有机无机垃圾复混肥对土壤理化性质和玉米产量的影响

本文进行了垃圾复混肥、化肥、垃圾堆肥田间比较试验。结果表明:垃圾复混肥与CK比较,0~20cm土层土壤体积质量降低0.11g/cm3,总孔隙度增加3.4%,>0.25mm团粒结构增加5.51%,自然含水量增加71.68g/kg,贮水量增加145.69m3/hm2,阳离子交换量增加7.03cmol/kg,有机质增加1.77g/kg,碱解N、速效P和速效K分别增加20.51、2.95和11.10mg/kg,pH降低0.17。玉米株高、穗粒数、穗粒重和百粒重分别增加43.20cm、25.55粒、28.75g和2.43g,增产率达25.86%。并对土壤重金属离子Hg、Cd、Cr、Pb富集有明显减缓趋势。不同处理间差异显著性经LSR检验达到显著或极显著水平。     

不同有机无机复混肥对小麦产量、氮效率和土壤微生物多样性的影响

通过田间试验,研究了菜粕堆肥、猪粪堆肥和中药渣堆肥有机无机复混肥与无机复混肥等价格施入对小麦产量、氮素利用率以及土壤微生物多样性的影响。结果表明,3种堆肥原料有机无机复混肥处理的小麦子粒产量（5838.8～6243.1 kg/hm2）为化肥处理（5880.4 kg/hm2）的99.3%～106.2%,差异不显著。猪粪处理和菜粕处理的小麦子粒的氮素累积量（分别为100.2 kg/hm2和95.8 kg/hm2）显著高于化肥处理（85.9 kg/hm2）和中药渣堆肥有机无机复混肥处理（84.5 kg/hm2）;3种有机无机复混肥的氮肥回收效率和氮素利用率（包括氮素生理利用效率和氮素子粒生产效率）都高于化肥处理的氮肥回收效率和氮素利用率。对各处理土壤DNA条带采用邻接法分析表明,施入外源有机物质(菜粕堆肥、猪粪堆肥与中药渣堆肥)可以改变土壤的微生物细菌群落结构,而施入化肥对土壤的微生物细菌群落结构影响较小。本试验条件下,施用3种堆肥原料的有机无机复混肥可以获得与施用化肥相当的小麦子粒产量,提高小麦的氮素回收和利用效率,改变土壤微生物细菌群落结构。     

人工合成土壤理化性质及其对番茄生长发育与产量的影响

试验研究几种人工合成土壤理化性质及其对番茄生长发育和产量的影响结果表明,生活垃圾、羊粪、玉米秸秆、糠醛渣、肥沃土壤按容积比0.20∶0.15∶0.15∶0.10∶0.40,并加入酵素菌速腐剂、番茄专用肥发酵处理后配制成人工合成土壤有利于番茄生长发育。与传统土壤栽培(对照)相比,其土壤容重降低0.31g/cm3,总孔隙度、毛管孔隙度、空气孔隙度分别增加11.71%、6.12%和5.59%;自然含水量、容积含水量、水层厚度、蓄水量分别增加106.93g/kg、6.12%、12.24mm和122.46m3/hm2;有机质、速效氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量分别增加16.70g/kg、29.97mg/kg、11.37mg/kg、35.25mg/kg及5.73cmol/kg;番茄株高、茎粗、单果重、单株果重、产量、产值、利润分别增加36.16cm、0.50cm、33.30g、0.97kg/株、36.30t/hm2、2.18万元/hm2和1.07万元/hm2,并有明显减缓重金属元素Hg、Cd、Cr和Pb富集趋势。     

长期施用有机固体废弃物对河西走廊风砂土的培肥效应和环境影响研究

系统研究了几种有机固体废弃物对风砂土的改土培肥效应,结果表明:有机固体废弃物糠醛渣、羊粪、玉米秸秆、菜籽饼按 0.50:0.25:0.20:0.05 容积比,经高温发酵处理,施用量为 45.00 t/hm2 时的改土培肥效应最佳,与不施有机固体废弃物的对照(CK)比较,风砂土的总孔隙度和＞0.25 mm 的团粒结构分别增加 10.57%、5.23%;土壤有机质、碱解 N、速效 P、速效 K、CEC 和土壤贮水量分别增加 2.93 g/kg、10.71 mg/kg、3.73 mg/kg、34.12 mg/kg、5.86 cmol/kg 和 59.40 m3/hm2; 西葫芦的产量、产值和利润分别增加 16.28 t/hm2、19600 元/hm2 和 18500 元/hm2;而风砂土体积质量降低 0.28 g/cm3.风砂土上长期施用生活垃圾,重金属离子有富集的趋势;而长期施用锯末、蘑菇渣和糠醛渣则无此效应.     

