小兴安岭典型农田生产-畜禽养殖系统氮素流动特征

为了解小兴安岭地区农田生产-畜禽养殖系统氮素投入与利用情况,以伊春市带岭区为研究区域,采用物质流分析方法,分析了2007~2015年该区氮素输入、迁移、转化和输出过程,核算了该地区农田生产与畜禽养殖氮素流动通量、流动效率及环境负荷。结果表明：2007~2015年带岭区农田生产系统与畜禽养殖系统单位面积氮素流动通量均呈上升趋势,且在2007~2012年上升幅度较大；畜禽养殖数量、农作物种植结构是影响带岭区氮素流动通量的重要因素；农田生产系统氮素利用率平均为64%,作物能较有效利用氮素；畜禽养殖系统氮素利用率约为19%,存在着较大提升空间；带岭区环境氮负荷呈现逐年增加趋势,畜禽养殖数量增加过快,粪尿氮素损失是环境氮负荷增加的主要原因。建议加强畜禽养殖科学管理,合理控制养殖规模,提高粪尿利用率,同时尽可能减少化肥氮投入,促进农田生产-畜禽养殖系统向高效、可持续方向发展。     

苏州市农田-畜禽-家庭系统废弃物氮的量化及其环境影响

为了解食物链过程废弃物氮流情况及其环境影响,以我国经济发达地区苏州市为对象,基于农田生产-畜禽养殖-家庭消费系统,使用清单核算方法,估算了该市农田种植、畜禽养殖及家庭食物消费活动产生的废弃物氮量,并对废弃物氮的资源化利用水平及环境影响状况进行了评价。结果表明:苏州市农田生产-畜禽养殖-家庭消费系统一年共产生废弃物氮5.35万t,其中59.76%来自居民食物消费活动,57.53%损失进入环境。秸秆氮、畜禽粪尿氮、餐厨垃圾氮和人粪尿氮的资源化率分别为84.03%、49.26%、37.72%和21.99%。1.70万t废弃物氮进入水环境,造成的水体氮浓度达到4.3 mg/L,是Ⅲ类水环境质量标准的4.3倍;大气环境废弃物氮负荷量0.58万t,其主要来自粪尿废弃物,并以氨氮形态为主;废弃物氮的农田负荷警戒值为0.15~0.22,属Ⅰ级无污染水平。通径分析表明人口因素和政策科技因素是影响废弃物氮环境排放的两个最主要驱动因素。本文建议苏州市在农业生产中增施粪尿有机肥,在废弃物管理中通过秸秆多样化利用、粪尿科学管理以及餐厨垃圾专门处理等综合措施来改善当地环境污染状况。     

施氮量和栽培密度对超级早稻不同器官氮素积累与转运及其吸收利用率的影响

以超级杂交早稻中嘉早17为材料,采用田间试验在施氮量为0、120、165、210 kg/hm24个水平和种植密度为22.5×104穴/hm2(D1)和30×104穴/hm2(D2)2个水平下研究施氮量和种植密度对其氮素利用、积累和转运特性的影响.结果表明,氮素积累总量随施氮量和种植密度的增加而增加,但氮素积累量的增幅随供氮水平的提高而降低,施氮量由120 kg/hm2(N1)上升到165 kg/hm2(N2)的增加幅度,明显大于施氮量由165 kg/hm2(N2)上升到210 kg/hm2(N3)时的增加幅度.叶片氮素转运量也随施氮量和栽培密度的增加而增加,转运率没有明显规律.农学利用率、氮肥偏生产力、收获时氮素生理效率和施肥量间存在负相关.同时发现低密度种植时,氮素农学利用率和收获期氮素生理效率均高于高密度种植.     

