生态农业和有机农业的创新（英文）

现代农业系统在明显提高产量、保证粮食安全的同时,也对人类健康和地球的可持续性产生了影响。在持续不断的严重环境破坏和自然资源毁坏的背景下,建立可持续的农业生产方式至关重要。生态农业和有机农业是减少生态可持续性和生产力及社会可持续之间权衡关系的重要方法。这两种农业方法都属生态集约化范畴,均具有减少环境污染的巨大潜力;然而,生态农业和有机农业常导致产量降低。虽然产量降低带来的损失可以通过改变人们的饮食习惯来弥补(如减少食物浪费、减少食用精饲料喂养的肉类),但是,由于全球的发展趋势与之相反,因此本文探讨了通过科学研究寻求新的解决方案前景来提高低投入农业系统作物产量的可能性。为权衡生产力与可持续发展的关系,使生态农业和有机农业有助于粮食安全,我们对未来研究提出5点建议:1)农场和田地的景观设计与复合种植模式、2)数字化技术的应用、3)以农田低投入为目标的作物育种、4)农业废弃物的高质量循环利用和5)非化学作物保护。     

盐碱地农业可持续利用及其评价

改良治理盐碱地、促进盐碱地农业高效利用是保障粮食安全、促进农业可持续发展的重要途径之一。盐碱地农业可持续利用是基于生态适宜性与人类经济社会活动目标,通过农业科学技术进步与发展,获取盐碱地农业生产力的持续维持与提高。通过回顾盐碱地农业利用的研究进展发现,尽管相关技术模式取得了较大进步,但系统的盐碱地资源调查监测缺乏、基础理论研究薄弱、管理体制不完善等问题仍然存在。在对盐碱地农业可持续利用评价内涵进行探讨的基础上,构建了基于技术可持续性、改良模式可持续性以及管理决策可持续性分别评价的技术体系与思路。开展科学的盐碱地农业可持续利用评价,构建盐碱地农业可持续利用的技术与管理支撑体系对促进盐碱地农业可持续利用具有重要意义。     

试论农业机械在现代生态农业中的作用

20世纪初以来,为了克服传统农业发展带来的环境问题,许多国家虽发展了“生态农业、生物农业、有机农业”等多种农业方式以替代传统农业。生态农业充分吸收了传统农业的精华,对现代农业的生产经营方式加以借鉴,以可持续发展为指导思想,实现了自然生态系统、农业经济系统、农村社会系统的同步优化,以促进生态保护和农业资源的可持续利用为目的。     

我国红壤丘岗区不同生态农业模式的可持续性比较研究

利用问卷调查方法,对江西省余江县121个农户进行逐户调查.根据农业可持续发展原理,采用主成分分析法和综合评价法对纯粮、农牧林、农牧果、农牧加、农牧蔬、农果、农牧药材和农牧等8种生态农业模式的可持续指数进行分析.结果表明,8种生态农业模式可持续指数在0.2000～0.5962间;其中以纯粮模式可持续指数最小,农牧加模式可持续指数最大.纯粮农业模式可持续性指数为0.2000;农牧药材、农牧、农果、农牧蔬和农牧林等模式可持续性指数处于0.31～0.47之间;农牧加和农牧果模式可持续性指数分别为0.5962和0.5133.为促进生态农业可持续性增长,必须拉长生态链条,增加农业生态系统组成,强化生态农业的稳定性.     

基于几何方法评价长期施用化肥坡耕地作物轮作系统可持续性

为了评价长期施用化肥条件下黄土丘陵区坡耕地作物轮作系统的可持续性,本文基于三角形面积法,采样测定了长期施肥试验小区（17年）的土壤理化属性及作物产量,将所测定的18项指标划分并转化为土壤物理指数、养分指数和作物指数,并计算出可持续性指数（三角形面积）。结果表明: 1）与对照（N0P0）相比,长期施用化肥可以提高系统的可持续性,物理指数、养分指数、作物指数及可持续性指数平均增加19.3 %、19.6 %、200.6 % 和 139.6 %; 2）单施氮磷处理,可持续性指数随着施肥量的增加（N0P0N1P0\N0P1N2P0\N0P2）而增加,分别较对照（0.53）增加了17.7 %、84.7 %和76.8 %、88.9 %,但低于临界值（1.3）52.0 %、26.6 %和27.8 %、22.8 %,单施化肥处理的坡耕地作物轮作系统不可持续; 3）氮磷配施可持续性指数平均比临界值（1.3）高27.4 %,坡耕地作物轮作系统具有较好的可持续性。系统可持续顺序依次为N1P2 （1.98） N2P1（1.74） N2P2 （1.47） N1P1（1.44）。处理N1P2（施N55.2 kg/hm2,P2O5 90 kg/hm2）是该研究区坡耕地可持续作物轮作系统的最优化肥施用模式。     