有机肥替代氮肥对银北灌区盐化灌淤土理化性质及玉米生长的影响

次生盐渍化已成为宁夏银北灌区灌淤土壤退化的主要形式,制约着宁夏农业持续高质量发展。为了给宁夏地区盐化灌淤土的施肥管理及提高作物产量提供科学依据,以银北灌区典型盐化灌淤土为研究对象、玉米品种先玉335为指示品种,研究了不同施肥水平对盐化灌淤土土壤理化性质及玉米生长的影响。结果表明,各施肥处理均能有效地增加盐化灌淤土的速效养分含量,进而优化玉米产量构成要素,提高玉米产量。各施肥处理除常规施肥处理(施N 375.0 kg/hm2、P2O5 100.0 kg/hm2、K2O 100.0 kg/hm2)的玉米总根长、根表面积最高外,有机肥替代常规施肥量50%氮肥(施N 187.5 kg/hm2、P2O5 100.0 kg/hm2、K2O 100.0 kg/hm2、有机肥7.3 t/hm2)处理的土壤理化性质及玉米生长指标最高。与对照不施肥相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了34.5%、25.9%、120.5%、23.7%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了40.5%、15.2%、80.5%、104.8%,秃尖长降低了78.0%;与常规施肥处理相比,该处理下土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾分别增加了36.5%、21.4%、13.7%、8.6%,玉米穗长、穗粗、穗粒数、产量分别增加了0.6%、1.9%、5.3%、3.1%,秃尖长降低了57.7%。综合分析,不同施肥水平均可改善盐化灌淤土理化性质进而提升玉米产量,且以有机肥替代部分氮肥施用的处理效果较好,其中以有机肥替代常规施肥量50%氮肥的施肥水平效果最好。     

基于旱地小麦高产优质的氮肥用量优化

  【目的】  探讨长期定位施氮条件下小麦产量与籽粒养分含量的变化，及土壤硝态氮、有效磷和速效钾的变化，为旱地小麦合理施用氮肥，保持土壤肥力，提高产量和改善品质提供理论依据。  【方法】  本研究基于2004年在黄土高原开始的长期定位施肥试验，2015—2017连续3年取样，研究了施氮量对土壤硝态氮、有效磷、速效钾含量，小麦氮磷钾素吸收利用，籽粒氮、磷、钾含量，地上部生物量、籽粒产量及其构成的影响。  【结果】  与不施氮相比，长期施氮小麦平均增产67.1%，生物量提高52.0%，收获指数提高9.5%；穗数和穗粒数平均分别提高32.5%和40.0%，千粒重下降7.1%。施氮量与产量、生物量呈抛物线关系，获得最高产量6587 kg/hm2的施氮量为N 215 kg/hm2。籽粒氮含量随施氮量增加而增加，磷含量降低，钾含量变化较小。土壤硝态氮含量与施氮量呈显著正相关，小麦获得最高产量时播前和成熟期硝态氮含量分别为7.2和10.3 mg/kg；有效磷含量随施氮量增加而降低，速效钾含量变化较小。氮收获指数、生理效率、偏生产力、农学效率均随施氮量增加而降低。  【结论】  综合考虑小麦的籽粒产量和籽粒关键养分含量，研究区域旱地冬小麦产量目标应为6300 kg/hm2，施氮量为N 150 kg/hm2、施磷量为P₂O₅ 100 kg/hm2，播前或收获期表层 (0—20 cm) 土壤硝态氮保持在6.0～8.0 mg/kg、土壤有效磷12.0～15.0 mg/kg、土壤速效钾139～140 mg/kg。     

