磷是植物必需的 3 種大量營養元素之一， 自 20世紀 60 年代以來， 越來越得到重視。特別是 20 世紀 80 年代以來， 隨著高濃度復合肥的出現， 磷素被大量施入農田， 遠遠超出作物生長的需要從而造成土壤磷盈余， 而土壤中過剩的磷又通過地表徑流、滲漏等多種途徑進入水體造成富營養化等環境問題。近年來， 滇池、太湖藍藻以及沿海赤潮頻繁爆發， 而磷被歸罪為“元兇”, 也一度成為眾矢之的。磷平衡可以作為一種衡量土壤磷素投入產出的方法。國際上， 20 世紀 90 年代以來已被廣泛應用于農業政策制定[1]、環境趨勢分析等方面， 近年來還在面源污染控制[2]、畜禽養殖環境承載力1等方面開展了研究應用。如美國有些州已把磷平衡方法作為保護水質最佳管理措施（BMP）的技術方法之一[4], 歐盟各成員國也把它作為一項優先農業環境指標（priorityagri-environmental indicators）[5], 并根據每年統計數據進行更新。

我國學者也對磷平衡進行了大量研究， 但是不同研究者的研究對象（畜禽養殖場、水產養殖場、湖泊、海洋、農田地塊、土壤、作物）和研究角度（經濟、環境、產量）不同， 研究尺度（田塊、縣域、大區域、國家）和選取參數各異。本文從與農業最直接相關的農田視角出發， 從農田磷平衡的計算方法與磷素盈虧狀況兩個方面， 綜述了近年來我國不同尺度農田磷平衡的時空變異特征和不同類型作物種植農田的磷平衡狀況， 并就改善我國農田土壤磷平衡， 提高耕地質量的技術方法進行了探討。

1 農田磷平衡的計算方法

農田磷平衡的計算， 即以農田為研究對象， 對涉及農田所有磷的輸入量和輸出量分別進行測算，并計算差減所得到的值。正值代表農田磷素盈余，負值代表農田磷素虧缺：磷平衡=磷輸入-磷輸出 （1）也有人對其進行了修正， 如徐夢等[6]提出“耕地生態需磷量”概念， 磷平衡公式修正為：磷平衡=磷輸入-磷輸出-耕地生態需磷量 （2）磷輸入和輸出涉及的參數眾多， 一般來說， 輸入項包括肥料、干濕沉降、種子等， 輸出項包括作物收獲、淋溶損失等。具體計算時， 計算參數可因每個計算者的研究目的、研究對象、擁有資料類型、獲取數據難易程度而自行取舍， 缺失的指標也可以查閱文獻或者用經驗值代替。計算磷平衡量， 既可以根據進出農田系統的各種物質的量及其磷濃度進行簡單計算， 也可以使用更加復雜的計算機支持的工具[4].根據數據來源， 計算參數項可分為兩類： 統計數據和試驗實證性數據。它們各有各的特點， 統計數據便于掌握大范圍、長時段的時空變化； 試驗實證性數據更利于表征試驗地塊的特定情況， 也為區域參數的確定提供參考值。

國際上， 磷平衡應用最為廣泛的是經合組織[7],其核算的磷輸入項包括化肥施用、動物糞便還田、大氣沉降、有機肥和種子帶入， 輸出項包括各種農作物和牧草的吸收。受數據可得性制約， 有機肥項沒有核算綠肥、商品有機肥、污泥、餅肥等有機肥源帶入的磷。在國內， 全國范圍測算磷平衡的研究方面， 較早地有 1996 年魯如坤等[8]利用全國 6 個試驗站數據， 比較系統地分析了我國農田磷主要輸入輸出參數特征。輸入參數包括有機肥、降雨、灌溉水， 輸出參數包括作物養分含量、養分消耗量、養分淋失、徑流損失。李書田等[9]測算全國磷平衡時，輸入項包括化肥、有機肥、灌溉、降雨、種子帶入農田的磷， 輸出項包括作物吸收（包括籽粒和秸稈）和養分損失（按 20%估算）。

小區域研究（如以縣為研究單位）方面， 張慧等[10]研究了北京兩個縣的磷平衡狀況， 涉及的參數比較多： 輸入項包括化肥施用、有機肥、種子、降水和灌溉水帶入， 輸出項包括作物吸收、淋溶損失和侵蝕損失。而武蘭芳等[11]研究山東省禹城和湖南省桃源兩個縣的磷平衡時， 輸入項主要考慮化肥磷和糞便磷， 輸出項主要是糧、棉、油、菜和茶果等農作物產品。

有關計算磷平衡時所需要的各種輸入輸出參數的具體取值， 近年出版的《蔬菜養分資源綜合管理理論與實踐》[12]和李書田等[9]的文章分別對蔬菜作物、大田作物種植的磷輸入、輸出參數進行了系統性匯總， 可供讀者參考使用。

2 我國農田磷平衡狀況

許多學者從不同尺度和角度對我國土壤磷平衡狀況進行了研究。從研究尺度來看， 有國家尺度、省級尺度， 也有流域尺度和縣級尺度； 從研究角度和內容來看， 計算磷盈虧比例、單位耕地面積磷盈虧強度， 以比較不同區域之間農田磷平衡的差異是比較常見的， 也有一些對作物磷平衡狀況的專項調查， 比較不同作物之間或同一種作物不同區域間磷平衡的差異。

2.1 我國農田磷平衡的時空變異特征

全國范圍來看， 磷的投入超過作物移出， 我國農田磷平衡表現為整體盈余， 且目前盈余程度仍在加??； 同時， 全國農田土壤磷平衡存在很大時空變異。

關于全國農田磷的總盈余量和盈余強度， 不同研究者的測算結果差異較大， 這主要是由于不同研究者所采用的研究方法、考慮因素不同， 數據精度不同， 因而不同研究者的測算結果之間不宜進行直接的對比， 需進行綜合分析。如李書田等[9]的結果是2009 年全國磷盈余總量為 1 035.8×104t, 盈余強度為 59.2 kg·hm-2; 而陳敏鵬等[13]的結果是， 2003 年全國磷盈余總量為 98×104t, 磷盈余強度為 2.53 kg·hm-2.兩者雖研究年份相差 6 年， 但無論盈余總量還是盈余強度都有了數量級的差異。

關于全國不同區域之間農田磷平衡的比較， 由于不同研究者的區域劃分方法不一致， 所得結果也不完全一致。李書田等[9]認為， 以華北和長江中下游盈余較多， 約分別盈余 353×104t 和 231×104t, 兩地區占全國盈余的 56.4%, 東北地區盈余相對較少， 僅有 76.8×104t, 占全國盈余量的 7.4%.從單位種植面積盈余看， 華北最高， 達85.2 kg·hm-2; 其次是東南地區， 達 65.7 kg·hm-2; 東北地區最少， 為 35.5 kg·hm-2;其他地區都在 50 kg·hm-2左右。方玉東等[14]研究結果則表明， 農田磷盈余呈從東部地區向西部地區逐漸減少趨勢， 另外還提出全國 16%的耕地存在磷素虧缺的問題。Shen 等[15]研究結果則認為磷盈余大的省份主要位于東南部和中部地區。