東北地區農牧系統氮、磷養分流動特征

張曉萌，王寅，焉莉，馮國忠，高強

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東北地區農牧系統氮、磷養分流動特征

張曉萌，王寅，焉莉，馮國忠，高強

（吉林農業大學資源與環境學院/吉林省商品糧基地土壤資源可持續利用重點實驗室，長春 130118）

【目的】東北地區是中國重要的商品糧基地及畜牧產品生產地，農牧產品大量生產影響養分流動的趨勢，而不同地區的養分流動又存在一定差異，明確不同地區農牧系統養分流動特征，揭示其存在的問題，并針對不同的流動特征提出合理的優化策略，為區域農牧系統氮、磷養分的管理提供理論依據。【方法】通過整理1984—2014年統計資料數據和查閱相關文獻參數，利用NUFER模型（nutrient flows in food chain, environment and resources use），以東北地區3個省份的農牧系統為研究對象，估算各省域農牧系統中氮、磷養分的流量、損失量，并對各省域氮、磷養分的循環利用情況、損失途徑及利用率作出綜合評價，探究東北地區氮、磷養分在農牧生產系統中變化趨勢及特征。【結果】1984年吉林、遼寧、黑龍江地區農牧系統氮素總輸入量分別為669、746、716 Gg；磷素總輸入量分別為121、222、169 Gg，至2014年氮素輸入量增長至1 899、1 572、2 256 Gg；磷素輸入量達到471、393、769 Gg，氮、磷養分的投入量表現為黑龍江＞吉林＞遼寧。氮素養分損失率吉林地區最高，磷素養分損失率遼寧地區最高。氮、磷養分循環再利用方面，吉林地區的循環利用率最高，遼寧地區最低。近30年，吉林、遼寧、黑龍江地區農田生產系統氮素養分利用率分別下降10%、11%、32%；磷素養分利用率分別下降16%、2%、23%。畜禽生產系統中，氮素養分的利用率分別增加3%、11%、10%，磷素養分利用率分別增加0.8%、1.9%、3.2%。農牧結合生產系統氮素養分利用率分別由1984年的26%、36%、52%降至2014年的13%、21%、22%，整體表現為黑龍江＞遼寧＞吉林；磷素養分利用率由1984年的25%、25%、31%降至2014年的9%、14%、10%，表現為遼寧＞黑龍江＞吉林。【結論】1984—2014年，東北地區農牧系統氮、磷養分投入大幅增加，不同省域間表現出明顯差異。黑龍江地區的氮、磷養分可利用總量均最高，而氮、磷養分的循環再利用率則表現為吉林地區最高。東北地區農牧結合系統中，黑龍江地區氮素利用率高于其他地區，遼寧地區的磷素利用率高于吉林和黑龍江地區。吉林和遼寧地區的氮、磷養分損失率分別高于其他地區。因此，需要針對不同地區的養分流動特征提出農牧管理方面合理化建議，為東北地區的農牧業可持續發展提供依據。