小麦-玉米周年水肥一体化增产效应

为探明小麦-玉米周年水肥利用效应,在农业部作物高效用水原阳科学实验站进行小麦-玉米周年水肥一体化研究。试验肥料设置底施、1次追施和2次追施,水分设置1水、2水和3水,每次灌水450 m3/hm2。结果表明:补充灌溉与追肥相结合对小麦、玉米的生长发育具有积极效果,其中小麦穗长增加0.2~0.8 cm,穗粒数增加2~10粒,千粒质量增加2~9 g,成穗数增加9万~57万穗/hm2;玉米穗长增加0.48~1.82 cm,行粒数增加2.0~8.4粒,5穗穗粒质量增加15~374 g,百粒质量增加2.0~13.0 g。同时,补充灌溉和追肥处理较对照小麦增产9.85%~37.93%,与一次性底施肥处理相比,相应补充灌溉+追肥处理增产9.92%~25.66%,以3水2肥效果最好;与1次追肥处理相比,相应2次追肥增产3.95%~6.11%,以2水2肥效果最好。与对照、相应1次性底施肥和1次追肥处理相比,玉米产量分别增加11.05%~46.62%、18.71%~32.03%和2.8%~5.42%;小麦玉米综合产量分别增加10.46%~42.36%、14.37%~28.87%和3.34%~5.75%,与小麦增产趋势一致。小麦玉米综合灌水利用效率较对照增加0.95~5.41 kg/m3,较一次性底施肥0.56~3.81 kg/m3,较1次追肥提高0.35~0.67 kg/m3,均以1水2肥处理最好。因此,节水增产的最佳配置为2水2肥和1水2肥。     

腐殖酸生物活性肥料对冬小麦生长及土壤微生物活性的影响

施用腐殖酸生物活性肥料对冬小麦生长和土壤微生物活性的试验结果表明,于等量无机养分水平下,施用腐殖酸生物活性肥料冬小麦群体发育平稳,改善植株性状明显,增强抗逆性能。与施用无机复混肥和习惯施肥处理相比,施用腐殖酸生物活性肥料,冬小麦穗长分别增加0.4和0.5cm,旗叶面积分别增加0.7和1.1cm2,次生根条数分别增加1.3和2.2条。产量构成因素中有效穗数,穗粒数和千粒重施用生物活性肥处理也明显高于无机复混肥和习惯施肥,其产量分别增加9.0％和15.2％,差异达显著水平。同时腐殖酸生物活性肥料能够促进土壤有益微生物繁衍,使土壤微生物数量明显增加,提高土壤脲酶、蔗糖酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性,对提高肥效,增强土壤肥力,改善作物营养环境有一定作用。     

有机无机肥配施对旱地冬小麦产量、水肥利用效率及土壤肥力的影响

在陕西渭北旱塬,为探寻适合当地冬小麦生产的合理有机无机肥配施比例,通过田间试验研究不同氮肥用量(0kg/hm2,75kg/hm2,150kg/hm2,225kg/hm2和300kg/hm2)与有机肥(30t/hm2猪粪)配施对冬小麦产量、氮肥利用效率、水分利用效率及土壤养分的影响。结果表明,有机无机肥配施能提升冬小麦产量,3a冬小麦产量最高值均出现在M+N225处理,比对照分别增产23.1%,49.7%和23.0%,比相同氮肥用量下的单施无机肥处理分别提升1.2%,12.7%,3.5%。经过3a连续种植,有机无机肥配施处理有土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾分别比试验前提升18.8%,22.2%,282.1%和15.1%。合理的有机无机肥配施比例能显著提升冬小麦水分和氮肥利用效率,但过量氮肥与有机肥配施会造成冬小麦减产,水分和氮肥利用效率显著降低,而且残留在土壤中的硝态氮含量显著增加。综上所述,在渭北旱塬地区小麦生产中,应在施用有机肥30t/hm2(折合纯氮240kg/hm2)的基础上配施75~150kg/hm2的氮肥。     

新疆伊犁垦区有机水稻生产养分平衡及氮素污染风险分析

为研究肥料使用过程中养分效率和氮素污染风险,在伊犁河南岸新垦区,针对有机水稻,通过2 a的田间试验,分析有机肥和化肥投入对于水稻产量及构成因子、土壤养分平衡以及养分利用效率的影响。结果表明,有机水稻生产条件下,施用牛羊粪主要通过穗粒数和千粒质量增加水稻产量,而常规水稻生产则通过增加单位面积穗数（分蘖数）和穗粒数。高量有机肥处理对土壤有机质增加显著,不同有机肥水平和化肥处理对全氮都没有显著影响。有机水稻生产中N、P、K养分盈亏量分别在106～678 kg/hm2、26～166 kg/hm2和79.5～627.3 kg/hm2之间。有机水稻N素表观利用效率、农学利用效率分别为低量有机肥处理17.7%、10.6 kg/kg和高量有机肥处理8.7%、4.9 kg/kg。在伊犁地区高量有机肥投入条件下,水稻产量可以达到当地常规生产的80%。高量有机肥可以维持或提高水稻产量,但养分资源利用效率低,潜在的农业面源污染值得重视。该文对新疆伊犁垦区土地开发过程中协调农业生产和水土资源保护具有一定参考意义。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