施氮量对冬小麦—夏玉米土壤氮素表观盈亏的影响

通过河北清苑连续6年的田间定位试验,以冬小麦—夏玉米轮作体系作为对象,设置不同的施氮处理(N_0、N_(100)、N_(180)、N_(255)、N_(330)),研究不同施氮量对冬小麦—夏玉米轮作体系的土壤氮素表观盈亏的影响。结果表明:6年土壤表观氮素累积盈亏量随施氮量的增加而增加,N_0和N_(100)处理的土壤氮素累积盈亏量为负值,N_(180)、N_(255)和N_(330)处理的土壤氮素累积盈亏量分别高达382,1 173,2 116kg/hm~2;各处理的氮素表观盈亏量年际间变异较大,而在2种作物上的氮素累积盈亏量差异不大;在冬小麦季和夏玉米季,土壤氮库达到平衡状态的施氮量分别为155,134kg/hm~2;土壤氮素表观盈亏量均与土壤无机氮变化量呈显著负相关,与施氮量呈显著正相关,且随降雨量的增加呈增加趋势;不同生育期的结果表明,在冬小麦—夏玉米生长前期均表现土壤氮素盈余,而后期土壤氮素亏缺。因此合理施用氮肥既要考虑土壤氮素盈亏,也要关注生育期的分配。     

不同类型氮肥与施氮量下夏玉米水、氮利用及土壤氮素表观盈亏

以两个夏播玉米品种为材料，研究了不同类型氮肥与不同施氮量下华北平原夏玉米的水分与氮素利用及土壤氮素表观盈亏．结果表明：（1）随施氮量增大．产量、耗水量及水分生产效率（WPE）增大，氮肥利用率（NUE）降低；（2）夏玉米WPE与NUE具有较明显的基因型差异。WPE郑单958较大。NUE农大108较大；（3）wPE与NUE均受到氮肥类型的影响．WPE郑单958复合肥〉普通尿素〉包膜尿素．农大108处理间差异较小，以复合肥略大，普通尿素和包膜尿素相当。与普通尿素相比，包膜尿素与复合肥利用率较高，郑单958施N90kg／hm^2与农大108施N180kg／hm^2时，两者对NUE的提高尤为明显；（4）本试验条件下，经过夏玉米生长季，两品种各处理均出现土壤氮素表观亏缺，亏缺量随施氮量增大而降低，各条件下郑单958亏缺量较农大108大；氮肥类型间土壤氮素表观亏缺量表现为复合肥〉包膜尿素〉普通尿素。     

冬小麦/夏玉米轮作中高肥力土壤的持续供氮能力

通过连续3年的冬小麦.夏玉米轮作试验研究高肥力土壤的供氮能力。结果表明,在本试验的高肥力土壤上,存在土壤供氮能力随时间延长而下降的趋势。但在连续3年3个轮作周期6季作物生长过程中,土壤都保持了较高的供氮能力,其中夏玉米季高于冬小麦季,不施氮处理在冬小麦季的相对产量保持在46%～76%,夏玉米季为69%～81%,轮作周期中土壤氮素的表观矿化量为125～184kg.hm2,而供氮能力为123～190kg.hm2。在考虑土壤供氮能力的基础上,基于土壤植株测试的氮肥优化管理,在连续6季作物中较大幅度地降低了氮肥用量,但却获得了同传统施氮处理一致的产量,保持了较低的土壤无机氮残留量,避免了过量施氮对环境的不良影响。     

玉米?水稻轮作和水稻连作土壤根际和非根际氮含量及酶活性

【目的】以水稻连作为对照,研究玉米?水稻水旱轮作模式对稻田作物根际和非根际土壤氮素含量及酶活性的影响,为稻田系统玉米?水稻轮作对土壤氮素转化与稻田土壤质量的影响提供科学依据。【方法】利用根际袋盆栽试验进行水稻连作与玉米?水稻轮作,在玉米喇叭口期、抽穗期及成熟期,水稻分蘖期、孕穗期及成熟期分别采取根际与非根际土样,测定土壤铵态氮、硝态氮、全氮含量与脲酶、硝酸还原酶活性变化。【结果】两种种植模式及作物生育期对土壤氮素含量和酶活性均有显著影响。不同种植模式下土壤酶活性变化趋势基本相同。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作土壤铵态氮减少了24.7%;土壤硝态氮含量增加了153.4%,主要表现在第一季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作条件下两季作物成熟期土壤全氮含量降低,土壤脲酶活性整体提高24.3%,土壤硝酸还原酶活性整体降低34.6%。水旱轮作对各个指标的影响可持续到第二季。根际土壤铵态氮含量及脲酶活性整体低于非根际土壤,玉米根际土壤硝态氮含量低于非根际,水稻根际土壤硝态氮含量高于非根际土壤,根际土壤硝酸还原酶活性高于非根际土壤。【结论】在本试验中,轮作在第一季对土壤氮素及酶活性的影响可持续至第二季。与水稻连作相比,玉米?水稻轮作可以提高作物根际与非根际土壤的脲酶活性及硝态氮含量,有利于氮素有效性的提高。     

