不同水肥盐调控措施对盐碱耕地综合质量的影响

针对黄淮海平原等易盐地区耕地盐碱障碍消减和综合质量提升的研究目标,开展多因子和不同因子水平下的微区玉麦轮作试验,综合分析不同N肥投入、土壤培肥、秸秆覆盖、优化灌溉等措施对不同盐碱程度耕地生产力和水肥盐状况等综合质量的调控效果,并初步提出水肥盐优化调控模式。研究表明:易盐区枯水年夏玉米种植期积盐风险高于冬小麦期;单一的高N投入措施利于轻度盐碱耕地增产但对中度盐碱耕地产量提升和盐渍害防控效果不显著;有机肥施用可有效培肥土壤、促进土壤排盐抑碱、提升生产力;秸秆覆盖能显著提升土壤保水能力、抑制表土盐碱害,但其对作物根层盐碱抑制效果不明显,需结合优化灌溉来加速根层盐分淋洗;水肥盐优化调控措施可提升盐碱土壤供N能力、减少化肥用量,利于降低农业成本并改善土壤生态环境;易盐区盐碱耕地根层土壤积盐和表土碱害风险长期存在,需结合水肥盐调控措施和农艺及水利措施来综合防控。     

耕地地力对化肥养分利用的影响机制及其调控研究进展

耕地地力影响了化肥养分的利用效率,是调控养分利用率的基础途径。本文概述了耕地土壤障碍对养分利用的制约机制、耕地地力培育对养分利用的促进机制、提高养分资源利用效率的耕地培肥模式3个方面的研究进展。针对我国主要的耕地土壤–作物系统,提高化肥养分利用率需要解决4个地力调控方面的关键问题:地力与养分利用率关系及其时空变化规律、土壤障碍制约养分高效蓄积转化机制与消减原理、地力培肥促进根系–土壤–微生物互作提高养分耦合利用机制及调控途径、肥沃耕层构建与生物功能提升对养分蓄纳供应的协同驱动增效机制与调控理论。本文提出基于多时空尺度综合研究,建立稳定提升土壤功能–加速养分循环利用的"双核驱动"地力综合管理理论,在不同区域构建并应用化肥减施增效的耕地地力综合管理模式,实现耕地大面积均衡减施化肥的目标。     

潮土、红壤和盐碱地障碍消减技术与产能提升模式研究进展

耕地质量建设是保障我国粮食安全的战略需求。我国中低产耕地亟需解决酸化、盐碱、贫瘠、生物功能衰减等问题,全面提升耕地产能。南京土壤研究所针对红壤、潮土、盐碱土等主要耕地土类,基于长期观测、研究和示范,明确了土壤质量演变规律和退化调控机制,发展了不同农区耕地质量培育理论和技术体系。针对潮土,阐明了有机质、团聚体和微生物联动的内稳性地力形成机制,研发了农田土壤和作物信息监测的传感设备,集成了厚沃耕层构建与大面积均衡增产模式。针对红壤,揭示了土壤酸缓冲性提升抑酸机制和关键微生物驱动养分转化机制,研发了抑酸抗酸协同技术和红壤大团聚体生物培肥技术,分类创建了江西省耕地生态培肥和产能提升模式。针对盐碱土,阐明了土壤水盐调控伴生氮素迁移转化过程,提出盐渍障碍消减与养分增效协同机理与调控技术,创新了滨海盐碱地和河套灌区次生盐渍化生态治理模式。未来研究重点在耕地质量调查与建设管理、耕地土壤障碍消减与产能提升、土壤健康管理与生态保护3个方面,突破土壤障碍消减技术瓶颈,研发系列调理剂和生物培肥产品,提升区域模式落地率,建立我国耕地质量提升和可持续利用的系统解决方案。     

