基于土壤碳平衡的黑土区县域种养规模优化

• Published in: 农业工程学报 Vol. 39; no. 6; pp. 204 - 213
• Main Authors: 杭胜, 侯瑞星, 李泽红, 欧阳竹
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101 01.03.2023; 中国农业大学有机循环研究院(苏州),苏州 215000%中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101; 中国科学院大学,北京 100049%中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101; 中国科学院地理科学与资源研究所,黄河三角洲农业工程实验室,东营 257509
• Subjects: 碳平衡; 秸秆; 可持续发展; 规模优化; 黑土地; 氮; 承载力; 土壤
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202211158

S962.9; 东北黑土区是中国商品粮的主产区,近年来存在耕地"变薄、变瘦、变硬"等土壤质量下降问题.农业废弃物作为碳源高效还田是提升土壤质量的重要途径,但目前缺少基于农业-牧业碳素循环调控的区域农业生产系统模式,以促进碳素高效还田和黑土地地力提升.为了探讨基于土壤碳收支平衡来调整农牧规模的方法,该研究选取位于松嫩平原腹地的齐齐哈尔市作为研究对象,核算齐齐哈尔市各县域土壤碳收支状况,以土壤碳排放和碳输入相平衡为目标,通过多目标线性规划方法构建齐齐哈尔市的农牧业碳平衡农业模式.结果表明,各县域主要调整方案为种植业需要减少水稻种植面积,增加玉米的种植面积,养殖业需要增加奶牛养殖规模.调整后种植业和养殖业的废弃物得到全量化利用后,农田土壤碳库不再下降.县域尺度农牧规模需因地制宜的调整,以土壤碳亏损较大的讷河县为例,在保证碳输入及农业经济收益的基础上,增加46％的玉米种植面积,减少63％的黄牛养殖规模,增加85％的奶牛,54％的生猪,76％的羊及71％的家禽养殖规模,可保持土壤碳平衡.种植业和养殖业规模调整后的有机物料还田可替代 33％～49％的化肥氮投入,除克东县和克山县的玉米种植外,3 种主栽作物的土壤氮承载力均呈现上升趋势.研究提出农业"碳平衡"发展模式,可为黑土区农业-牧业发展实现农业资源的高效利用和中国"双碳"战略提供科学依据.