東北地區；農牧系統；NUFER模型；氮、磷流動；養分管理

0 引言

【研究意義】氮素是植物生長需求量最大的營養元素，且制約著植物生長和產量的形成，而可利用磷量又制約著氮素的吸收[1]。因此，氮、磷養分的供應是糧食增產的有效保障，具有不可替代的作用[2]。東北三省地處東北亞核心地區，是中國重要的商品糧及畜牧產品生產地區，農業、畜牧業正在持續不斷地發展。然而，東北地區的農牧產業中種植結構相對單一，畜牧業種類結構簡單，發展不均衡，農牧結合循環體系關系松散，未有效發揮以農促牧、以牧促農、農牧互補的優勢[3]。同時，東北農牧交錯區又是典型的生態脆弱區，既經濟落后又是中國“生態環境脆弱帶”的組成部分[4]。因此，在保證糧食安全并高產的模式下，有必要改善農牧產業中氮、磷養分的利用，減小損失，降低環境風險，調整農牧一體化的協調發展，堅持可持續發展的農牧結合型模式，對今后養分資源的可持續發展具有重要意義。【前人研究進展】目前，國內外對氮、磷養分的平衡及管理問題已有大量研究。Smith等[5]通過氮素養分平衡建立氮素排放的估算方法，計算了土地擴張需求下的畜禽系統氮素排放量，提出了控制地面及地表水中氮素損失的相關策略；Magdoff等[6]分析了當前養分流動特征，討論社會發展對農業養分循環的影響，以及當代農業生產中養分資源面臨的挑戰；魯如坤等[7]探究了中國南方6省的農田養分平衡現狀，分別對各省的氮、磷、鉀素的盈虧狀態進行了詳細的分析；Ma等[8]利用物質流分析方法及相關研究的總結歸納，建立了食物鏈養分流動模型（nutrient flows in food chain, environment and resources use，NUFER），并分析了2005年中國氮、磷養分的利用及損失情況，對降低糧食氮、磷養分生產成本提出合理化建議。隨后，NUFER模型分析方法逐漸用于其他地區，侯勇等[9]對比分析了京郊地區集約化種豬場、生態養殖園和單一種植區農牧生產系統的養分利用率及損失情況；BAI等[10-12]分別對中國生豬、奶制品等畜牧產品生產體系中氮、磷養分的轉化情況進行探究，提出了可以高效利用養分的飼養、管理及糞便處理辦法。另一方面，通過估算中國食品生產中氮的排放量，探究出減輕食品生產中一氧化二氮排放的管理方案[13]。張建杰等[14]在區域尺度上對山西省農牧系統磷空間流動特征進行了綜合評價，并提出相關管理策略。【本研究切入點】目前，東北地區養分流的研究限于單一的作物生產系統和畜禽養殖系統內部[15-16]，而對于農牧結合生產體系的整體養分輸入、輸出及利用情況并不清楚。同時，對農牧產品生產量大而本地消耗量少的出口型地區養分流動情況，以及不同種植結構、畜禽養殖結構的地區間養分流動差異特征還缺乏了解。【擬解決的關鍵問題】借助NUFER模型，分析東北地區1984—2014年間農牧體系氮、磷養分流動趨勢特征，明確東北地區省域間的養分流動差異，探索各省存在的問題，全面、準確地為東北地區的氮、磷養分的優化管理提供策略。

1 材料與方法

1.1 東北地區概況

東北三省是位于中國東北部的吉林、遼寧和黑龍江3個省份的總稱，位于東經118°53′—135°05′, 北緯38°43′—53°33′。土地面積78.73×104km2，約占全國的8.2%。東北屬溫帶季風性氣候，夏季短促溫和多雨，冬季漫長寒冷干燥，雨熱同期，熱量不足。同時，東北三省是中國重要的工業、農業大省。1984—2014年間東北三省的經濟與人口發展情況如圖1所示，2014年吉林、遼寧、黑龍江三省城鎮化率分別達到47%、52%、58%，生產總值分別為1.4×1012、2.9×1012、1.5×1012元[17-22]，其中農業生產總值分別約占11%、8%、17%。近30年，東北三省農業、畜牧業結構差異如圖2所示。東北三省農業主要以谷物、蔬菜的種植為主，畜牧業主要以豬、肉牛、家禽的養殖為主，而三省的種植、養殖結構又略有差異。吉林省主要以谷物種植，豬、肉牛養殖為主；遼寧省蔬菜、水果的種植面積逐漸擴大，家禽的飼養量較高；黑龍江省其他作物的種植以及奶牛的養殖數量相對略多。

1.2 養分模型介紹

本研究針對吉林、遼寧、黑龍江3個省份，以每個省的“農田-畜牧”生產體系中氮、磷養分的流動為研究對象。系統的邊界根據省份地理區域邊界確定。農牧生產體系中養分的投入包括化肥、大氣沉降、生物固氮、飼料的外源輸入；輸出包括動、植物性食品、養分的累積及損失（氨揮發、氧化亞氮排放、徑流、淋洗、侵蝕以及反硝化作用）；系統內部的養分循環主要是通過作物秸稈還田、用作飼料及有機肥還田等途徑（圖3）。其中，農田系統中的秸稈養分輸出包括還田、作飼料、以及通過一些途徑的養分損失；畜禽系統中的輸出包括動物性食品、畜禽糞尿通過有機肥途徑的還田以及不同途徑的損失。另外，在系統養分輸入中種子、農藥、磷素的沉降等養分的帶入對整體養分的投入來說占極小部分，因此不予考慮。