紫色土坡耕地氮素淋失通量的实测与模拟

氮淋失是氮素循环研究中最重要的环节之一,获得准确的氮淋失通量是当今农田氮循环研究中必不可少而又较为困难的工作之一。紫色土土层薄,土壤氮素难以蓄存,加之降水丰富,下伏透水性较弱的母岩,淋溶水达到母岩后难以垂直下渗而沿土壤岩石界面出流、汇流形成壤中流,紫色土氮素淋失主要表现为氮素随壤中流迁移流失。DNDC模型是基于过程的一种土壤碳氮循环模型,常用于农田温室气体排放模拟,但其应用于氮素淋溶的验证与测试不足。本文利用大型坡地排水采集器(lysimeter),测定紫色土坡耕地淋溶水量(壤中流流量)和氮素淋失通量,并利用观测数据对DNDC模型进行验证。结果表明,紫色土坡耕地小麦玉米季累积淋溶水通量为323.6 mm,径流系数33.3%,氮素淋失量为36.93 kg.hm 2,占全年氮素施用量的13.2%。壤中流流量与氮素淋失量实测值和模拟值的Pearson相关系数分别为0.944(P<0.05)和0.972(P<0.05),Theil不等系数分别为0.07和0.1,降雨量、土壤孔隙率和施氮水平是氮流失模拟的高敏感性参数。DNDC模型应用于紫色土坡耕地氮素淋失通量的模拟具有较高的可靠性,同时DNDC基于过程模型的优势可以描述持续降雨条件下的氮淋失过程,未来可通过进一步的验证,测试DNDC模型应用于氮淋失过程及区域氮淋失评估的可行性。     

冬小麦-夏玉米轮作体系中不同施氮水平对玉米生长及其根际土壤氮的影响

在河北衡水潮土上进行田间试验,以当地习惯高氮用量(小麦季施N 300 kg/hm2,玉米季施N 240 kg/hm2)为对照,研究冬小麦-夏玉米轮作体系中减少氮肥用量对玉米季植株生长、氮素吸收及根际土壤中无机氮与微生物量氮的影响。结果表明,两季作物氮肥施用量减少25%和40%,对玉米产量、生物量及植株体内氮累积量未产生明显影响,氮肥利用率提高。不同氮肥施用量对根际和非根际土壤铵态氮含量的影响不显著;减少氮肥施用量,对玉米根际土壤硝态氮含量也没有明显影响。在玉米苗期、抽雄期和成熟期,习惯高施氮量处理的非根际土壤硝态氮含量较高,其中抽雄期,非根际土壤硝态氮含量较氮肥减施40%用量处理高出近一倍,但非根际土壤微生物量氮水平含量明显降低。氮肥减施未影响根际土壤微生物量碳、氮含量,反而增加了非根际土壤微生物量碳、氮水平。在高肥力的潮土上,冬小麦/夏玉米轮作体系中适当减施氮肥并未影响玉米根际土壤氮素水平,可保证玉米稳产,实现减氮增效。     