不同施肥模式对茶园红黄壤细菌群落基因多样性的影响

运用温度梯度凝胶电泳技术研究不同培肥措施下闽东地区红黄壤茶园定位实验地的土壤细菌群落基因多样性。结果表明,不同培肥措施对细菌丰富度和多样性都有明显的影响,其中单施无机肥降低了土壤细菌群落结构多样性,不利于保持茶园土壤生态系统的稳定性,而"无机肥+有机肥+豆科绿肥"综合培肥模式对土壤微生物丰富度和基因多样性提高幅度最大。聚类分析表明,不施肥与单施无机肥的细菌群落结构最为相近,而"无机肥+有机肥+豆科绿肥"和"无机肥+豆科绿肥"培肥模式的细菌群落结构与其它施肥处理间的差异性较大,其中"无机肥+有机肥+豆科绿肥"尤为显著,说明套种豆科绿肥对微生物群落结构有显著影响。"无机肥+有机肥+豆科绿肥"培肥模式的茶叶产量和茶叶营养物质累积量最大,这进一步佐证了此培肥模式能促进茶园生态系统生产力。     

新增耕地土壤物质组分特征及其培肥研究

为了解土地整理新增耕地土壤物质组成及土壤肥力状况,对新增耕地土壤矿物成分、化学成分、污染元素和土壤化学性质进行了分析,分析结果将为新增耕地土壤培肥提供依据.实验结果表明新增耕地土壤养分的有效氮、磷、钾及有机质比较缺乏,必须对其进行培肥.利用固体废物对新增耕地土壤进行培肥,其成本低,工艺简单,培肥效果良好.     

适宜肥料与改良剂改善盐碱土壤理化特性并提高作物产量

为了构建黄淮海平原盐碱障碍耕地适宜的培肥改土增产技术体系提供理论依据,在黄淮海平原典型轻中度盐碱障碍耕地进行了2 a的施肥试验,探究肥料结合改良剂施用对盐碱障碍耕地的土壤改良与作物增产效应。研究表明:仅依靠提高化肥施用量能够在一定时期内提高作物产量,但是会造成土壤盐分升高,土壤物理性质恶化,不利于盐碱土改良与可持续利用。在适度增施化肥的基础上,结合施用改良剂或有机肥可以明显降低土壤盐分含量,有利于盐碱耕地养分积累,显著提高作物产量:试验进行2 a后小麦产量分别较当地常规施肥提高21.41%和27.72%,分别达到6.35×103和6.68×103 kg/hm2;玉米产量分别较当地常规施肥提高10.44%和12.85%,分别达到7.68×103和7.85×103 kg/hm2。黄淮海平原盐碱障碍农作区应当重视有机肥与改良剂的施用,在降低土壤盐分含量、培肥地力的基础上提高作物产量,实现区域土壤资源可持续利用。该文可为黄淮海平原盐碱障碍耕地的可持续利用提供技术参考。     

湖州市耕地质量动态监测调研报告

耕地是农业生产的基础,耕地质量建设和监测是农业可持续发展的重要保证,建立耕地质量监测体系可以反映全市耕地质量的变化情况和耕地质量变化对粮食生产的影响、施肥水平及耕作制度等农业生产条件对土壤养份的影响。通过建设立耕地质量监测体系,逐步形成全市范围耕地质量监测网络,带动市县两级耕地质量管理体系和职能建设。把耕地质量评估、验收、预警机制和耕地质量的中长期培肥等纳入监督管职能,使耕地地力培肥走上持续健康的轨道。     