畜禽單位LSU：采用歐盟統計局折算方法，將奶牛作為標準單位，一頭肉牛折算0.8頭奶牛，一頭豬折算0.3頭奶牛，一只肉雞折算0.007頭奶牛，一只蛋雞折算0.014頭奶牛，一只羊折算0.1頭奶牛

圖3 農牧系統氮、磷養分流動示意圖

1.3 數據來源

東北地區基礎數據信息（吉林、遼寧和黑龍江人口數量、生產總值、化肥用量、耕地面積、作物種植面積及產量、畜禽數量）來自統計年鑒[17-22]。為了便于計算比較，畜禽數量采用歐盟統計局折算方法（LSU）[23]，將奶牛作為標準，其他畜禽均折算成相應的奶牛數量。模型中涉及到的養分含量、養分去向、排放系數等參數通過查閱文獻獲取[24-29]。

1.4 計算方法

1.4.1 農田系統氮、磷養分的計算（Gg=103t）

氮（磷）素輸入量（Gg）=氮（磷）肥投入量+大氣沉降量+生物固氮量+秸稈還田量+有機肥還田量 （1）

式中，磷素養分輸入中不包括大氣沉降和生物固氮。

氮（磷）養分輸出量（Gg）=籽粒含氮（磷）量+秸稈含氮（磷）量+氨揮發損失量+氧化亞氮損失量+徑流、侵蝕、淋洗損失量+反硝化作用養分損失量+土壤養分累積量 （2）