施氮量对滴灌冬小麦–夏玉米周年产量及氮素利用效率的影响

  【目的】  当前华北平原冬小麦–夏玉米生产中,存在氮肥投入量大、氮肥利用效率低等问题,在滴灌水肥一体化条件下研究施氮量对冬小麦–夏玉米周年产量、氮素利用效率和土壤全氮含量、硝态氮残留的影响,以期为该地区小麦–玉米节肥、高产高效的栽培模式提供理论依据。  【方法】  于2018—2020年在青岛农业大学胶州现代农业示范园开展小麦、玉米滴灌施肥田间试验。设冬小麦/夏玉米生长季不施氮(N0)和施氮 150/150 kg/hm2 (N1)、210/225 kg/hm2 (N2) 和270/300 kg/hm2 (N3) 4个水平,以传统施肥方式和常规施氮量240/240 kg/hm2为对照(CK)。分析冬小麦和夏玉米产量、氮素吸收量和土壤氮素残留量。  【结果】  N2处理冬小麦、夏玉米产量最高,与N3处理无显著差异,但显著高于N0、N1和CK处理;N3处理冬小麦、夏玉米的干物质积累量、氮素吸收量最高,与N2处理差异较小,而显著高于N0、N1和CK处理。冬小麦、夏玉米氮肥偏生产力随着施氮量的提高而降低;冬小麦季氮素利用效率随着施氮量的提高而降低;夏玉米季,N2、N1和N0处理的氮素利用效率显著高于N3和CK处理,且N0、N1和N2处理间无显著差异;冬小麦、夏玉米氮肥农学利用率均随着施氮量的提高而降低,N2施氮水平下,氮素利用效率和氮肥农学利用率均表现较优。随着施氮量的增加,0—100 cm土层土壤全氮含量和硝态氮含量呈增加的趋势,全氮积累主要集中在0—40 cm土层,N3、N2和CK处理0—100 cm土层土壤全氮含量与N0和N1处理之间的差异随着轮作年数的增加而逐渐增大,N2处理较N3和CK处理有效抑制了硝态氮在表层土壤的积累和向深层土壤的迁移,降低了硝态氮淋失风险。  【结论】  冬小麦季施氮210 kg/hm2和夏玉米季施氮225 kg/hm2 (N2)可实现周年作物增产高效,提高氮素利用效率,显著降低硝态氮向深层土壤迁移,降低硝态氮淋失风险,是滴灌水肥一体化下华北平原麦玉周年轮作适宜的施氮量。     

氮、磷、钾用量与种植密度对油菜产量和品质的影响

以华油杂9号为试验材料,固定氮（N）:磷（P2O5）:钾（K2O）比例为1:0.55:0.8,设置施纯氮量135、225、315 kg /hm2,以及种植密度15、45、75万株/hm2不同处理,研究施肥量与密度对油菜产量及品质的影响。结果表明,籽粒产量随施肥量、密度的增大而增加,增加施肥量的增产幅度大于增加密度;施肥水平较低时,提高密度的增产作用更为显著。改变施肥量与密度对经济性状、产量构成因素均可产生显著影响,但改变密度对单株有效分枝数及角果数的影响更大。不同肥力下密度每增加30万株/hm2,单株有效分枝数降低1.7～3.8个。主茎籽粒含油量高于分枝,蛋白质及硫苷含量低于分枝。随施肥量增加含油量下降,硫苷、蛋白质含量上升。随密度增加含油量上升,蛋白质含量下降,主茎与分枝的硫苷含量上升,但整株硫苷含量下降。因此,若以减少施肥、节本增效为前提,选择每公顷施纯氮135～225 kg、P2O575～124 kg、K2O 108～180kg,并且在45～75万株/hm2范围内适当提高密度,有利于获得3000kg/hm2以上的籽粒产量。     

提高糯高粱干物质和氮素积累、转运及利用效率的适宜密度和施氮量

  【目的】  种植密度和施氮水平影响着作物的干物质和氮素积累转运及利用效率。研究糯高粱的适宜密度和氮肥水平组合,为贵州高粱绿色高效发展提供技术支撑。  【方法】  以贵州糯高粱品种红缨子为研究对象,2017和2018年在贵州省仁怀市开展裂区设计的田间试验。主区为密度,设置低(9×104株/hm2)、中(11.25×104株/hm2)、高(13.5×104株/hm2) 3个水平;副区为氮肥用量,设施N 0、120、240、360 kg/hm2 4个施氮水平,分别代表不施氮和低、中、高氮水平。在开花期和成熟期,取样测定糯高粱不同部位干物质积累量和氮含量,成熟期测产。  【结果】  糯高粱产量在中密度和中等氮水平下达到最大,分别为4805和4768 kg/hm2。中、高密度处理较低密度处理的平均单位面积有效穗数分别增加了24.93%和51.13%;施氮处理较N₀处理增产主要是单位面积有效穗数、千粒重、穗长的同步提高。种植密度和施氮量的增加可显著提高糯高粱的干物质(氮素)积累总量、转运量、转运率及贡献率;糯高粱的氮肥利用率、表观回收率、农学效率、偏生产力及氮素生理效率在中高密度下增加显著,同一密度下随施氮量增加逐级递减。种植密度(D)、氮肥水平(N)与产量(Y)之间的关系为Y=2169.72D+7.14N–94.52D2–0.016N 2+0.059DN–8198.737,达到最高产量7720.92 kg/hm2的种植密度和施氮量分别为11.53×104 株/hm2和 234.29 kg/hm2。  【结论】  适宜的种植密度和氮肥水平可显著提高贵州糯高粱的产量,促进干物质、氮素的积累和转运,氮肥利用效率的提高。在本试验条件下,糯高粱的适宜种植密度为11.53×104株/hm2、适宜施氮量为234 kg/hm2。     

