不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发影响的原位研究

运用排水采集器法和通气法结合田间原位试验,研究了不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发的影响。结果表明,在夏玉米生长季节,田间土壤水分淋溶体积达63.49～7.L/hm2,且表现与灌溉水量和降雨量正相关。与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥在夏玉米生长发育前期易加剧水分的淋溶;氮素淋溶损失量明显高于氨挥发损失量,且二者均随施氮量的增加而升高;与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥极显著地增大了氮素淋失量,减少氮素的氨挥发损失量,总体分析显示,有机肥配施氮肥极显著增大了氮素净损失量和氮素损失率;在夏玉米生长期内,施肥运筹的田间土壤淋溶水硝态氮浓度均呈现双峰趋势,以硝态氮形式淋失是田间土壤氮素淋失的主要形式,铵态氮浓度则呈现先升后降的趋势,铵态氮的累计淋失量很少。同时发现,大口期夏玉米生长旺盛,对氮素的需求强烈可以减少氮素的淋失和氨挥发损失,适量增加夏玉米大口期的追肥量,是提高氮肥利用效率的有效途径。     

人民胜利渠灌区氮素淋失特性的模拟研究

利用自制渗漏装置进行了氮素淋失的模拟实验。结果表明：氮素的淋失量随渗漏水量和施氮量的增加而增加；在渗漏水量氮量超过一定限度后，作物吸氮量降低，逐渐接近甚至低于氮素淋失量；氮的气态损失量在渗水量过低或过高时及施量氮过多时都远大于氮素的淋溶损失量，而在渗漏水量适中及施氮量少时，氮素淋失量却大于气态损失；土壤氮的减少量随渗漏水量的增加而增加，且始终高于氮素的淋失量，但随着施氮量的增加而减少，且在高施氮量     

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。     

湖南典型双季稻田氨挥发对施氮量的响应研究

选择湖南典型双季稻田为对象,采用密闭室连续抽气法研究了不同施氮量下的氨挥发损失。结果表明,稻田氨挥发总量随施氮量增加而显著增加,在当地农民习惯施肥水平（早稻150 kg/hm2、晚稻180 kg/hm2）下,早稻氨挥发损失氮量占施氮量的39.8%,晚稻则达46.9%,双季稻平均氨挥发损失率达43.7%。氨挥发通量与田面水的NH+4-N浓度和 pH 之间均存在极显著的正相关关系。可见,氨挥发是该区域稻田氮素损失的最主要途径之一。     

不同双氰胺用量对稻田土壤氮素淋失的影响

通过水稻土柱模拟渗滤试验研究了不同双氰胺用量处理(双氰胺用量为施入尿素总量的1%,2%,3%,4%,5%)对水稻产量、氮肥利用率及稻田氮素淋失的影响。结果表明:与农民常规施肥(FP)处理相比,增施双氰胺各处理产量增加幅度为2.48%~39.11%,氮肥利用率提高幅度为1.26%~10.22%,其中,DCD3、DCD4处理的产量、氮肥利用率显著高于其他处理,产量分别达到9 520.79,9 066.06kg/hm2,氮肥利用率分别达到38.50%,36.42%。整个水稻生育期全氮淋失量降低了23.68%~37.94%,铵态氮淋失量降低了30.94%~46.69%,硝态氮淋失量降低了25.46%~39.77%,其中,DCD4处理氮素淋失降低幅度最大。硝态氮是氮素淋失的主要形态,各处理的硝态氮淋失量分别占全氮淋失量的68.46%~74.48%。综合考虑,DCD4用量硝化抑制效果最佳,使得氮肥在生育关键期充分发挥作用,在保证水稻产量的同时降低了氮素淋失,提高了氮肥利用率。     