中国典型地区轮作休耕模式与发展策略

当前,全国各地正在按照党中央的战略部署,积极探索实行耕地轮作休耕制度试点。探索科学合理的轮作休耕模式与方法,对于我国农业的未来发展具有重要意义。2017年3—6月,中国科学院南京土壤研究所赵其国院士率领中国科学院学部咨询项目"探索实行耕地轮作休耕制度试点问题咨询研究"组的各位成员,深入江苏省、湖南省、河北省的典型地区进行耕地轮作休耕考察和调研。通过深入田间地头实地察看,与干部、群众座谈交流,获取了大量的第一手资料,同时结合已有的文献资料,经过归纳总结提炼,总结分析了我国连作障碍区(江苏省)、重金属污染区(湖南省)和地下水漏斗区(河北省)的三个典型地区的轮作休耕模式与技术措施。在连作障碍区主要采取轮作和休耕措施(冬耕晒垡模式、冬种绿肥模式、种植豆类模式和增肥培肥模式);在重金属污染区进行的轮作休耕模式主要有改种作物和品种、改良土壤、科学灌溉、控制吸收和"VIP+n"创新污染治理模式;在地下水漏斗区主要采取季节性休耕和周年休耕的模式。三大典型区域在实施相应的轮作休耕模式后,其经济社会生态效益得到了相应显著提高。同时对我国典型地区的轮作休耕模式与方法提出了"四项原则"、"四个统一"和采取"八大措施"的建议。在不同地区实施轮作休耕应因地制宜,分类实施推进耕地轮作休耕发展对策,为我国科学推行轮作休耕制度试点工作提供现实参考。     

2007-2017年洞庭湖平原耕地生态安全评价及障碍因子诊断

[目的] 研究洞庭湖平原耕地生态安全状况,并诊断其障碍因子,为区域耕地合理利用和耕地污染治理提供参考依据。[方法] 基于DPSIR模型构建洞庭湖平原耕地生态安全评价指标体系,从县域尺度,采用基于熵权的改进TOPSIS模型测度洞庭湖平原2007—2017年耕地生态安全指数,并采用障碍度模型诊断耕地生态安全状态的主要障碍因子。[结果] 2007—2017年洞庭湖平原整体耕地生态安全程度处于临界状态,整体安全指数在研究期内波动上升但增速缓慢;不同县（区、市）耕地生态系统安全变化特征不一;中低产田改良比例、秸秆还田比例、测土配方施肥比例、农药使用强度、地膜使用强度、化肥施用强度、农业自然灾害成灾比例等是制约耕地生态安全的主要障碍因子。[结论] 为改善洞庭湖平原耕地生态安全状况,应大力实施全域土地综合整治,加强农业面源污染治理。     

基于农用地分等的区域耕地整理规划

耕地整理类型区与整理区优先度划分是土地整理规划的基础。该文以北京大兴区为例,充分利用农用地分等成果,从耕地整理的基本目标出发,分析选取了土地整理类型区划分的因子,并运用模糊聚类方法划分整理类型区;提出了基于土地整理效益与评价单元对新增耕地和提高耕地综合生产能力的迫切性需求的双重目标的土地整理优先度评价指标体系和方法。结果表明,研究区内耕地最主要的限制性因素是土壤肥力偏低,亟需培肥地力的区域耕地面积为27 603.8 hm2,占总耕地面积的64.9%;其次是耕地地块的坡度、规模和景观指数等因素导致的耕地生产条件差,而需要实施整理工程的耕地占总耕地面积的17.86%;近期整理区分布与新增耕地相关的整理类型相一致,占区域总耕地面积的15.82%;中期整理区集中连片分布在该区的北部地区,占区域总耕地面积的46.18%;远期整理区在较长时间内以实施培肥地力工程为主,将来主要通过居民点和闲散用地整理增加耕地面积。研究结果可为区域土地整理规划编制和土地整理实践提供科学依据。     

发展保护性耕作技术 有效防治耕地土壤侵蚀

 我国是世界上人均耕地最少的国家之一,人均耕地仅为0.093 3 hm2,不到世界平均水平的40%。同时,我国也是世界上耕地土壤侵蚀最严重的国家之一,全国耕地土壤侵蚀面积为4 033万hm2,占耕地总面积的33.15%。仅坡耕地每年产生的土壤流失量约达15亿t,占全国土壤侵蚀总量的33%。耕地土壤侵蚀已对我国的粮食安全、生态安全和经济社会可持续发展构成了严重威胁。论述了水土保持领域发展保护性耕作技术的重要意义、产生与发展、主要技术内容与技术模式及保护性耕作技术的生态、经济和社会效益。发展保护性耕作技术,是水土保持的新理念,对于有效防治耕地土壤侵蚀和非点源污染具有重要意义。     