有机农业与常规农业作物产量比较研究

有机农业是农业发展的新方向。由于有机农业禁止使用化肥、化学农药、生长调节剂(素)等物质,作物的产量受到质疑,是有机农业生产和研究中最受关注的焦点之一。本文通过文献查阅,对有机农业与常规农业的产量进行比较分析,结果认为,有机农业模式形成后,作物产量并不低于常规农业。在长期的有机种植中,有机农业的产量要优于常规农业的产量。     

禾豆间作氮素高效利用机理及农艺调控途径研究进展

为保障粮食安全,农业生产中化肥使用极为普遍,但过量使用,往往引起地下水污染、温室效应加剧、生物多样性降低等多种环境和生态问题。禾豆间作系统由于不同作物生物学特性和氮素利用存在差异,进行合理调控可充分发挥生物固氮优点,从而减少化肥投入,提高生产效益,是一种稳产、高产、高效可持续的种植体系。该系统中"氮转移"、"氮阻遏"消减和氮素时空分异是目前研究的热点,也是促进豆科作物固氮、减少化肥投入的有效途径,可实现禾、豆两种作物对氮素的高效利用。特别是该系统中作物品种、施氮制度、空间布局以及种植密度等农艺措施是对种间关系进行调控的必要手段,合理优化可有效促进禾/豆间作竞争与互补协同作用,增强氮素协调利用,从而挖掘两种作物对氮素高效利用的生物学潜力。为此,本文基于前人研究成果和农业可持续发展观点,重点综述了国内外有关禾豆间作氮素高效利用主要机理及相关农艺调控途径的研究现状,旨在为构建简易、高产、高效、氮肥节约型禾豆间作模式提供有力的科学依据和理论支撑。     

基于能值分析的周口市农用地可持续利用研究

以河南省周口市为例,选取2000—2009年统计数据,利用能值分析法对周口市农用地的可持续利用性进行了研究。结果表明:(1)农业投入主要以购买资源投入为主,其所占总能值投入比重达到90%以上,且工业能投入很大程度上依赖于化肥、农药的投入,降水量显著影响可更新环境资源的投入;(2)农业产出以种植业和畜牧业为主,所占比例达到99%左右,渔业和林业所占比重过低,农业产出结构比较单一;(3)农用地的使用在经济可持续性方面取得了初步成效,但在生态可持续性和社会可持续性方面却处于较低水平,可持续利用指数显示农业系统具有很大的活力和较大的发展潜力;不可持续性表现在化肥和农药的大量投入以及单一的农业产出结构。     

《中国生态农业学报》征稿简则

正1主要刊载内容《中国生态农业学报》报道农业生态学、农业生态经济学及生态农业和农业生态工程等领域的创新性研究成果。主要刊登农业生态系统结构功能、能量物质循环、演替及稳定性,农业高效耕作与栽培技术与机理、作物生理生态、作物分子生态,农业资源及其高效利用,农业环境保护与污染治理,农田有害生物群落特征及生态效应与农业病虫草害的生物防治,农业生态经济系统特征、评价与管理,生态农业模式与效益、农业生态工程技术、     

《中国生态农业学报》征稿简则

正1主要刊载内容《中国生态农业学报》报道农业生态学、农业生态经济学及生态农业和农业生态工程等领域的创新性研究成果。主要刊登农业生态系统结构功能、能量物质循环、演替及稳定性,农业高效耕作与栽培技术与机理、作物生理生态、作物分子生态,农业资源及其高效利用,农业环境保护与污染治理,农田有害生物群落特征及生态效应与农业病虫草害的生物防治,农业生态经济系统特征、评价与管理,生态农业模式与效益、农业生态工程技术、     