式中，磷素養分輸出中不包括氨揮發、氧化亞氮及反硝化作用途徑的養分損失。

1.4.2 畜禽系統氮、磷養分的計算

氮（磷）養分輸入量（Gg）=系統內部作物產品作飼料的轉化量+飼料的外源輸入量 （3）

氮（磷）養分輸出量（Gg）=肉、蛋含氮（磷）量+其他畜禽產品含氮（磷）量+畜禽糞尿氮（磷）排放量（4）

式中，畜禽糞尿一部分通過有機肥進行還田，未被還田部分表示為不同途徑的損失。

1.4.3 氮、磷養分可利用資源量的計算

氮（磷）養分可利用資源量（Gg）=秸稈氮（磷）養分含量+畜禽糞尿氮（磷）養分含量 （5）

1.4.4 氮、磷養分利用率的計算

農田系統氮（磷）養分利用率（N(P)UEc）=（植物性食品養分含量+用作飼料部分的作物產品養分含量）/農田系統養分投入量×100% （6）

畜禽系統氮（磷）養分利用率（N(P)UEa）=動物性食品養分含量/畜禽系統養分投入量×100% （7）

農牧系統氮（磷）養分利用率（N(P)UEc+a）=（植物性食品+動物性食品）/農牧系統養分總投入量×100%（8）

農牧系統氮（磷）養分循環再利用率（RRR）=（作物秸稈還田量+作物秸稈作飼料量+畜禽糞尿還田量）/（作物秸稈收獲量+畜禽糞尿排泄量）×100% （9）

1.4.5 動、植物性食品出口量計算

動、植物性食品氮（磷）養分出口量=動、植物性食品氮（磷）養分生產量-本地居民動、植物性食品氮（磷）養分消耗量 （10）

2 結果

2.1 東北地區農牧系統養分輸入與輸出的變化趨勢

1984—2014年，吉林、遼寧、黑龍江3省的氮素總投入量分別由669、746、716 Gg升至1 899、1 572、2 256 Gg（圖4），分別增加了1.8、1.1和2.2倍。雖然黑龍江地區的氮素總投入量三省中最高，但在單位耕地面積氮素投入量上，黑龍江地區最低。2014年黑龍江地區單位面積氮素投入量為141 kg·hm-2，吉林和遼寧地區分別為271和280 kg·hm-2。其中，大部分氮素的投入來自農田中化學肥料的施用，吉林、遼寧、黑龍江分別由1984年的54%、70%、34%增至2014年的72%、70%、56%。近30年，隨著東北地區畜牧業的迅速發展，帶動飼料的外源輸入量不斷攀升。由于2006—2008年各地區先后發生了動物疫情，畜禽養殖數量下降，導致飼料的外源輸入量在這幾年間有所下降，隨后逐漸恢復。2014年，吉林、遼寧、 黑龍江地區飼料外源輸入量分別達到217、366、176 Gg。

從氮素養分輸出狀況來看（圖4），東北地區氮素輸出絕對量差異大，但增長趨勢較為相似。黑龍江地區動、植物性食品的生產量最大，由1984年的699 Gg增至2014年的1 226 Gg，其中，輸出其他地區的出口量約占25%。吉林和遼寧的動、植物性食品生產量分別由1984年的357和593 Gg增至2014年的610和814 Gg，出口量約占20%和14%。農牧系統中一部分氮素養分殘留于土壤中，其中，吉林地區的氮素土壤累積量處于東北地區首位。近30年，吉林和黑龍江地區氮素的土壤累積量表現為上升趨勢，而遼寧地區則處于波動狀態。2014年，吉林、遼寧、黑龍江地區的氮素土壤累積量分別達到376、83、166 Gg。

在整個農牧系統中，東北地區的磷素養分的投入量變化趨勢和氮素相似，至2014年總養分投入的絕對量從高到低表現為：黑龍江＞吉林＞遼寧，分別為769、471、393 Gg，增加了3.6、2.9、0.8倍。近30年，吉林、遼寧、黑龍江地區來自化肥的磷素投入量分別增長了328%、29%、373%。遼寧地區的飼料外源投入比例由6.6%增加至31.8%，而吉林和黑龍江地區的飼料外源投入量分別由22%和12%降至14%和8%。1984年，吉林、遼寧、黑龍江地區動、植物性食品的磷素輸出其他地區出口量分別為9.4、28.8、26.4 Gg，占總生產量的14%、24%、26%，至2014年增長至26.4、27.6、52.2 Gg，占總生產量的22%、18%、26%。在磷素的養分輸出中，大量的磷素養分未被利用，土壤累積量持續增加，吉林和黑龍江地區表現最為明顯。2014年吉林、遼寧、黑龍江地區磷素的土壤累積部分分別達到63%、41%、64%（圖5）。

2.2 東北地區農牧系統可利用養分及循環利用率

隨著東北地區氮、磷養分的大量投入，有機養分可利用資源量提高。計算結果表明，近30年，吉林地區氮、磷養分可利用資源量分別由281、52 Gg增至768、162 Gg；遼寧地區則由404、79 Gg增至815、211 Gg；黑龍江地區增加幅度最大，由311、58 Gg增至1083、226 Gg。從單位耕地面積方面來看，遼寧地區的氮、磷養分增幅最高，增加量分別達到54、21 kg·hm-2，吉林地區為40、10kg·hm-2，黑龍江地區最低，結果分別是33、8kg·hm-2。與此同時，氮、磷養分通過秸稈、畜禽糞尿還田、以及秸稈作飼料等途徑對農田-畜牧系統之間的養分進行循環利用，養分的循環量逐漸提高，但養分的循環利用率在下降（表1）。吉林、遼寧、黑龍江地區的氮素養分循環再利用率分別下降6.9%、6.8%、4.8%，磷素循環再利用率分別下降16.1%、14.6%、16.7%。