农肥和化肥对黑土农田生态系统氮素循环与平衡影响的研究

在不同施肥处理条件下,分别定量测定了玉米田土壤氮素自生固氮作用、氨化作用、硝化作用、反硝化损失、氨挥发、NO3--N淋溶损失等氮素循环转化途径。研究结果表明,不施肥的土壤生态系统每年土壤全氮将减少-110.5kg/hm2。施肥能够有效地提高土壤氮素转化能力,农肥的氮素转化作用明显高于化肥的氮素转化作用。各处理反硝化损失的氮量为7.26～21.66kg/hm2,淋溶损失量为0.09～0.21kg/hm2,氨挥发损失的氮量为0～15.23kg/hm2。玉米田施肥处理总的氮素平衡处于盈余状态,不施肥处理的氮素平衡处于亏缺状态。单施农肥的盈余量高于单施化肥及农肥化肥配比处理的盈余量,低量施肥模式土壤中氮素的输入和输出基本处于平衡状态,高量施肥模式土壤中氮素处于盈余状态,虽有利于培肥地力,但却造成了肥料的浪费。     

基于DNDC模型的华北典型农田氮素损失分析及综合调控途径

氮素损失对农业生产造成的影响已成为当前研究的热点,模型是对氮素损失影响评价及定量化研究的有效手段。利用华北典型农田冬小麦-夏玉米轮作种植模式的作物产量、氮素淋失量等田间观测数据对DNDC模型进行了验证,并采用验证后的DNDC模型对该种植模式的氮素损失进行了定量评价,提出了综合考虑作物产量、氮素淋失量、N2O排放量以及NH3挥发损失的综合调控途径。结果表明,DNDC模型较好地模拟了冬小麦-夏玉米轮作系统作物的产量、氮素淋失的动态变化规律,以及土壤中NO3--N和NH4+-N的残留量,说明DNDC已具备模拟农田生态系统中土壤氮素生物地球化学过程的能力。模型模拟结果表明,在传统农业管理措施下,氮素通过淋失、N2O排放以及NH3挥发损失的量分别达到49.4 kg(N).hm-2.a-1、17.71kg(N).hm-2.a-1和144.8 kg(N).hm-2.a-1。综合考虑氮素损失途径,提出了适合当地农业生产条件的最优化管理措施,即减小当前常规施氮量到340 kg(N).hm-2.a-1,提高玉米秸秆还田率到100%,并保持灌溉量不变。相比常规管理措施,最优化管理措施氮素淋失量为14.1 kg(N).hm-2.a-1,降低71.5%,N2O排放量为14.91kg(N).hm-2.a-1,降低15.8%,NH3挥发损失量为117.2 kg(N).hm-2.a-1,降低19.1%,而对作物产量基本不造成明显影响。该评价结果可直接用于农业生产实践。     

不同种植模式粮田土壤氮素淋失的研究进展

氮素淋失既是农田养分氮损失的主要方式,也是农业生产污染水体环境的重要途径。单作、间作和轮作是常见的农业种植模式,由于水肥和耕作管理、作物氮素吸收和土壤氮素转化等方面的差异,不同种植模式下的氮淋失特征各异。通过分析文献,综述了粮食作物玉米、小麦和水稻单作的氮淋失特征及其影响因素,分析了豆科禾本科间作在降低氮淋失方面的优势及其机理;同时对常见农作物轮作种植的氮淋失特征进行了归纳总结,并就填闲作物控制氮淋失的研究进行了讨论,以期为今后开展不同种植模式氮淋失研究提供参考。     

水稻生育后期地上部氨挥发与氮素利用效率的研究

为探讨水稻氮素利用率与地上部氨挥发量之间的关系,采用温室盆栽土培方法,在密闭生长箱中测定不同水稻品种间和不同施氮水平下,水稻生育后期地上部氨挥发损失,计算不同水稻品种间氮肥利用率和不同施氮水平下水稻氮肥利用率。结果表明,不同水稻品种间,氨挥发量与地上部氮积累量、子粒氮积累量和氮素收获指数等指标均存在负相关;其中与地上部氮素积累量呈极显著负相关,相关系数达-0.9913,地上部氮积累量越高,地上部氨挥发量越低。在不同施氮水平下,地上部氨挥发量与氮肥施用量呈显著正相关,而氮素稻谷生产效率和氮肥农学利用率均与水稻地上部氨挥发量存在显著负相关。结果可为筛选低氨挥发量的水稻品种提供借鉴。     