不同蔬菜生产模式对日光温室土壤质量的影响

有机农业作为常规农业的一种替代模式,其对土壤及作物的影响研究逐渐受到学术界的关注。该文通过对日光温室有机、无公害和常规生产模式的比较试验,分析有机生产模式对土壤养分、土壤微生物碳氮以及土壤酶活性的影响。结果表明,经过6年的试验,有机生产模式可显著提高土壤全碳、全氮含量以及土壤微生物量碳、氮含量,并提高土壤主要酶的活性,各项指标均表现为有机模式优于无公害模式优于常规模式。有机生产模式能够显著提高土壤质量,有利于土壤的可持续利用。3种生产模式下夏茬番茄产量有机模式高于无公害模式高于常规模式,且随着种植年限的增加有机模式秋茬作物产量呈增加趋势。     

Changes in soil properties under high- and low-input cropping systems in Lithuania

Abstract. To determine the effects of low-input agriculture on soil properties, we compared several forms of arable land management in a rotation experiment lasting 8 years on a Cambisol in Lithuania. Conventional arable cropping with applications of inorganic fertilizers increased the potassium (K) status of the soil, but resulted in losses of nitrogen (N) from the soil by mineralization and leaching. With ley–arable integrated cropping, a similar fertilizer regime based on farmyard manure (FYM) augmented with inorganic fertilizers increased the phosphorus (P), K, organic matter and N in the soil, as well as increasing N loss by leaching. These two high-input regimes were compared to three systems with less or no input. A reference treatment with no input, which produced small crop yields, maintained its nutrient status and organic matter. An organic regime receiving FYM and green manure lost only P, but maintained its K and N status, while a second organic regime in which the FYM was replaced by composted sewage maintained its fertility. The microbial activity varied somewhat from treatment to treatment, with the largest numbers of almost all groups of microorganisms in the reference treatment. All treatments led to decreases in fulvic acid, and the soil managed conventionally lost humic acid, too. The content of humic acid increased in the treatments where FYM was applied and in the reference soil, and the fraction bound to calcium increased in the integrated and the first organic treatments. The soil structures under the integrated cropping and second organic regime were the most stable. Of the low-input systems, the second organic regime seemed the most sustainable.     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

黄土高原梯田和淤地坝坡沟治理措施对产流产沙的协同效应

黄土高原地区的梯田和淤地坝措施发挥了重要的水土保持功能,然而现有的研究主要关注单个措施的减水减沙效应,对坡沟治理措施综合配置协同调控水沙过程的作用一直认识不清。因此,该研究为解析梯田和淤地坝措施对水沙过程的协同调控效应,构建了10个坡沟系统物理模型,设置了对照组（CO）,单一措施组（梯田措施（T0）,4种因淤地坝淤积导致坡沟区域的坡长缩短（L1、L2、L3和L4））和组合措施组（梯田与4种因淤地坝淤积导致坡沟区域的坡长缩短的综合配置（T1、T2、T3和T4））,进行降雨强度为90 mm/h的室内模拟降雨试验,量化不同试验方案下坡沟系统的产流产沙过程。结果表明：1）梯田措施和淤地坝淤积导致坡沟区域坡长缩短均有效调控了坡沟系统的产流产沙过程,梯田能分别减少46.30%～83.59%的径流总量和25.82%～82.41%的泥沙总量,淤地坝导致坡沟区域坡长缩短能分别减少7.87%～33.42%的径流总量和10.20%～30.57%的泥沙总量。2）不同试验方案下坡沟系统的产沙率和产流率之间满足线性关系,而累计产沙量和累计产流量满足幂函数关系。3）综合措施配置发挥了“1+1> 2”的水土保持...     