圖4 1984—2014年吉林、遼寧、黑龍江地區農牧體系氮素輸入與輸出情況

2.3 東北地區農牧系統氮、磷養分利用率

如圖6所示，1984—2014年東北地區農田生產、農牧結合系統氮、磷養分利用率呈下降趨勢，而畜禽生產系統氮、磷養分利用率呈上升趨勢。農田生產系統中，吉林、遼寧、黑龍江地區氮素利用率分別下降10%、11%、32%，磷素養分利用率分別降低16%、2%、23%。畜禽生產系統中，吉林、遼寧、黑龍江地區的氮素利用率分別增加了3%、11%、10%，磷素養分利用率分別提高了0.8%、1.9%、3.2%。2014年，東北地區農牧結合系統氮素養分利用率表現為黑龍江（22%）＞遼寧（21%）＞吉林（13%）；磷素養分利用情況表現為遼寧（14%）＞黑龍江（10%）＞吉林（9%）。

2.4 東北地區農牧系統氮、磷養分的損失情況

近30年，東北地區農牧系統中氮、磷養分的損失呈逐漸擴大趨勢（圖4、圖5）。計算結果表明，吉林、遼寧、黑龍江地區氮素總養分損失率分別由1984年的34%、29%、20%擴大至2014年的48%、43%、38%，其中通過農田土壤及畜禽糞尿中的氨揮發、淋洗等損失途徑為主，2014年，單位耕地面積氨揮發損失量分別為72、85、33 kg·hm-2。磷素總養分損失率分別由3%、2%、2%擴大至12%、21%、10%，主要通過農田土壤、畜禽糞尿的淋洗途徑損失，2014年單位耕地面積淋洗損失量分別為7、16、4 kg·hm-2。

圖5 1984—2014年吉林、遼寧、黑龍江地區農牧體系磷素輸入與輸出情況

3 討論

東北地區農牧系統的養分輸入與輸出量整體呈上升趨勢，但各省域間略有差異。養分的投入由北向南逐漸減少。造成這種差異主要與氣候條件、耕地資源、種植結構等因素相關。黑龍江地區有豐富的耕地資源，耕地資源總量占全國第一[30]。因此，黑龍江地區盡管在單位耕地面積上養分投入量少，但作物種植面積相對較大，化肥總投入量也隨之增加，氮素的沉降量也顯著高于其他省份，造成養分的總投入量較高。而遼寧地區在單位耕地面積上的養分投入居于首位，由于該地區的種植結構中，蔬菜、水果的種植面積較大，而蔬菜為喜高肥作物，需肥量較高[31]，養分的投入量也隨之增加。吉林地區谷物種植主要以玉米為主，在玉米施肥上吉林地區農戶習慣施用高氮肥[32]，且玉米的施氮量高于蔬菜施氮量[33]，導致吉林地區的化肥氮素總投入量在3個地區中最多。因此，不同省域間的養分投入方面存在差異。

NUEc+a：農牧系統氮素利用率Nitrogen use efficiency in farming and animal husbandry system；NUEc：農田生產系統氮素利用率Nitrogen use efficiency in farm production system；NUEa：畜禽生產系統氮素利用率Nitrogen use efficiency in livestock and poultry production system；PUEc+a：農牧系統磷素利用率 Phosphorus use efficiency in farming and animal husbandry system；PUEc：農田生產系統磷素利用率 Phosphorus use efficiency in farm production system；PUEa：畜牧生產系統磷素利用率 Phosphorus use efficiency in livestock and poultry production system

養分輸出方面，東北地區農牧產品大量生產并長期輸出到其他地區。黑龍江地區農牧產品生產量最高，輸出量也居3省之首。同時，大量養分隨產品的出口而輸出，而一部分養分以廢物的形式累積于本地。研究結果顯示，除吉林地區氮、磷養分累積量一直處于盈余狀態，其余兩個地區都出現了養分虧缺的情況。在2000年之前，黑龍江地區作物從土壤中帶走的氮素養分量高于氮肥投入量，造成土壤的氮素養分累積量出現虧缺。隨著化肥的投入量增加，土壤的氮素養分得到補充，2000年之后氮素養分開始出現大量盈余，這與王建國等[34]的研究結果相似。而遼寧地區近30年氮素養分累積盈虧情況交替出現，處于波動狀態，這與遼寧地區作物的種植面積與產量一直處于波動狀態有關。該研究結果與梁雷等[35]的部分研究結果相符。因此，不同地區養分的投入存在差異，也導致輸出方面產生不同的表現。