1988－2018年中国水稻秸秆资源时空分布特征及还田替代化肥潜力

中国的水稻秸秆资源丰富,但不同地区水稻秸秆及养分资源量,还田替代化肥潜力以及随时间的变化特征尚不清楚。该研究基于农业农村部1988-2018年在全国稻作区的水稻土长期监测数据,分析了中国各地区不同年份的水稻秸秆和养分资源量及还田替代化肥潜力,为水稻秸秆资源的合理利用提供依据。结果表明:全国近10 a(2009-2018年)水稻秸秆和氮磷钾(NPK)养分资源年均量分别达到1.69×108t和452.09×104t,比1988-1998年增加0.23×108t和61.50×10~4t,东北增幅最高。全国水稻秸秆及养分资源随种植年限的延长呈增长趋势,第一阶段(1990s-2000s)和第二阶段(2000s-2010s)水稻秸秆资源年变化速率分别为18.11×104t/a和211.47×104t/a,N、P、K养分资源年变化速率分别为(0.15×10~4)、(0.02×10~4)、(0.31×104)t/a和(1.76×10~4)、(0.25×10~4)、(3.66×10~4)t/a。70%以上的水稻秸秆和养分资源分布在长三角、长江中游和西南,以长三角最高(4.15×107 t,NPK 111.05×104 t),华南最低(2.20×107 t,NPK 58.54×104 t)。30 a来,全国单位耕地面积水稻秸秆还田带入农田的氮(N)、磷(P)、钾(K)养分量持续稳定增加,占化肥年均施用量的比例为10.88%～12.53%、11.83%～17.13%、116.22%～122.62%。全国水稻秸秆还田的氮、磷、钾肥年均可替代量为(28.90±0.14)、(5.80±0.03)、(180.46±0.52)kg/hm~2,各区以长三角最高(N:(34.44±0.20)kg/hm~2、P:(6.91±0.04)kg/hm~2、K:(129.23±0.74)kg/hm~2),华南最低(N:(25.80±0.23)kg/hm~2、P:(5.18±0.05)kg/hm~2、K:(96.83±0.87)kg/hm~2)。充分利用水稻秸秆资源,是实现化肥减施增效的重要保障。     

不同施氮量及种植密度对小麦开花期氮素积累转运的影响

本文以小麦品种‘周麦22’为材料,研究了不同施氮量[0 kg(N)?hm~(-2)、120 kg(N)?hm~(-2)、240 kg(N)?hm~(-2)和360 kg(N)·hm~(-2),以N0、N1、N2和N3表示]和种植密度(225×104基本苗?hm~(-2)、375×10~4基本苗?hm~(-2)和525×104基本苗?hm~(-2),以M_1、M_2和M_3表示)处理下小麦植株地上部不同空间分布各器官的氮素含量及其转运特性。结果表明:施氮量、种植密度及二者互作对开花期、成熟期植株地上部各器官氮素含量的影响均达显著水平。不同施氮量及种植密度处理小麦开花期至成熟期各营养器官氮含量和积累量下降。开花期和成熟期,植株单茎氮积累量为7.27~59.65 mg?茎-1和8.48~60.83 mg?茎-1,以N_0M_3处理最低,以N_3M_2最高。从空间位置看,植株地上部各营养器官开花期氮含量、氮积累量及花后氮转运量和对籽粒氮的贡献率均随空间位置下移而降低。营养器官氮含量、积累量及转运量随施氮量增加而呈递增趋势,上部和中部营养器官氮转运率高于50%。营养器官对籽粒氮的总贡献率高于67%。增施氮肥配套合理的种植密度,可以促进植株地上各营养器官氮的积累和转运,对植株下部器官氮积累转运的作用尤为明显,高肥及中密度处理(N3M2)下倒四叶、倒四节及余叶和余节氮含量和积累量增加,缩小了与上部各器官的差异。植株地上部群体氮素转运量为28.56~549.49 kg·hm~(-2),亦随施氮量增加而增加,以穗部和茎节氮转运量较高。施氮量对籽粒产量、蛋白质含量及蛋白质产量影响显著。施氮量与种植密度互作对籽粒蛋白质含量及产量影响显著,种植密度对籽粒蛋白质产量的影响亦达显著水平。从氮素转运和产量性状来看,施用氮肥240 kg·hm~(-2)配套225×10~4基本苗?hm-2的种植密度是黄淮小麦玉米两熟区小麦生产较为适宜的栽培模式。     