生态补偿标准对农户生产行为的影响——以云南省红河县哈尼稻作梯田为例

设计和制定针对农田面源污染的生态补偿机制,可以有效促进农田环境治理与保护。但补偿政策的效果如何,取决于农户对政策的接受程度、响应情况和实施力度。为研究不同的生态补偿标准对优化农户生产行为的影响,本文以中国云南省哈尼稻作梯田为例,将农户分为高、低海拔两个小组,建立农户多目标生产决策模型,通过设定不同补偿标准,对农户生产行为进行预测,分析了不同补偿标准对农户种植决策和福利的影响。结果表明,生态补偿激发了农户的农业生产热情,农户倾向选择更为复杂但收益更高的种植结构。随着生态补偿标准的提高,农户的种植决策对标准的敏感性逐渐降低;同时高海拔组对标准的敏感性高于低海拔组,其种植结构变化的幅度也明显高于低海拔组,其化肥农药投入强度的削减幅度大于低海拔组。当生态补偿标准达到3 000元·hm~(–2)时,水稻、玉米、套种大豆、套种玉米的面积比分别为60%、4%、18%、18%,化肥农药分别减少37%、49%、37%、44%。生态补偿标准通过改变农户的种植决策和化学品投入,最终对农户的收入产生影响:高海拔组,随补偿标准的提高,农户总收益先降后升,当补偿标准为1650元·hm~(–2)时,收益到达拐点;当生态补偿标准超过1 650元·hm~(–2)时,不仅能达到农户减施化肥农药的效果,也能保障农户的收益。但低海拔组,随补偿标准的提高,水稻、单作玉米、玉米套种大豆的总收益持续下降,农药化肥减施对总收益的影响较大,农户对生态补偿的响应也较低。总之,生态补偿对农户生产行为有明显影响,且此影响与生产环境相关。     

矿山废弃地生态修复区植被碳库研究

[目的]对甘肃省金川矿山废弃地修复区内主要的林分进行植物含碳率测定,估算修复区内的植被碳储量,为矿区生态修复系统纳入中国温室气体自愿减排提供科学依据。[方法]利用干烧法对修复区主要物种进行有机含碳率测定,估算修复区内主要物种的平均含碳率、植被储碳密度和碳储量,并对其特征进行分析。[结果]在修复区,乔木的含碳率在0.462 9~0.403 8,灌木的含碳率范围为0.413 9~0.453 6,8种草本植物的平均含碳率为0.144 5,整体上表现为:乔木灌木草本植物。金川矿山废弃地生态修复区植被平均储碳密度为6.209 2t/hm~2,总碳储量为635.10t,在总碳储量分配中,乔木较高,占86.71%,灌木次之(占12.65%),草本植物在总碳储量中所占比例不大。[结论]对矿山废弃地进行生态恢复,能够增加矿区植被储碳量,在纳入中国温室气体自愿减排上有很大的潜力空间。     

3种蔬菜种植模式下土壤氮素平衡的比较研究

氮素利用效率用于反映当季作物从肥料中同化的氮量,这在农业生产实践中至关重要。不合理的氮肥施用将导致土壤板结、地下水污染以及作物品质下降等一系列问题,因此近年来备受关注。本文以中国农业大学曲周试验站日光温室有机蔬菜生产长期定位试验为基础,借鉴前人对于氮素平衡的研究方法,即氮盈余=氮输入(肥料氮+移栽苗带入氮+灌水带入氮)氮输出(收获物带出氮),研究2011年春季有机、无公害和常规3种温室茄子种植模式下土壤氮素表观平衡的盈余变化。结果表明:有机、无公害、常规3种种植模式下,土壤耕层0~20 cm土壤全氮含量差异极显著,其中有机生产模式最高,为2.6 g·kg 1,无公害生产模式为1.7 g·kg 1,常规生产模式最低,为1.3 g·kg 1;3种种植模式下氮素的总输入分别为1 150 kg·hm 2、1 182 kg·hm 2、1 433kg·hm 2,总输出分别为178 kg·hm 2、135 kg·hm 2、116 kg·hm 2,茄子单季产量分别为93 458 kg·hm 2、93 320kg·hm 2、90 209 kg·hm 2,最终氮素盈余量分别为971 kg·hm 2、1 046 kg·hm 2、1 317 kg·hm 2。有机种植模式与无公害和常规种植模式相比,茄子单季产量分别提高0.1%和3.6%,氮素盈余分别降低7.2%、26.3%。综上,有机种植模式对耕层土壤的氮素累积贡献最大,且较无公害和常规种植模式相对高产。有机模式土壤氮盈余较少,表现出较高的氮素利用效率。本研究结果可为选择高产、健康的种植模式提供参考依据。     