土壤侵蚀因素对紫色丘陵区坡耕地耕层质量影响

土壤侵蚀是导致坡耕地耕层土壤质量退化和土壤生产力不稳定的关键因素。该文以紫色丘陵区坡耕地为例,对坡耕地不同地力等级耕层土壤质量、渗透性能及耕层类型进行聚类分析,讨论了土壤侵蚀对坡耕地耕层厚度影响及合理耕层土体构型。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤质量具有中等程度变异性,有效土层厚度(15~80 cm)和耕层厚度(15~25 cm)变异系数分别为12.18%和37.26%,土壤有效磷变异系数可达94.51%,说明土壤物理指标变异性小于化学指标变化;三级以下地力耕层构型为近似全虚或全实剖面结构,五等地力坡耕地产量下降50%左右。(2)紫色土坡耕地不同坡位、不同垂直深度的耕层土壤物理性质、持水性能及耕作性能差异显著(P0.05),土壤容重为上坡下坡中坡,土壤抗剪强度为上坡中坡下坡,土壤稳定入渗为下坡中坡上坡,土壤贯入阻力表现为中坡上坡下坡;除土壤入渗外,土壤容重、抗剪强度、贯入阻力均表现为底土层心土层耕层;坡耕地0~40 cm土层中蓄存降水可被农作物利用70%左右。(3)中度侵蚀程度坡耕地,年均耕层厚度薄化值为1.04~3.04 mm,坡耕地合理耕层建立可选择有效土层厚度、耕层厚度、土壤容重、土壤抗剪强度、土壤有机质、土壤渗透性为坡耕地合理耕层评价最小数据集,耕层构型总体保持上虚下实型、耕层厚度20~25 cm、有效土层厚度50~60 cm。(4)紫色土坡耕地可分为四种耕层类型,其障碍耕层主要表现为有效土层厚度限制型(第II类)、耕层厚度限制型(第III类)和土壤养分限制型(第IV类),分别占耕层总量30%、10%、3%;紫色土坡耕地合理耕层建立应重点关注有效土层厚度和耕层厚度调控。研究结果可为客观认识土壤侵蚀与紫色土坡耕地耕层退化关系、合理耕层构建提供理论依据和技术参数支持。     

东北黑土地区耕地质量现状与面临的机遇和挑战

东北黑土地区是世界四大黑土区之一,耕地总面积3584万hm2,粮食产量占全国粮食总产量的1/4、商品粮的1/3,为保障国家粮食安全做出了重要贡献。由于土壤侵蚀和长期高强度重用轻养等原因,黑土地区土壤耕层变薄、有机质含量降低、土壤酸化、结构变差、功能退化,导致黑土“变薄、变瘦、变硬”。通过分析明确了该地区耕地后备资源较少、中低产田比例偏高、农田基础设施不足等问题,指出保证国家粮食安全是黑土地区面临的最大机遇,提升黑土地区耕地质量是面临的最大挑战。进一步明确了提升黑土地区耕地质量主要对策,包括加强水土流失治理,确保黑土地耕层不变薄;加强有机物料投入,确保黑土地有机质不下降;重视平衡施肥和酸化土壤改良,遏制土壤酸化;加强高标准农田建设,确保黑土地质量不降低;完善耕地质量建设管理制度,确保黑土地保护有法可依。     

高潜水位平原采煤沉陷区耕地损毁程度评价

中国煤炭与耕地分布复合区面广量大,煤炭开发不可避免地造成耕地减产或绝产。该文针对高潜水位平原型采煤沉陷区,在明确评价单元的目的性和尺度差异性基础上,基于农用地分等理论并兼顾采煤沉陷特点,构建了包括耕地土壤特征、耕地环境变化和耕地配套设施3个准则层、15个指标的评价指标体系;基于最差因子判别法与综合指数法,提出了耕地损毁指数模型。通过案例进行应用与验证,结果表明:沉陷盆地上坡、中坡、下坡及坡底的损毁指数分别为0.081、0.190、0.248和1,耕地损毁程度分别为轻微、轻度、中度和极严重损毁,在全面反映耕地损毁状况的同时,评价结果也能与农用地等级更新有效衔接。     