覆膜滴灌下氮肥与种植密度互作对东北春玉米产量、群体养分吸收与转运的调控效应

  【目的】  合适的氮肥用量和种植密度是提高东北玉米产量和效益的关键。研究覆膜滴灌条件下氮肥用量、种植密度及其互作对春玉米产量、养分吸收转运及利用效率的影响,以期为东北半干旱区春玉米高产高效栽培提供理论依据。  【方法】  2016—2017年,在吉林省西部半干旱区乾安县开展田间试验,以紧凑型玉米品种农华101为供试材料,在覆膜滴灌条件下,分别设置氮肥用量 (0、140、210、280和350 kg/hm2,分别以N0、N140、N210、N280和N350表示) 和种植密度 (6.0 × 104、7.5 × 104和9.0 × 104株/hm2,分别以D1、D2和D3表示) 2个因子,分析不同处理玉米地上部群体养分积累动态、转运与分配特征、产量及氮肥利用效率。  【结果】  适当施氮和增加种植密度均可显著增加玉米产量,且玉米产量随施氮水平和种植密度的增加呈先增后降趋势,以D2和N210条件下玉米产量最高。在相同种植密度下,玉米苗期至开花期群体氮、磷、钾积累量均随施氮水平的增加而增加,而在灌浆期至成熟期则表现为随施氮水平的增加先增后降。在相同施氮水平下,玉米群体氮、磷、钾积累量均以D2密度下最高。不同施氮量与种植密度组合中,以D2和N210条件下玉米成熟期群体氮、磷、钾积累量最高。与不施氮肥处理相比,施氮提高了玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例,并随施氮水平的增加先增后降,而不同种植密度间玉米开花后氮、磷、钾积累量占总生育期积累量比例差异未达显著水平 (P > 0.05)。玉米养分转运量随施氮水平和种植密度的增加先增后降,以D2和N210条件下玉米养分转运量最高,而不同种植密度间养分转运率、转运养分对籽粒的贡献率和花后积累养分对籽粒的贡献率均无显著性差异。随施氮水平的增加,不同种植密度下氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力均呈下降趋势,其中D2密度下氮素吸收利用率、农学利用率和偏生产力维持在较高水平。相关分析结果表明,玉米开花前后氮、磷、钾素积累量与籽粒产量均呈显著或极显著正相关 (r = 0.6250～0.9224),其中开花后氮、磷、钾积累量与产量的相关性高于开花前。  【结论】  合理的种植密度和施氮水平提高了玉米花后养分积累与分配比例,促进养分转运量和花后积累养分对籽粒贡献率的协同提高,进而提高了玉米产量和氮肥利用效率。综合考虑玉米产量、养分积累与转运及氮素利用效率等因素,在东北半干旱区覆膜滴灌条件下,以种植密度为75000株/hm2,施氮量为210 kg/hm2较为适宜。     

