华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析

华北平原潮土区是我国重要的粮食主产区,改革开放40多年来该区农业经历了以高水肥投入为主要特征的集约化进程,相应的氮淋失导致的面源污染自20世纪90年代以来不断加剧。本研究针对华北平原潮土为主要类型的粮田,对过去40多年间主要研究文献进行全面分析,梳理氮肥和水分投入与氮淋失之间的定量关系,比较主要农田管理措施对氮淋失的阻控效果及其机理,以期为我国农业面源污染提供决策支持。研究发现,氮肥和灌溉是影响华北平原潮土区粮田氮淋失的主要因素,其中氮淋失与氮盈余量之间呈指数关系,比与施氮量的指数关系更显著。基于机器学习的随机森林回归模型能够考虑包括施肥、灌溉、土壤条件和气象等多因素对氮淋失的影响,未来在定量预测中有较好前景。同等氮肥投入条件下,由于氮供应与作物吸收契合度高,有机无机配施能显著降低氮淋失。以缓控释肥、尿酶和硝化抑制剂为代表的肥料增效剂可以降低约1/3的氮淋失,值得重点推广应用。秸秆还田可以实现包括提高土壤有机物和微生物氮库、增加无机氮缓冲容量等综合效益,有利于降低氮淋失风险(降低比例达10%),但免耕的阻控效应较低且呈现较大不确定性。调整种植制度、休耕、间作套种和种植填闲作物等措施会影响粮食产量,推广过程中应慎重。氮淋失的阻控效果更多受到社会、经济和政策等因素的影响,今后应采取包括生态补偿等手段发挥农民主动性,从政策和法律法规层面创造实施氮淋失阻控措施的社会环境。     

玉米生长对石灰性土壤无机碳与有机碳释放的根际效应

利用IsoSource模型三源区分玉米根际土壤CO_2释放来源(根源呼吸、土壤无机碳与有机碳释放),研究玉米根际效应对石灰性土壤无机碳与有机碳释放的影响。在玉米拔节期(24～53 d)、抽穗期(54～66 d)和灌浆期(67～99 d)末分别破坏性取样,测定根系、土壤有机碳和无机碳的~(13)C含量等指标;自拔节期开始至生育期末,每隔3d测定种植玉米与不种玉米的土壤呼吸CO_2量以及13C-CO_2含量。结果表明,利用IsoSource软件三源区分土壤CO_2的排放,土壤CO_2排放累计量以根源呼吸贡献为主(48.0%),其次为土壤有机碳(31.2%),最小为土壤无机碳(20.8%)。玉米对土壤无机碳与有机碳释放均表现为正根际效应,从拔节期至生育期末,种植玉米土壤有机碳与无机碳的释放分别较不种植土壤多65%和156%。土壤无机碳对于稳定全球碳库和调节大气CO_2浓度具有重要意义,若忽视石灰性土壤无机碳对土壤CO_2释放的贡献,有可能高估土壤有机碳的分解。     

秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响

在富含碳酸盐的石灰性土壤上,土壤本身CO2释放不仅来自土壤有机碳（SOC）的分解,也源于无机碳（SIC）的溶解。在秸秆还田下,石灰性土壤CO2释放来源达到三个（秸秆碳、SOC和SIC）,由于区分技术的限制,当前区分CO2释放三源的研究,尚少见报道。以华北石灰性农田土壤为研究对象,采用13C标记玉米秸秆添加土壤进行室内培养32周,设置4个处理,分别为无添加对照（CK）、低量秸秆添加（S1,相当于田间秸秆还田量9.6 t?hm-2）、中量秸秆添加（S2,秸秆还田量28.8 t?hm-2）和高量秸秆添加（S3,秸秆还田量48.0 t?hm-2）,利用秸秆碳、SOC与SIC之间的δ13C差异,借助稳定同位素溯源模型IsoSource,区分土壤CO2的释放来源,明确秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响。结果表明,随着培养时间的进行,土壤释放CO2中源于秸秆的贡献呈下降趋势;秸秆分解对土壤CO2释放的贡献随着秸秆添加量增加而增加,对于S1、S2和S3处理,土壤释放CO2中源于秸秆、SOC和SIC的贡献比值约分别为3:3:4、5:2:3和6:2:2;与CK相比,S1处理降低SOC分解的激发效应（程度为9%）,S2和S3处理反而增加了SOC分解的激发效应（程度分别为22%和57%）;秸秆和SOC矿化增加SIC溶解的释放,随秸秆添加量增加而增加,S1、S2和S3处理提高SIC源CO2的释放程度分别为368%、561%和652%。因此,秸秆添加不仅影响SOC源CO2的释放,也增加了SIC源CO2的释放,若忽略SIC溶解对土壤CO2释放的贡献,可能导致SOC矿化量的高估,进而影响SOC激发效应评估的准确度。     