转换灌溉方式对农户种植决策和经济的影响——以河北省张北县为例

国内外研究表明节水灌溉技术具有田块尺度上的节水效益和对作物的增产效果。但从社会-经济-生态复合系统的角度,灌溉方式的转变是否会改变农户的种植决策和农业生产行为仍有待深入研究。本文以河北省张北县为例,通过实地调研建立了柯布-道格拉斯生产函数等模型,研究了转换灌溉方式对农户种植决策和福利的影响。结果发现,高效率的灌溉方式可以使旱作作物、低耗水作物和普通耗水作物的水分生产力提高25.0%~347.7%;但同时也促使了研究区域88.9%的农户种植用水强度更大、收益更高的经济作物,以期获得投资的回报;灌溉方式改变会影响农业生产的投入和产出,高效率的灌溉方式会增加灌溉设施建设成本（6.6%~16.2%）,增加农药投入（2~4倍）、减少劳动力投入（20.6%~59.3%）。研究结果证明转换灌溉方式后,农户作为农业生产的基本单元,在追求利润最大化的动机驱动下,会改变其种植决策和农业生产行为,从而改变农户的经济效益。本文的研究结果可为进一步深入分析节水灌溉对区域农业生产的用水影响提供科学依据。     

旱地雨养农业覆膜体系及其土壤生态环境效应

覆膜技术作为一项有效提高粮食产量的重要手段,在中国西北地区雨养农业中得到广泛的推广应用。本文综述了地膜覆盖体系关于作物产量、土壤水分、土壤温度、土壤养分转化和迁移以及微生物数量和活性等方面的研究进展,以期为旱地雨养农业发展和完善覆膜技术体系提供理论支撑。研究表明:玉米、小麦和马铃薯覆膜处理增产显著,其平均增产率分别为26.2%、37.1%和29.8%;同时,增产受到覆膜方式影响,全覆膜处理增产效果最好,其玉米、小麦和马铃薯平均产量分别比半覆膜处理高30.0%、5.1%和26.4%。覆膜下玉米、小麦与马铃薯的水分利用效率分别比不覆膜处理高42.8%、10.9%和92.8%。覆膜处理影响硝酸盐在土体的空间分布,硝酸盐在膜下出现表聚现象;同时覆膜能够提高氮肥利用效率,减少氮素淋溶损失,降低氨挥发。但关于覆膜下反硝化过程的研究结论不一,还需进一步深入的探讨。覆膜对有机碳的影响与气候、土壤、作物、覆膜年限等有关,其研究结论尚有争议。另外,覆膜增加了农田土壤微生物量,改变土壤物理性状。尽管覆膜显著提高作物产量,其对生态环境却可能存在一定的影响,比如"奢侈耗水"现象,温室气体排放增加,土壤有机质耗竭,农膜残留等问题。因此,进一步系统研究覆膜对土壤生态环境的影响机理,完善覆膜技术体系与应用,全面评估覆膜体系的生态环境影响,对其在中国干旱地区农业生产的可持续发展具有重要意义。     

基于PSR-可拓云模型的湖南省怀化市农业生态安全评价

[目的] 对湖南省怀化市农业生态安全进行评价，为推动该市农业健康可持续发展提供科学支持。[方法] 基于PSR指标框架，构建了农业生态安全评价指标体系，通过合作博弈法确定了评价指标的组合权重，建立基于可拓云模型的农业生态安全评价模型，并以怀化市农业生态系统作为研究对象，综合评价该市2010—2019年农业生态安全状况。[结果] 2010—2019年期间，怀化市农业生态系统从“比较安全”状态向“安全”状态转化，安全等级有所上升，但是整体安全水平有待进一步提升。[结论] 为了进一步提升怀化市农业生态安全等级，必须减少单位GDP能耗，兴建农业水利设施，提升土地产出水平，增加农民收入，降低农村居民恩格尔系数。同时应优化农村生活环境，以促进怀化市农业生态系统健康安全可持续发展。