重庆市畜禽粪污的区域分布及其水环境响应特征分析

为解决常见畜禽养殖排污量估算方法存在的缺陷和核实重庆市畜禽养殖目前污染状况,在调研当地畜禽养殖业及其排放状况的基础上,提出计算规模化养殖场排污量的校正方法,核算在现有治污模式下的典型畜禽排污量;以重庆市五大功能区为研究对象,基于不同水环境功能区划,采用等标污染负荷比法,研究了化学需氧量(CODCr)、总氮(TN)、总磷(TP)等标排放量的功能区分布及其潜在水环境响应特征,进而确定了畜禽养殖业主要污染区域和主要污染物,为重庆市不同功能区的产业发展和环境保护提供决策依据。结果表明,重庆市2013年畜禽养殖量为411.81万猪当量,粪便、尿、CODCr、TN、TP实物排放量分别为2.27×106 t、1.66×106 t、3.03×104 t、0.72×104 t和1.87×104 t。CODCr、TN、TP等标排放量分别为1.44×109 m3、7.94×109 m3和1.02×1011 m3。主要污染区域为城市发展新区和渝东北生态涵养发展区,主要污染物为TP,且重庆市畜禽养殖业的发展与功能区划有着显著相关关系。因畜禽养殖污染引起的全市水环境水质综合指数在0.22~4.12。城市发展新区和渝东北生态涵养发展区的水质超过标准,其余功能区均未超标。     

菜田种养复合系统氮/磷平衡分析

通过田间试验,设置菜田种养复合模式（VE）和常规菜田单一种植模式（对照,CK）两个处理,采用投入−产出法,于蔬菜收获后对种植（种养）系统内土壤、水体和产品（包括花菜和水产动物）中氮磷含量进行测定,研究VE模式下土壤（耕作区、底泥、边沟）、蔬菜（花菜）、水产（螃蟹、黄鳝、鱼）和水体内氮、磷平衡和循环特征。结果表明：系统内总氮/总磷（TN/TP）含量均以肥料输入最大,VE模式和CK模式肥料氮、磷输入分别占TN/TP总输入量的89.09%、99.73%和89.20%、99.86%,收获季花菜花球氮、磷输出分别占TN/TP总输出量的37.74%、33.69%和38.26%、34.50%。VE模式中的系统TN/TP输出/输入比分别为67.01%和39.51%,均高于CK模式,VE模式降低了系统氮、磷表观损失35.19kg和24.38kg。当前投入水平下,两种模式的系统TN/TP盈余量均为负,说明均需投入适量肥料以利于作物产出和系统平衡。研究结果有助于为菜田种养复合模式氮、磷循环和平衡管理提供参考。     

农业生物质能温室气体减排潜力

中国拥有丰富的农作物秸秆和畜禽粪污等农业废弃物资源。农业生物质能技术是促进农业废弃物资源有效利用的重要途径，既能够解决农业废弃物的环境污染问题、减少因焚烧或无序堆放排放温室气体，又能够替代化石能源减排CO2、提升土壤固碳能力，未来在"双碳"背景下发展潜力很大。该研究基于LCA全生命周期评价方法，研究8种不同生物质能技术的温室气体排放因子，核算农业生物质能转化与利用过程消耗能源的排放、抵扣化石能源减排、副产物土壤碳汇3个方面，并基于秸秆和畜禽粪污两大类农业废弃物资源禀赋及能源化利用潜力，预测3种不同情景下，农业生物质能替代化石能源的潜力，以及减排温室气体的贡献。结果表明，从减排因子看，热解炭气联产和规模化沼气/生物天然气技术的温室气体减排贡献最大。其次为成型燃料、捆烧供暖、生物质发电、炭化和燃料乙醇等技术，而户用沼气的减排贡献相对较小，8种不同生物质能技术的温室气体排放因子分别为-3.47、-3.20、-2.57、-2.63、-2.58、-2.48、-2.42 t/t（单位为标准CO2当量/标准煤当量）；基于现有政策及规划情景、技术水平提升情景、能源需求结构变化情景等3种不同情景下，评价农业生物质能对温室气体减排贡献潜力。结果显示，2030年农业生物质能替代化石能源潜力为6 490×104～7 664×104 t，温室气体减排贡献为1.97×108～2.34×108 t；2060年替代化石能源潜力为9 073×104～10 763×104 t，温室气体减排贡献为2.79×108～3.36×108 t。该研究为实现农业农村领域碳达峰碳中和目标提供数据支撑。     