伊犁地区绿色和有机农产品产地环境监测与评价方法

伊犁州作为新疆乃至西部重要的生态农林牧资源基地,其生态自然环境条件得天独厚,是发展生态产业基地的最佳区域。作为绿色食品和有机食品的生产基地,其产地环境条件必须符合标准的要求。概述了绿色食品和有机食品产地环境的各项指标要求,分析了基地建设前的产地环境调查内容,提出了产地环境监测的方案与评价方法,为伊犁州的绿色食品和有机食品基地规划及产地环境质量分析提供依据。     

土地利用方式和栽培措施对农田土壤不同组分有机碳的影响

以河北曲周县原状草地土壤和农田土壤为研究对象,分析了土地利用方式、秸秆还田、耕作方式和施肥水平对土壤有机碳特性的影响.研究表明,华北原状草地改变为农田后(34年),土壤砂粒、颗粒有机碳的含量和总有机碳的比例、轻组土壤和轻组土壤有机碳都显著降低,且以秸秆还旧影响最大.经过8年的耕作,施加底肥、免耕和秸秆整株还田等农艺措施,明显提高了土壤颗粒有机碳含量.秸秆还田使得0～20 cm土壤颗粒有机碳含量明显增加,且整株还田比粉碎还田更能增加10～20 cm土壤颗粒的有机碳含量,而免耕对土壤颗粒有机碳的增加主要表现在0～10 cm.土壤非保护性有机碳的比例也会显著降低,且非保护性有机碳主要分布在0～5 cm土层.     

我国无污染农产品重(类)金属元素土壤环境质量标准的制定与研究进展

分析了目前土壤标准制定的两类主要方法 ;比较了目前无污染农产品的土壤环境质量标准和存在的问题 ;阐述了土壤标准制定应考虑的原则和注意的因素。     

我国无污染农产品重（类）金属元素土壤环境质量标准的制定与 …

分析了目前土壤标准制定的两类主要方法;比较了目前无污染农产品的土壤环境质量标准和存在的问题;阐述了土壤标准制定应考虑的原则和注意的因素。     

基于稳定同位素特征与土壤性质的有机茶身份辨识研究

为探究云南普洱地区有机茶身份辨识特征,完善高原有机茶身份辨识技术,选取云南省普洱市的5个代表性有机种植认证茶园（ZX、LS、CYT、YS、HL）和相邻的5个常规茶园（C-1、C-2、C-3、C-4、C-5）,采集300余份茶叶和土壤样本,结合稳定同位素比例质谱仪、元素分析仪等测定茶叶和土壤的δ¹⁵N丰度、δ¹³C丰度、全氮、全碳、有机碳、碱解氮等指标,通过因子分析和判别分析的方法构建了有机茶叶同位素-土壤性质判别模型,并使用Holdout法进行验证。结果表明：不同茶园有机茶叶与相邻常规茶叶相比未表现出一致的δ¹⁵N,δ¹³C值差异规律,因此,使用单一稳定同位素因子难以鉴别有机茶。通过进一步对茶叶和土壤性质进行因子分析,筛选出6个适合判别的特征向量,构建了基于同位素特征和土壤性质的多元有机判别模型,其判别函数方程为：y=-0.081（茶叶δ¹⁵N）＋0.819（茶叶δ¹³C）＋0.093（土壤全氮）＋2.117（土壤全碳）－0.155（土壤有机碳）＋2.870（土壤pH）＋4.232,y<0.5为常规茶,判别准确度为92.3%。综上,基于同位素特征值和土壤性质参数指标构建的多元有机判别模型可实现云南省普洱市高原有机茶身份的准确判别。     