基于耕地质量综合评价的县域基本农田空间布局

当前耕地质量综合评价已具有较丰富的研究成果,但其对耕地生态安全因素方面考虑稍显不足。全面系统评价耕地质量是基本农田划定与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提,该文在深入剖析耕地质量评价理论与方法的基础上,针对基本农田划定内在要求,从耕地自然质量、利用条件、空间形态与生态安全4个方面选取相关指标,构建耕地质量综合评价体系,基于GIS平台实现各指标定量化分析与耕地质量综合指数测算。在此基础上,依据最大相似性原理将北京平谷区现有5 916块耕地地块划分为优先划定、适宜调入、重点调控和缩减退出4大类型,通过分析各类型耕地综合质量特征,整理得到平谷区基本农田划定时空配置方案。该研究结果客观反映了区域耕地资源综合质量状况,为县域范围耕地资源功能分区与差别化管控、基本农田保护区划定及高标准基本农田建设提供参考。     

中国耕地健康产能综合评价与试点评估研究

评价中国耕地健康产能状况,分析危及耕地健康的区域性关键问题,对探索可持续的耕地利用路径,维护国家粮食安全与生态安全具有重要意义。耕地健康产能是耕地自然系统与利用系统综合作用的结果,直接计算耕地健康产能状况是复杂困难的。因此,该文尝试采用一种简化的方法评价耕地健康产能,即分别评价耕地健康与耕地产能状况,并通过耦合耕地健康与产能,分析耕地利用合理程度与生产能力之间的相互作用特征。其中耕地健康状况强调从不同方面评价人对耕地利用的适宜程度并体现区域耕地不合理利用的主导因素。该文以全国范围65个县(市)作为研究对象,应用地形特征、土壤性状、耕作条件、环境状况和生物特性5类指标整合影响耕地健康的关键因子并评价耕地健康状况,在此基础上,通过分析指标标准差收敛特征与评价因子的评分规则定义各指标的临界健康与亚健康阈值,将试点县划分为健康、亚健康与不健康3类,进而分析不同健康状况的分布特征。同时,综合区域气候条件、耕地自然条件与耕作技术水平评价耕地产能水平,并分析区域耕地健康-耕地产能作用特征。结果表明,试点县耕地亚健康及不健康类型表现出显著区域性特征,不同试点县限制耕地健康的关键要素存在差异;一方面,耕作条件的亚健康状况普遍(数量占比约40%),表现为耕地破碎化严重以及农田基础设施不完善,也反映出高标准农田建设的迫切需求;另一方面,生物特性形式严峻,表明在气候条件-土壤结构-耕作技术等因素相互作用下耕地保障动物健康生长的能力正面临退化。此外,通过耕地健康与耕地产能耦合分析,该文将试点县耕地健康产能特征划分为"健康-高产能"、"健康-低产能"、"亚健康-高产能"、"亚健康-低产能"、"不健康-高产能"、"不健康-低产能"6类,并分析不同类型区域耕地保护的重点方向,其中"不健康/亚健康-高产能"区域分布广泛,是中国实施藏粮于地、藏粮于技战略的关键地带,应兼顾耕地健康与耕地产能,加强提升耕地健康状况的方法研究与实践。该项研究为耕地健康产能提升提供科学依据,为不同区域耕地资源保护路径设计提供有效支撑。     