不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟试验方法 ,研究了不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明 ,灌水量及水肥供应方式是决定尿素态氮在土壤中迁移、转化和淋失的关键因素。氮素淋溶量随灌水量的增加而增加 ;与浇灌施肥相比 ,滴灌施肥显著地降低了氮素的淋溶损失。在淋失的氮素形态中 ,以尿素态氮为主 ,其次为硝态氮 ,铵态氮的淋失量最低。灌水量低时 ,滴灌施肥铵态氮在土壤上层明显累积 ;灌水量增加后 ,这种累积作用减弱。灌水量低时 ,灌溉施肥的土壤硝态氮变化呈上低下高 ,增加灌水量降低了土壤中硝态氮含量 ;滴灌施肥显著地减少了尿素态氮的淋溶损失 ,增加了土壤中有效态氮的含量。     

产权认知及外部环境对农户土地流转行为影响模型分析

农民的产权认知及外部环境直接影响农户的土地流转行为决策。该文基于陕西关中地区545户农户调研数据,按农民非农收入水平和承包地经营规模分异将农户进行分组,用多群组结构方程模型,将非农水平和承包地经营规模作为调节变量,分析农户产权认知及外部环境对其土地流转行为的影响差异。研究结果表明:农户土地流转意愿对其土地流转行为的综合影响最大,外部环境次之。农户对土地抵押权的认知对土地流转意愿具有显著影响。家庭非农收入水平高、经营规模小的农户更容易将土地流转意愿转化为土地流转行为。研究产权认知和外部环境因素能为制定土地流转政策提供科学依据。     

华北平原农户主动退耕冬小麦的影响因素模型分析及政策启示

为揭示华北平原农户主动退耕冬小麦的现状及其影响因素,借助河北省沧县农户问卷调查数据,构建农户土地利用决策理论模型与多层二项logit模型。结果表明:1)案例区农户主动退耕冬小麦现象已较为普遍,2000年以来冬小麦退耕面积占耕地总面积的比例达28.18%;2)地块、农户和村庄3个层次在解释农户土地利用决策方面均发挥显著作用,其解释程度分别为52.1%、17.5%和30.4%;3)地块层次的土地质量、灌溉水源和地块面积在1%或5%水平下显著影响农户冬小麦退耕决策,且土地质量低下、灌溉水源稳定性较差、面积较小的地块更有可能退耕冬小麦;4)农户层次的平均务工收入、地均务农劳动力数量、受教育程度、农机设备和地块破碎度在5%或10%的水平发挥显著影响,且地均务农劳动力数量少、平均务工收入和地块破碎度高、农业决策者受教育程度高且不具备农机设备的农户退耕冬小麦的概率更高;5)村庄层次灌溉用电单价通过了5%的显著性检验,且灌溉用电单价越高时,农户越有可能发生冬小麦退耕行为。在此基础上,提出相关政策建议如下:农户主动退耕冬小麦背景下推行土地休耕制度须精准,应以严格的冬小麦种植摸底调查监测为前提,还应结合农村集体新型产业发展、农业水价综合改革等措施推进制度落实;同时,应加强地表水资源的合理配置与管理,稳定与适度发展地表水灌溉的小麦面积,为实现土地休耕与口粮安全"双赢"做出贡献。     

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。     

生计转型背景下河北省农村宅基地整理分区与潜力研究

基于农户生计转型背景对河北省农村宅基地整理进行分区调控,并基于不同整理目标测算农村宅基地整理潜力与面积标准。结果显示:受农户非理性决策影响,户均宅基地面积随农户非农就业程度的提升呈现先减小后增大的趋势,非农就业拐点在0.496～0.564之间,城镇化率、人均耕地面积、农业分区、宅基地容积率、人均GDP对各县域户均宅基地面积产生不同方向和程度的影响。由此,划分了优先整理、适度整理、适度挖潜、限制整理4类整理时序分区,以宅基地制度改革、农业结构优化、深化农村土地管理水平为工作导向的5类整理模式分区。优先整理区宅基地整理潜力为45 429.70 hm~2,户均宅基地面积标准为401m~2,经济条件是限制宅基地整理的主要因素;适度整理区宅基地整理潜力为446.32 hm~2,户均宅基地面积标准为26 m~2,宅基地用地需求较小;适度挖潜区宅基地整理潜力为33 471.92 hm~2,户均宅基地面积标准为407 m~2,自然、经济条件是限制宅基地整理的主要因素。     