华北地区冬小麦生产中磷素利用特征研究

[目的]在我国当前农业集约化过程中,农业生产系统普遍存在着化肥,特别是磷肥利用效率不高、土壤残留磷量较大,造成磷肥资源浪费以及潜在的面源污染风险。[方法]本文通过文献查阅,收集和筛选自1980年以来我国公开发表的小麦田间试验论文,对华北平原及山西和陕西等地区小麦田间试验数据进行分析,对磷肥利用规律及特征进行统计分析。[结果]本研究获得了冬小麦籽粒与秸秆的回归方程,以及施磷量与籽粒和秸秆含磷量的回归方程。在施磷为61 kg.P2O5 ha-1时,冬小麦-土壤系统表现为磷素表观平衡；随着磷肥数量增加,磷素表观盈亏量呈线性增加。在当前华北地区常规磷肥(102 kg. P2O5 ha-1)水平下,冬小麦一季在土壤中磷肥累积量约为25.7 kg.P2O5 ha-1。华北地区冬小麦磷肥平均利用效率为14.7&#177;7.6%,氮肥增加有利于提高磷肥利用效率。整体上,冬小麦对磷酸二铵的利用效率高于过磷酸钙,有机肥和化肥配施有利于提高磷肥利用效率,郑麦9023的磷肥利用效率较高。[结论]所以选择合适的磷肥品种,通过合理的氮肥水平以及有机肥与化肥配施,能够提高华北地区的冬小麦磷肥利用效率。这对于该地区提高磷肥利用效率、降低磷肥损失和土壤污染风险,具有重要参考价值。     

化肥氮对冬小麦氮素吸收的贡献和土壤氮库的补偿

  【目的】  小麦对氮素的吸收消耗了土壤氮库，土壤中残留的化肥氮则可补偿土壤氮库的消耗，综合考虑这两方面的影响，核算施氮量和秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【方法】  收集1980年以来国内报道的小麦15N示踪试验的研究结果，分析化肥氮和土壤氮对小麦当季氮吸收的贡献，小麦当季氮吸收、化肥氮的去向、土壤氮库的盈亏分别与施氮量之间的关系，以及秸秆还田对小麦当季土壤氮库盈亏的影响。  【结果】  施氮量与化肥氮对小麦当季氮吸收的贡献之间呈显著正相关 (P = 0.029)，而与土壤氮的贡献之间呈显著负相关 (P = 0.031)。小麦当季氮素吸收源于土壤的比例约为2/3，源于化肥的比例约为1/3，追施氮对小麦氮吸收的贡献约是基施氮的1.5倍。施氮量与氮肥有效率 (氮肥利用率+氮肥残留率) 之间呈极显著负相关 (P = 0.004)，而与氮肥损失率之间呈极显著正相关 (P < 0.001)。在秸秆不还田和还田条件下，小麦季土壤氮库的盈亏均与施氮量之间呈极显著正相关 (P ≤ 0.001)。  【结论】  在施氮量为N 60～500 kg/hm2时，小麦吸收的氮素1/3来自化肥，2/3来自土壤。冬小麦季化肥氮的3个去向为:地上部吸收、土壤残留和损失，其所占比例分别约为36%、33%和31%。在秸秆不还田和还田条件下，土壤氮库达到平衡的施氮量分别为N 308和233 kg/hm2。