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随着人们对牛奶需求量的增加,我国奶牛养殖数量迅速增长,同时奶牛养殖模式也发生了变化,由此影响了奶牛生产中磷素的来源和去向。为了阐明不同养殖规模奶牛-农田体系磷素流动特征和规律,本研究对44个小区养殖户和20个集约化奶牛养殖场的磷素投入、输出及去向进行了跟踪记载与采样分析,分别从奶牛单体和养殖场两个尺度分析了两种养殖模式下磷素投入、输出和养分利用特征,探讨了养殖规模与磷素流动的关系,研究了不同规模奶牛生产的环境影响。主要研究结果如下:(1)集约化奶牛养殖模式日粮磷平均为0.38%(变异系数为20%),其中有30%的养殖场日粮磷含量高于0.42%的推荐标准,有20%是低于0.32%的推荐标准。小区奶牛养殖模式日粮磷平均为0.44%(变异系数为32%),其中有59%的养殖户日粮磷含量高于0.42%的推荐标准,有20%的养殖户低于0.32%的推荐标准。两种养殖模式均存在磷素投入超量问题,小区养殖更为严重。(2)在奶牛单体尺度下,集约化和小区养殖模式的泌乳牛全年磷素投入量平均值分别为21.9kg/head和20.3kg/head,养殖场尺度的年磷素投入量平均值分别为12.6kg/head和14.6kg/head。(3)在奶牛单体尺度下,集约化养殖模式的泌乳期磷素利用效率(LPUE)和泌乳牛全年磷素利用效率(DPUE)平均值分别为30.6%和27.9%,分别比小区养殖模式的两种利用效率22.8%和20.8%高出34%和25%。在养殖场尺度下,集约化年磷素利用效率(APUE)均值为27.3%,小区养殖模式为21.5%,集约化养殖模式高于小区养殖模式27%。两种养殖模式的产奶量与泌乳期磷素利用效率、泌乳牛全年磷素利用效率以及养殖场尺度下年磷素利用效率均呈现正相关的趋势,且集约化养殖模式的相关性(R2分别为0.41,0.49和0.54)比小区养殖模式(R2分别为0.11,0.10和0.06)大。两种养殖模式的各个时期的磷素投入量与磷素利用效率的关系均呈现负相关,集约化养殖模式的相关性(R2分别为0.64,0.62和0.65)比小区养殖模式稍大(R2分别为0.54,0.57和0.53)。(4)磷素投入量与粪尿磷输出量呈显著的正相关,R2均达到0.90。在奶牛单体尺度下,集约化养殖模式的泌乳期磷素投入量和泌乳牛全年的磷素投入量均比小区养殖模式高6%,泌乳期粪尿磷的排泄量和泌乳牛全年的粪尿磷的排泄量集约化养殖模式分别比小区养殖模式低4%和3%。就养殖场尺度而言,集约化养殖模式年磷素投入比小区养殖模式低14%,年粪尿磷排放前者比后者低21%。调查结果表明,奶牛养殖场所产生的粪便磷大部分通过直接出售来还田,少部分用于养殖场自有农田,总体磷素还田率可达到90%以上。如果将养殖场所产生的粪尿磷施用在小麦-玉米轮作体系中,集约化和小区养殖模式每头牛分别可满足小麦-玉米体系0.27hm2和0.34hm2的磷需求。(5)情景分析表明,奶牛单体尺度下,如果降低日粮磷到0.32%水平,集约化和小区养殖模式泌乳牛全年磷素利用效率分别提高19%和37%,粪尿磷的排放量分别下降26%和34%;如果能够改善饲料结构和物理特征,进一步将日粮磷降低到0.28%,集约化和小区养殖模式的泌乳牛全年磷素利用效率分别提高36%和57%,粪尿磷排泄量分别降低36%%和46%。