表1 東北地區農牧系統氮、磷養分循環再利用情況

本研究表明，1984—2014年東北地區農牧系統氮、磷養分輸入與輸出大幅提高，損失率持續增加，循環再利用率不斷下降，最終的養分利用率呈現下降趨勢，這與Ma等[29]研究結果整體變化趨勢相似，但近10年農田系統的氮素利用率降幅略高于前人研究結果，而磷素的利用率增幅略低；畜禽系統的氮、磷養分利用率變化幅度均偏低。不同省域養分利用率存在差異。究其原因，吉林地區農民習慣施用高氮肥并采用將化肥一次性施入土壤的方式施肥[32]。同時，農民為方便耕作、減少成本而習慣將作物秸稈露天焚燒，導致養分利用率較低。雖然3個地區中吉林地區的養分循環率較高，但其養分再利用量遠不及其損失量。而遼寧地區畜禽的養殖數量高，產生大量的畜禽排泄物。畜禽糞便中存在大量的氮、磷養分，一部分通過氨揮發到大氣中，其余部分通過地表或地下水流入江河，造成損失及污染[36]。導致遼寧地區的養分損失率不斷升高，磷素損失率處于3省之首。黑龍江地區除了大量種植水稻和玉米外，大豆的種植面積也相對較多，種植大豆需要較高的磷肥，而大豆磷肥的利用率較低[37]。因此，黑龍江地區的磷素養分利用率略低。

最后，根據省域間不同的種植結構以及不同作物的需求，合理調整不同養分的投入量。吉林地區農牧系統養分管理中，應側重農田生產中對養分的優化利用，氮、磷養分投入合理化，注意養分的循環再利用。普及合理施肥觀念，減少高氮肥的施用。另一方面，適當減少糧食用玉米的種植面積，增加種植糧飼兼用作物。遼寧地區則應該側重對畜牧生產中養分的去向管理以及農牧結合方面養分的合理規劃，畜禽糞尿及時還田，多利用作物秸稈作飼料，減少養分外源投入。減少豬、家禽等畜禽的飼養，逐步建立耗糧型和草食型動物相結合養殖結構，合理分配資源。黑龍江地區應注意農田生產中的化肥合理投入的同時，有效地利用豐富的土地資源，并進一步加強農牧結合程度，減少損失，提高養分循環再利用率，從而提高養分利用率。黑龍江地區秸稈資源量豐富，可通過調節畜禽養殖結構，積極發展草食型動物的飼養量，加快建立牛、羊為主的養殖業，充分利用秸稈資源，加快該區域秸稈和飼用玉米的轉化和利用，從而改變原來種植業與養殖業分離的生產方式，實現資源化整合。同時，加強各省域之間的養分協調管理，取長補短，優化農牧系統中養分的利用，促進東北地區養分資源的可持續發展。

4 結論

1984—2014年，東北地區農牧產業快速發展，農牧系統養分總輸入與輸出量不斷攀升。受氣候條件、種植結構、養殖結構等影響，不同省域間的養分特征略有差異。東北地區氮、磷的養分的總投入量中，黑龍江地區居于首位。氮、磷養分利用方面，黑龍江地區的氮、磷養分可利用總量均最高，而氮、磷養分的循環再利用率則表現為吉林地區最高。東北地區農田系統中氮、磷養分利用率最高的地區分別為黑龍江和遼寧；畜禽系統中，黑龍江地區氮、磷利用率均最高；農牧結合系統中，黑龍江地區氮素利用率高于其他地區，遼寧地區的磷素利用率高于吉林和黑龍江地區。吉林和遼寧地區的氮、磷養分損失率分別高于其他地區。因此，針對東北不同地區的農牧系統養分流動特征采取適宜的管理措施，是促進農牧養分循環，提高養分利用率，保障東北地區的農牧業長期可持續發展的必由之路。

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（責任編輯 岳梅）

characteristics of nitrogen and phosphorus nutrient flow in farming and animal husbandry system in Northeast China

