸秆资源量的73.3％分布在我国华北、长江中下游和东北农区,其中水稻秸秆主要集中在长江中下游农区(50.7％)、小麦秸秆主要集中在华北农区(59.0％)、玉米秸秆主要集中在东北农区(33.7％)和华北农区(30.4％).我国水稻、小麦和玉米秸秆氮素(N)平均含量分别为0.78％、0.64％和0.85％,磷素(P2O5)平均含量分别为0.42％、0.27％和0.53％,钾素(K2O)平均含量分别为2.31％、1.53％和1.59％,秸秆总养分含量(N+P2O5+K2O)表现为水稻＞玉米＞小麦.三大粮食作物秸秆养分资源年均量为509.8万t(N)、284.7万t(P205)和1 183.0万t(K2O),不同农区总养分量分布表现为长江中下游(26.0％)＞华北(25.4％)＞东北(21.3％)＞西北(11.1％)＞西南(10.5％)＞东南(5.6％).我国水稻、小麦和玉米秸秆还田氮素当季释放率分别为54.9％、51.4％和61.9％,磷素当季释放率分别为60.9％、65.3％和73.0％,钾素当季释放率分别为90.1％、93.3％和92.3％,表现为钾＞磷＞氮.三大粮食作物秸秆还田养分当季归还量(化肥可替代量)年均值为294.0万t(N)、194.1万t(P2O5)和1 083.9万t(K2O),总量为1 572万t,其中以玉米秸秆养分(N+P2O5+K2O)当季归还量最高,占当季养分总归还量的44.6％.秸秆还田对我国小麦生产具有较高化肥替代潜力,在小麦一年一作区,小麦秸秆全量还田理论上可替代4.6 kg N·hm-2、7.8 kg P2O5·hm-2和65.3 kg K2O·hm-2的化肥投入量;小麦玉米轮作区,玉米秸秆全量还田理论上可替代小麦生产季39.4 kg N·hm-2、28.9 kg P2O5·hm-2和109.9 kg K2O·hm-2的化肥投入量;稻麦轮作区,水稻秸秆全量还田理论上可替代小麦生产季29.9 kg N·hm-2、17.8 kg P2O5·hm-2和145.1 kg K2O·hm-2的化肥投入量.[结论]我国水稻、小麦和玉米秸秆年均产量分别为21 141.5万t、14 843.1万t和29 402.0万t,总量为65 386.6万t.三大粮食作物秸秆全量还田养分当季释放量为294.0万t(N)、194.1万t(P2O5)和1 083.9万t(K2O).70％以上秸秆资源和养分当季释放量集中在长江中下游、华北和东北地区.小麦生产区,前茬作物秸秆全量还田理论上可替代4.6-39.4 kg N·hm-2、7.8-28.9 kg P2O5·hm-2和65.3-145.1 kg K2O·hm-2的化肥投入量.