城镇开发区建设中的人为水土流失及防治措施

简析了婺源县城镇开发区建设过程中造成水土流失的状况、危害、原因后,提出了其防治措施,并阐明开展城市（镇）水土保持的紧迫性。     

Sodium and potassium effects on cation concentration and yield of lucerne and phalaris grown separately and together

Abstract

Lucerne (Medicago sativa L.) and phalaris (Phalaris aquatica L.) were grown separately and together in a pot trial on a yellow‐brown pumice soil with three rates of sodium (Na) and two rates of potassium (K) in factorial combination. Lucerne alone had a low Na concentration but growing phalaris as a companion grass produced herbage with a Na concentration adequate for stock. Na application increased the Na concentration in phalaris and the mixture of phalaris and lucerne much more than in lucerne alone; had little effect on K concentration; slightly reduced Mg concentration; and greatly reduced Ca concentration but not as much in lucerne as in phalaris or the mixture with lucerne. K application increased K concentration and reduced Na, Ca and Mg concentrations throughout. Yield of phalaris grown alone and in combination with lucerne was increased significantly by Na application when K concentration in the plants was low. Yield of lucerne was not affected by Na application and it is concluded that Na did not substitute for K in this species. It is concluded that field trials are warranted to investigate the possibility of growing a special purpose mixture of lucerne and phalaris on New Zealand yellow‐brown pumice soils to provide feed that has adequate Na for grazing animals.     

建设类与建设生产类开发建设项目水土保持方案的异同分析

20世纪末,开发建设项目水土保持方案的编报工作已经实现了规范化和制度化,但有不少的编制者在编制建设类和建设生产类项目的水土保持方案时往往出现失误.建设类和建设生产类项目的水土保持方案在很多方面都存在很大区别.根据多年编制两类水土保持方案的实践经验,总结出了这两类项目水土保持方案的编报工作在水土保持要求、服务年限、预测时段划分、防治目标等方面的异同,以防止在编报过程中出现水土流失量预测、水土保持措施体系以及水土保持监测等方面产生较大的偏差.     

分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统设计与试验

为了便捷地采集和实时诊断农业病虫害图像,设计了一个分布式移动农业病虫害图像采集与诊断系统。该系统由多个便携式图像采集终端和一个图像处理服务器组成;其中,图像采集终端包括嵌入式相机、可伸缩的手持杆和装载控制App的手机;图像处理服务器包括农业病虫害诊断、信息记录和反馈模块等。手持杆可将安装在其前端的嵌入式相机送到人手或视觉难以企及的病虫害区域,手机可实时预览前端相机的拍摄画面和实现控制相机完成农业病虫害图像采集等功能;系统通过HTTP协议实现多个采集终端与图像处理服务器的数据交互,协同进行分布式计算,可以减少网络移动资费和服务器的负载。利用该系统对水稻纹枯病图像采集与诊断测试结果表明,该系统的图像采集终端可以便捷地采集到水稻纹枯病图像,手机端视频预览画面延时低,对相机控制命令无误,图像采集终端与服务器通信稳定,服务器端对水稻纹枯病图像处理和诊断实时,基于图像的水稻纹枯病为害等级诊断准确率为83.5%。如果服务器端加载不同的农业病虫害图像处理和诊断算法,该系统可广泛应用于各种农业病虫害图像的采集与诊断。     