ZHANG XiaoMeng, WANG Yin, YAN Li, FENG GuoZhong, GAO Qiang

(College of Resources and Environmental Sciences, Jilin Agricultural University/Key Laboratory of Sustainable Utilization of Soil Resources in the Commodity Grain Bases in Jilin Province, Changchun 130118)

【Objective】Northeast China is an important commodity grain base and the place of animal husbandry production in China. The mass production of farming and animal husbandry products influences the trend of nutrient flow, and the nutrient flow in different areas exists some differences. To make clear the characteristics of nutrient flow in different areas, and to reveal their problems, the reasonable and optimal strategy for different flow characteristics was put forward, which will provide a theoretical basis for nitrogen and phosphorus nutrient management in regional farming and animal husbandry system.【Method】With statistical data and literatures collection from 1984 to 2014 taking the farming and animal husbandry system in the three provinces of Northeast China as the research object by NUFER model (nutrient flows in food chain, environment and resources use). The flow and loss of nitrogen and phosphorus in the farming and animal husbandry system in each province were estimated. And the comprehensive evaluation of nitrogen and phosphorus nutrient utilization, loss path and utilization efficiency in each province was made. the trends and characteristics of nitrogen and phosphorus flow in thefarming and animal husbandry system were studied.【Result】In 1984, the total nitrogen input of the farming and animal husbandry in Jilin, Liaoning, Heilongjiang area was 669, 746 and 716 Gg, respectively. the total phosphorus input of them was 121, 222 and 169 Gg, respectively. In 2014, the total nitrogen input increased to 1 899, 1 572 and 2 256 Gg; and the phosphorus input reached 471, 393 and 769 Gg in the areas, respectively. The input amounts of nitrogen and phosphorus nutrients were as follows: Heilongjiang＞Jilin＞Liaoning. The loss rates of nitrogen nutrition in Jilin area and phosphorus nutrition in Liaoning area were the highest. The recycling rate of nitrogen and phosphorus was the highest in Jilin, and the lowest in Liaoning. In the past 30 years, the nitrogen use efficiency of farm system in Jilin, Liaoning and Heilongjiang decreased by 10%, 11%, and 32%, respectively. The use efficiency of phosphorus decreased by 16%, 2% and 23%, respectively. In the livestock and poultry production system, the utilization of nitrogen nutrient increased by 3%, 11% and 10%, respectively; and the utilization of phosphorus content increased by 0.8%, 1.9% and 3.2%, respectively. Nitrogen use efficiency in farming and animal husbandry system decreased from 26%, 36%, 52% in 1984 to 13%, 21%, 22% in 2014, respectively. The overall trend was Heilongjiang＞Liaoning＞Jilin; phosphorus use efficiency decreased from 25%, 25%, 31% in 1984 to 9%, 14%, 10% in 2014, respectively. The trend was as following: Liaoning＞Heilongjiang＞Jilin.【Conclusion】The input of nitrogen and phosphorus in farming and animal husbandry system in Northeast China increased significantly from 1984 to 2014. There were obvious differences among different areas. The total available nitrogen and phosphorus nutrients were the highest in Heilongjiang, while the recycling efficiency of nitrogen and phosphorus was the highest in Jilin. In Northeast China, the efficiency of nitrogen use in Heilongjiang was higher than that in other areas, and the efficiency of phosphorus use in Liaoning was higher than that in Jilin and Heilongjiang. The loss rates of nitrogen and phosphorus in Jilin and Liaoning were higher than those in other areas. Therefore, it is necessary to make reasonable suggestions for the management of farming and animal husbandry according to the characteristics of nutrient flow in different regions, so as to provide a basis for the sustainable development of farming and animal husbandry in Northeast China.

Northeast region; farming and animal husbandry system; NUFER model; nitrogen and phosphorus flow; nutrient management

2017-04-26；

2017-07-01

國家重點研發計劃（2016YFD0200101）

張曉萌，E-mail：zxmeng9016@163.com。

王寅，E-mail：wy1986410@163.com。通信作者高強，E-mail：gyt199962@163.com