稻田消解沼液工程措施的水环境风险分析

为研究稻田消解沼液的能力及消解沼液过程中潜在的水体环境污染风险,该文通过田间定位试验,采取工程措施,监测并分析了稻田主要生育期消解沼液过程中田面水及不同深度下渗水总氮、铵态氮和硝态氮质量浓度变化情况。结果表明:1)稻田消解沼液的关键时期是施灌后的前3 d,总氮降解幅度达46.67%~78.36%,铵态氮降解幅度达47.52%~85.27%,且穗肥期消解速率大于基蘖期。施灌后3 d内若产生径流造成周边水体富营养化的环境风险较大,可采取封闭大田排水口或增加小区田埂高度5~10 cm等田间工程措施,控制地表径流产生量和产生时间,确保安全消解,实现农业面源污染源头减量减排。2)沼液消解量在200%BS处理(沼液氮量为常规施肥氮量的2倍,即沼液量705.88 t/hm2)以上,基蘖期和穂肥期对周边水体潜在的污染风险均高于常规施肥处理,100%BS处理(沼液氮量为常规施肥氮量的1倍,即沼液量352.94 t/hm2)与常规施肥处理相比潜在的环境污染风险稍低。因此,稻田工程措施消解沼液应采取少量多次的消解方式。3)稻田工程措施消解沼液对下渗水的污染风险主要集中在基蘖期,以铵态氮污染风险为主,硝态氮污染风险较小,污染程度因下渗水深度不同而有所差异。研究表明基蘖期稻田每次沼液消解量应控制在211.76 t/hm2以内,穗肥期稻田消解沼液能力较强,污染风险较小,单次消解量低于423.53 t/hm2在该试验的一个稻米生长周期内可视为安全的。该研究结果可为稻田沼液安全消解技术及农业面源污染源头减量减排技术提供理论支撑。     

我国马铃薯产量对施氮的响应及其影响因素分析

  【目的】  在全国及区域尺度上，定量评价马铃薯产量对施氮的响应及其影响因素，旨在明确不同条件下施氮对马铃薯产量的影响，为氮肥合理施用提供参考。  【方法】  通过搜集、筛选、整理已公开发表的有关我国马铃薯施氮产量效应的文献信息建立数据库，利用Meta分析这一综述性统计方法，以不施氮为对照，运用自然对数响应比来度量施氮对马铃薯产量的影响程度，并运用Meta回归分析和亚组分析来评价不同因素对施氮效果的影响。  【结果】  共搜集到符合本研究要求的文献52篇，从中获得220组数据，涵盖我国6个马铃薯主要种植区域，且不同研究结果间存在显著异质性。根据失安全系数法分析结果，本研究受发表偏倚的影响不明显，结论具有较高的可信度。Meta分析结果表明，与不施氮相比，施氮显著提高了我国马铃薯产量，整体增产幅度为31.1%，且不同基础产量间的施氮效果存在明显差异，在基础产量小于20 t/hm2条件下，马铃薯产量与施氮量呈显著正相关。区域间的施氮效果存在显著差异，西南区施氮效果最佳，施氮产量增幅为42.6%，其次为东北区 (40.6%)、中原区 (37.2%)、华北区 (34.7%)、华南区 (17.7%) 和西北区 (12.1%)。在施氮水平较低时施氮方式对施氮效果没有明显影响，但在施氮量大于225 kg/hm2时，基施 + 追肥方式的增产效应明显。在低种植密度 (< 5.25万株/hm2) 条件下，施氮增产率为35.4%，明显高于中密度 (5.25～6.75万株/hm2) 和高密度 (> 6.75万株/hm2) 种植。施氮效果与土壤类型紧密相关，在黄棕壤、红壤、黑土、黄壤、黑钙土、水稻土和黑垆土上施氮增产效应显著，而在黄绵土上未达显著水平；土壤质地也影响氮肥效果，黏土施氮增产率为54.8%，高于砂土 (46.5%)、砂壤土 (28.0%) 和壤土 (26.0%)。在土壤pH 6.5～7.5、有机质含量 < 15 g/kg、全氮含量1～2 g/kg和有效磷含量 < 15 mg/kg的条件下，施氮的增产效应更明显。  【结论】  施氮对提升我国马铃薯产量有重要作用，施氮效果与土壤基础产量、区域、种植密度、土壤类型、质地、pH、有机质含量、全氮含量和有效磷含量密切相关。因此，各地区在制定马铃薯施氮方案时应充分考虑这些因素，以提高氮肥利用效率和增加马铃薯产量。