土地用途管制框架下农户土地利用行为特征及影响因素——四川省成都市和湖北省武汉市2个典型区域的比较

[目的]探讨农户土地利用行为的区域差异及其受土地用途管制的影响,为更好引导农户合理利用土地,提高土地利用效率及完善土地用途管制制度提供借鉴。[方法]以率先试点耕地保护基金的四川省成都市和尚未实行耕地保护经济补偿政策的湖北省武汉市2个典型城市的43个村庄433名受访农民为例,利用非参数检验及回归模型分别从土地利用意愿、土地利用结构、土地利用强度和土地保护程度4方面探讨农户土地利用行为的基本特征及影响因素。[结果](1)农户土地利用行为呈现出农地利用意愿较低,倾向兼种粮食作物和经济作物,单位农地投资强度较低,农地利用效率呈两极分化且忽视农田环境保护的特点。(2)农户土地利用行为具有显著的区域差异,成都受访农户农地流转参与率较武汉农户农地流转参与率高12.61%。(3)农户个体和家庭特征、土地用途管制程度及区域因素均对农户土地利用行为有显著影响。[结论]农户土地利用行为呈现两极分化,且其受农户个体及地域差异显著影响。     

基于PSR模型的粤北山区农户行为对水土流失的影响研究

[目的]了解农户自身行为对水土流失影响,为保护和改善粤北山区生态环境、实现精准贫困和区域可持续发展提供依据。[方法]以贫困胁迫下的粤北山区农户行为为研究对象,采用参与式农村评估(PRA)进行农户调查,并通过"压力—状态—响应(PSR)"模型建立粤北山区农户行为对水土流失影响评价指标体系,从农户行为视角出发,结合层次分析法确定各指标权重,定量评价农户行为对水土流失影响程度。[结果](1)由于薪柴依赖度降低、坡耕地比重下降等因素,2012—2016年农户行为对水土流失影响的压力值逐渐降低;(2)虽然农户区水土流失状态值降低,但农户水土保持状态增加,总状态值稍有增加;(3)农户和政府对水土流失治理响应值逐渐增加;(4)综合PSR值,最终农户行为对水土流失影响值稍微降低,生态环境有所好转。[结论]粤北山区农户对水土流失影响压力值降低,状态值增加,最终农户行为对水土流失影响值稍有降低,农户行为对水土流失影响减小。     

土地流转对农户耕地复种指数的影响

探究农户耕地复种指数的制约因素,为落实国家粮食安全战略和促进土地集约化利用提供理论和实证依据。该研究基于2018年湖北农户实地调查数据,采用反事实分析框架,运用倾向得分匹配法(Propensity Score Matching,PSM)和广义倾向得分匹配法(Generalized Propensity Score Matching Method,GPSM)分析土地流转对农户耕地复种指数的影响。结果表明:土地流转对农户耕地复种指数有显著的正向影响,土地流转会显著提升耕地复种指数0.244个单位,水田转入和旱地转入会分别显著提升耕地复种指数0.299和0.204个单位;土地转入面积、水田转入面积和旱地转入面积对农户耕地复种指数的提升存在规模报酬递增效应,即耕地复种指数提高的比例要比流转面积提高的比例更大,且水田转入面积的规模报酬递增效应更明显;从作用机制检验来看,土地流转能够通过每公顷流转费反作用路径和要素集约促进路径提升农户耕地的复种程度,每公顷流转费起到调节作用,要素集约率起到中介作用,中介效应的大小为8.9%。建议健全土地流转市场机制,鼓励农户参与土地流转,因地制宜制定耕作制度,改善农业生产条件,从而提高耕地复种指数。     

