农牧结合养分管理是绿色农业发展关键，农牧系统养分管理具有非凡的重要性和紧迫性。“一方面需要优化饲料配方的能蛋比和精粗比，更重要的是，亟须改善集约化畜牧生产体系的畜禽粪尿管理方式。”中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心马林表示。
农田硝酸盐淋失、水体富营养化、氨挥发和温室气体排放等一系列环境问题的出现，让社会意识到农牧系统养分管理的重要性和紧迫性。马林研究组与合作者构建了食物链和农牧系统养分流动模型，实现了在农户、流域、区域、国家和全球尺度上，对氮磷平衡、环境排放、利用效率及流动规律进行定量分析，为农牧系统可持续发展研究提供了创新方法。
该模型模拟食物链和农牧系统NH3、N2、N2O挥发，氮磷养分淋溶，径流和侵蚀等环境损失，阐明了中国农牧系统和食物链氮磷流量、利用效率和环境排放的时空分异特征，为优化中国农牧系统养分管理和绿色农业发展提供了理论依据。研究发现，饲舍和储藏环节是氮素环境排放的主要环节，农牧结合和粪尿资源化利用是大幅度减少化肥施用和环境排放的关键途径。该项目在国内建立了模型研究协作网，系统分析了东北地区、北京、河北、山西、重庆、云南等不同地区农牧系统养分流动的特征。该研究表明：农牧结合是可持续集约化农业的必然出路，农牧结合的核心是通过改善畜禽粪尿管理，减少养分的损失和提高养分在农田循环的比例和数量。
研究表明，农牧系统氮磷利用率和损失存在较大的空间分布特征，氮磷高排放区域集中在华北平原、长江三角洲和珠江三角洲等都市圈及其周边的农牧业生产区。其主要原因是农田化肥过量施用和农牧系统分离的生产体系，导致大量畜禽粪尿养分未被循环利用。
农牧结合的方式是多尺度的，包括农场内、农户间和区域间，与之相对应的农牧结合程度也是不同的。欧洲国家、新西兰和巴西等国家的研究表明，在农场内的农牧结合和畜禽粪尿优化管理，可以有效减少农场氮素环境排放，降低环境污染风险。以奶牛为例，欧盟组织了以荷兰De Marke农场为先锋的试验场网络，对农场尺度“土壤—玉米—牧草—奶牛”系统精确氮管理进行定量研究。结果表明，De Marke农场与传统农场相比，氮素总投入减少50%，牛奶和肉产量保持不变，而氮素利用率提高一倍。
□秦志伟