甲基硫茵灵及其代谢物在不同种植模式黄瓜和土壤中的残留

采用液质联用仪比较分析了3个不同种植区域（江苏南京、广西南宁和湖南长沙）露地和大棚两种种植条件下黄瓜和土壤中甲基硫菌灵及其代谢物多菌灵的残留动态,同时对黄瓜中的最终残留量进行了比较分析。施药后,甲基硫菌灵在黄瓜和土壤中均能很快转化为多菌灵[施药后1 d甲基硫菌灵未检出（〈0.01 mg·kg-1）],多菌灵在露地黄瓜和土壤中的原始沉积量均低于大棚。3个试验点露地黄瓜中的半衰期分别为2.3、1.4 d和1.4 d,在大棚黄瓜中的半衰期分别为2.6、1.7 d和2.0 d。在3个试验点露地土壤中的半衰期分别为1.6、1.7 d和2.3 d,在大棚土壤中的半衰期分别为2.3、2.0 d和2.3 d。最终残留试验在最后一次施药后1 d采样时,大棚、露地黄瓜中的甲基硫菌灵均未检出（〈0.01 mg·kg-1）,多菌灵在3个试验点露地黄瓜中的最终残留量为0.014~0.162 mg·kg-1,而在3个试验点大棚黄瓜中的最终残留量为0.121~0.561 mg·kg-1。参照我国所制定的黄瓜中多菌灵的MRL（0.5 mg·kg-1）,露地种植方式下所有处理黄瓜中甲基硫菌灵代谢物多菌灵的最终残留量均符合国家标准的规定,但大棚种植方式下其残留量有超标的风险。     

论生态恢复与水土保持

 生态恢复是研究生态整合性的恢复和管理过程的科学,现已成为世界各国的研究热点。目前,恢复已被用作一个概括性的术语,包括重建、改建、改造、再植等含义,一般泛指改良和重建退化的生态系统,使其重新有益于利用,并恢复其生物学潜力。生态恢复的原则包括自然法则、社会经济技术原则和美学原则。我国的水土保持小流域治理是通过工程的手段进行生态恢复的典范。水土保持小流域治理应以生态经济系统理论作指导,正确处理好人口再生产、自然再生产和经济再生产三者之间的关系,才能真正做到人与自然的和谐共处。水土保持小流域治理的方法是系统工程方法,包括综合调查与系统诊断、模型开发与治理规划、防治体系与模式设计、组织机构与运行机制等方面的内容。我国的水土保持工作亟需开拓创新,创新是水土保持工作的灵魂。只有认真纠正目前水土保持工作中存在的2种偏向,全面贯彻人与自然和谐共处的发展方针,把当地人民群众的社会需求与水土保持工作有机结合起来,才能实现“山川秀美”的宏伟目标。     

Forest soil respiration and its heterotrophic and autotrophic components: Global patterns and responses to temperature and precipitation

Quantifying global patterns of forest soil respiration (SR), its components of heterotrophic respiration (HR) and belowground autotrophic respiration (AR), and their responses to temperature and precipitation are vital to accurately evaluate responses of the terrestrial carbon balance to future climate change. There is great uncertainty associated with responses of SR to climate change, concerning the differences in climatic controls and apparent Q₁₀ (the factor by which respiration increases for a 10 °C increase in temperature) over HR and AR. Here, we examine available information on SR, HR, AR, the contribution of HR to SR (HR/SR), and Q₁₀ of SR and its components from a diverse global database of forest ecosystems. The goals were to test how SR and its two components (AR and HR) respond to temperature and precipitation changes, and to test the differences in apparent Q₁₀ between AR and HR. SR increased linearly with mean annual temperature (MAT), but responded non-linearly to mean annual precipitation (MAP) in naturally-regenerated forests. For every 1 °C increase in MAT, overall emissions from SR increased by 24.6 g C m⁻² yr⁻¹. When MAP was less than 813 mm, every 100 mm increase in MAP led to a release of 75.3 g C m⁻² yr⁻¹, but the increase rate declined to 20.3 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP was greater than 813 mm. MAT explained less variation in AR than that in HR. The overall emissions in AR and HR for every 1 °C increase in MAT, increased by 12.9 and 16.1 g C m⁻² yr⁻¹, respectively. The AR emissions for every 100 mm increase in MAP, increased by 44.5 g C m⁻² yr⁻¹ when MAP less than 1000 mm. However, above the threshold, AR emissions stayed relatively constant. HR increased linearly by 15.0 g C m⁻² yr⁻¹ with every 100 mm increased in MAP. The Q₁₀ value of SR increased with increasing depth at which soil temperature was measured up to 10 cm and was negatively correlated with HR/SR. Our synthesis suggests AR and HR differ in their responses to temperature and precipitation change. We also emphasized the importance of information on soil temperature measurement depth when applying field estimation of Q₁₀ values into current terrestrial ecosystem models. Q₁₀ values derived from field SR measurements including AR, will likely overestimate the temperature response of HR on a future warmer earth.