农用地整治项目农户满意度分析

[目的]诊断基于农户满意度的农用地整治项目绩效水平,为相关政策的制定提供科学依据。[方法]建立基于农户满意度的农用地整治项目绩效测度指标体系,运用综合评价法、配对样本T检验、IPA分析法分析农用地整治项目绩效水平及其影响因素。[结果]农用地整治项目农户满意度得分达到3.747 5,其绩效水平达到"良好"等级,农用地整治项目结果绩效水平高于过程绩效水平。影响农用地整治项目农户满意度高低的因素主要包括立项决策农户意见采纳程度、规划设计征询农户意见情况、规划设计农户意见采纳程度、后期管护主体明确程度、生产成本降低、后期管护制度健全程度、后期管护资金供给程度、后期管护措施完善程度、立项决策农户参与程度、农业规模生产、生物多样性保护、农田抗灾能力、农田防护林质量、竣工验收中农户参与情况等。[结论]基于农户满意度建立的农用地整治项目绩效测度指标体系和运用综合评价法、配对样本T检验、IPA分析法分析农用地整治项目绩效水平是合理可行的。     

三峡库区农户水土保持行为类型及其机理

[目的]分析三峡库区农户水土保持行为的类型、特点、机理和主要效果,为区域水土保持和生态环境建设决策提供依据。[方法]对三峡库区(重庆段)5个区县113户农户进行了问卷调查和重点访谈,运用调查数据分析库区农户水土保持行为类型及其机理。[结果]三峡库区农户水土保持行为主要分自觉自愿型和政策引导型两大类。自觉自愿型是农户创造性地适应环境、保护耕地,降低投入、增加收入,以农户耕地管理和保护性耕作行为为主,农户的水土保持需求形成农户水土保持动机,产生了开挖边沟背沟、挑沙面土、大横坡+小顺坡耕作、等高耕作、免耕、反坡挖地、作物间作套种、种植植物篱和药物除草等行为。其中,间作套种、开挖边沟背沟、大横坡+小顺坡耕作和挑沙面土4项耕作行为在库区推广较好。政策引导型行为是农户受国家水土保持政策引导而参与水土保持生态建设,是国家战略需求和农户实际需要的有机结合,可以细分为三种类型,一是劳务报酬类,农户参与坡改梯等水土保持工程建设并获得劳务报酬。二是经济补偿类,农户响应国家水土保持生态建设号召,采取退耕还林等行为并获得一定补偿。三是资金补贴类,农户在政府资金前补助或后补助情况下修建塘库、道路等水土保持设施。[结论]三峡库区农户水土保持经验丰富,各种水土保持行为均具有较好效果,值得在小流域治理等水土保持生态建设中推广。     

基于地理探测器的重庆坡耕地时空格局演变特征及驱动机制

坡耕地是耕地的重要组成部分,分析坡耕地时空格局演变规律及驱动因素,有益于为合理利用坡耕地资源及生态功能修复与保持提供参考。基于2000-2018年坡耕地空间分布信息,利用土地利用转移矩阵、局部空间自相关（Local Spatial Autocorrelation, LISA）、地理探测器（Geodetector）等方法,从坡耕地时空变化特征、坡耕地冷热点格局和坡耕地变化驱动因子等方面开展,揭示重庆坡耕地时空分布特征及驱动因素。结果表明：1）与2000年相比,2018年重庆坡耕地面积减少2.40%,坡耕地2.23 万km2,占耕地59.35%。6个区县（渝中、江北、江津、南岸、大渡口、石柱）年均坡耕地变化动态度大于1%,不同区县坡耕地面积变化趋势差异明显。2）近18年坡耕地与林地、草地、水田、建设用地等地类发生显著转移,转出、转入总体较均衡,其中坡耕地退为林地主要集中位于秦巴和武陵山区的石柱、武隆、丰都、云阳等区县,在土地利用转移过程中坡耕地面积呈小幅度减少趋势。3）坡耕地局部空间自相关异质性较显著,大多数区域坡耕地面积呈高-高和低-低聚集状态,热点区集中在渝东北区,冷点区分布在渝西区和主城区。4）林业产值、农村居民人均纯收入、粮食产量、乡村从业人员、农林水支出等经济、社会及政策因素是主要驱动因子,各因子间的交互作用大部分为非线性增强和双因子增强,其中解释力较大的交互驱动因子为粮食产量/坡度（2005年,0.927）、农村居民人均纯收入/常住人口（2018年,0.910）,海拔、降雨等自然因素对坡耕地变化有一定影响,但经济发展、政策调控、农民收入、城市扩张等社会经济因素是坡耕地变化的主要驱动因子。研究结果可为重庆以及西南山地丘陵区坡耕地资源保护与格局优化提供科学依据。