中国盐渍土研究：历程、现状与展望

盐渍土研究是以盐渍土和盐渍生境作为主要研究对象，以盐渍土和盐渍化的发生与演变过程、环境要素和人类活动对盐渍化的影响与作用机制、盐渍土的治理、改良和利用的理论与技术为主体的研究领域。我国盐渍土面积巨大、种类繁多，盐渍化问题突出，对农业生产和生态环境造成不同程度的影响。我国科学家提出的盐渍土“水盐调控”“水盐平衡”，“淡化肥沃层”和“障碍消减”等理论与技术方法，为发展农业生产、提高土地产能、保障粮食安全、拓展耕地资源等发挥了积极作用。近期我国在土壤盐渍化演变过程的监测与多源数据融合、土壤水盐运移过程模拟与尺度转换、盐渍农田养分循环与减损增效、盐渍障碍的生态消减、盐渍障碍微生物修复、盐渍农田灌排优化管理与边际水安全利用等方面取得了积极的进展和成果。建议今后深入开展盐渍土精准控盐的高效和安全用水、土壤盐渍障碍的绿色消减与健康保育、盐渍农田养分库容扩增与增碳减排、土壤盐渍化与区域生态的耦合响应和协同适应等方面的理论与技术研究。应面向农业、资源、生态、环境等领域和行业，致力于拓展理论和新技术的研究，为国家农业升级、粮食安全、耕地保护、生态安全、高质量发展发挥重要作用。本文回顾了我国盐渍土研究工作的...     

基于限制程度排序的卢龙县耕地质量提升重点区域划定研究

耕地是保证国家粮食安全的先决条件,也是保障社会安全及社会可持续发展的物质基础。中国耕地总体数量基数大,但整体的质量水平却很低。为明确耕地整治方向,针对不同地区进行不同重点的耕地整治,本文基于秦皇岛卢龙县农用地分等定级,构建耕地质量评价指标体系,运用得分因子标识法,确定限制因子组合类型,引入障碍度模型对限制因子组合进行修正,对卢龙县进行限制因子重点区域划定。结果显示,卢龙县15 981个耕地地块都存在高限制因子,汇总95种限制因子组合类型,共计43 909.71 hm~2。引入障碍度模型修正后卢龙县耕地可划分为5个主导限制因子重点区域:道路通达度限制因子主导区、地形坡度限制因子主导区、灌溉保证率限制因子主导区、农田防护林比率限制因子主导区和有效土层厚度限制因子主导区;其中农田防护林比率限制因子主导区整治面积最大,为37 680.91 hm~2,占耕地总面积的85.81%,主要分布在卢龙镇、燕河营镇和双望镇;其次为有效土层厚度限制因子主导区,面积为3 861.32 hm~2,主要分布在印庄乡;道路通达度限制因子主导区整治面积为1 876.16 hm~2,主要分布在双望镇;灌溉保证率限制因子主导区整治面积为319.44 hm~2,主要分布在燕河营镇;地形坡度限制因子主导区整治面积最小,为171.87 hm~2,占耕地总面积的0.39%,主要分布在刘田各庄镇。结合重点区域内限制因子可知,卢龙县主要限制因子以农田防护林比率和有效土层厚度为主,灌溉保证率和道路通达度为辅;在进行耕地整治时,可重点加强防护林建设,增加有效土层厚度,改良土壤,提高土壤肥力,加强农田设施及田间道路建设,确保粮食稳中增产,保障区域内粮食安全。研究结果可为丘陵山区整治规划、划定耕地质量提升重点区域提供技术支持,为今后耕地整治提供科学依据。     

中国土地整治战略重塑与创新

中国土地整治自1997年发展至今,内容不断丰富、功能不断拓展,对于实行中国最严格的耕地保护和节约集约用地制度的作用越来越显著。该文回顾了近20 a来土地整治的理论研究和实践探索,认为中国土地整治经过3个阶段的发展,正在经历1次新的调整,迈向以生态理念为导向的第4阶段。当前,中国土地整治存在的主要问题是:国土综合整治实践程度较低,资源环境压力没有得到有效缓解,建设用地整治的实施效果区域差别大,土地生态整治实践水平不高,土地整治资金稳定性不足。为适应时代发展要求,一要创新理念,引导土地整治向绿色化为主导特征的方向转变;二要顺应发展要求,重构土地整治新战略,稳定布局、消除障碍、阻止退化、修复污染,分类型、分区域、分程度规划组织土地整治工程项目;三要重点建设生态良田,使中国高标准生态良田达到6.67×107 hm~2以上;四要依托土地整治工程实施全面节地战略;五要推进土地综合整治,优化土地利用空间格局;六要加强示范建设、完善政策机制。