农业环境监测协作共用网的构建设想

针对农业环境监测领域存在的数据信息点贫乏和数据服务时效性滞后的问题，提出建设农业环境监测协作共用网的构想，借助于管理意识和管理手段的创新，推动数据的共享，带动整个农业环境领域大联合，使环境监测、环境预警与控制3个环节紧密联合，提高农业环境管理效率和效益。另外，分析了农业环境协作共用网的内涵和体系结构与功能，并讨论了建设中的一些关键问题。     

添加生物炭对灌淤土土壤养分含量和氮素淋失的影响

灌淤土是宁夏引黄灌区的主要土种,当地大引大排的灌溉方式不仅造成土壤养分淋失,而且会引起水体污染。本文采用室内土柱模拟降雨淋滤方式,设置1500g灌淤土分别添加1%、2%、5%、10%生物炭4个处理,观测淋滤后土柱中的养分状况和淋溶液中氮素含量,以不加生物炭为对照,研究添加生物炭对土壤养分含量和氮素淋失的影响。结果表明:(1)添加生物炭后土壤pH、全盐以及全磷含量未发生变化,土壤中全氮、速效磷和速效钾含量随着生物炭添加量的增大而显著增加;(2)添加生物炭处理与对照相比均极显著降低了土壤淋溶液的硝态氮含量和淋溶损失量(P0.01),以2%生物炭添加处理效果最好,比对照减少了49%的淋溶损失。(3)铵态氮的淋失峰值随生物炭添加量的增大而延后,但仅添加生物炭10%的处理显著减少铵态氮的淋溶损失量(P0.05),比对照减少了18%,其它处理则显著增加了铵态氮的淋溶损失量(P0.05),这一效果是否与生物炭种类有关,还需进一步探讨。     

宁夏引黄灌区干湿交替过程中土壤pH的动态变化及影响因素

地处干旱半干旱区的黄灌区干湿交替过程中引起土壤环境因素的周期性变化,从而影响农田生态系统关键过程。通过连续测定黄河上游宁夏引黄灌区稻田在灌溉淹水和落干过程中的土壤pH,研究在水稻生育期内表层土壤pH在高频次灌溉排水干湿交替过程中的变化规律。结果表明:在灌水之后淹水过程中,表层土壤pH升高;相反在淹水之后落干过程中表层土壤pH降低;但在最后一次灌水之后,经过长时间的落干烤田过程,土壤pH随表层土壤表层盐分积累过程逐渐升高。土壤电导率(EC)与土壤pH在灌溉淹水和落干过程中具有相同的变化趋势,具有显著正相关性(p0.05),土壤氧化还原电位(Eh)与pH呈极显著负线性相关(p0.01),而灌溉量、施肥量、降水、地表5 cm土壤温度对表层土壤pH的影响均不显著。     

东北季节性冻融农田土壤CO2、CH4、N2O通量特征研究

为了评估季节性冻融交替对土壤温室气体排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,监测了东北松嫩平原两种典型农田生态系统(稻田和玉米田)非生长季土壤CO_2、CH_4和N_2O通量变化。研究表明:三种温室气体排放在土壤冻结期、覆雪期、融雪期和解冻期具有明显的季节动态特征。冻结期和融雪期对温室气体排放贡献最大,这两个时期内稻田和玉米田CO_2排放量分别占非生长季总累积排放量的74.9%和68.6%,稻田CH_4排放占非生长季总排放的95.7%,尽管玉米田土壤CH_4以吸收为主,但在融雪过程中存在明显释放峰,短暂的融雪期内N_2O呈集中爆发性释放,稻田和玉米田N_2O通量峰值分别是冻结前的40倍和99倍,排放量占到总累积排放量的73.9%和80.7%,覆雪期土壤CH_4和N_2O存在弱的吸收。另外,土壤温室气体排放存在土地利用方式间的差异,表现在稻田土壤比玉米田(非生长季)具有更高的温室气体排放潜力。稻田土壤CO_2、CH_4和N_2O累积排放量均高于玉米田,表现为净排放(源),而玉米田土壤CH_4通量表现为净吸收(汇);稻田土壤CO_2和CH_4平均排放速率显著高于玉米田;除覆雪期外,其他时期内三种温室气体平均通量在两类农田之间也存在显著差异。总之,在评价季节性冻土区温室气体排放时需要重视土壤冻结和融化过程,同时需要考虑不同土地利用方式间的差异。     

施用棉花秸秆生物质炭对华北平原农田温室气体排放的影响

以我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在常规施肥的情况下,研究了4种不同剂量棉花秸秆生物质炭[CK、C1(2.25 t/hm2生物质炭)、C2(4.5 t/hm2生物质炭)、C3(9.0 t/hm2生物质炭)]对土壤理化性质及温室气体(CH4、N2O)通量的影响,结合作物产量评估了不同处理对全球温室效应和温室气体强度的影响。结果表明:添加生物质炭不能显著影响土壤CH4的累积排放量。在夏玉米季,仅C2和C3处理可以显著降低土壤N2O累积排放量,分别为37.19%和48.58%;在冬小麦季,添加生物质炭处理均可以显著降低土壤N2O的排放,达24.26%～48.02%。路径分析结果表明,土壤NH4+-N含量是土壤N2O排放通量的主要影响因子。在夏玉米季,C2和C3处理可以显著增加玉米产量,分别达9.46%和10.99%;在冬小麦季,仅C3处理可以显著增加小麦产量,达7.13%。添加4.5 t/hm2和9 t/hm2的生物质炭处理可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度,而添加2.25 t/hm2的生物质炭处理仅在冬小麦季可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度。综上所述,将棉花秸秆转化为生物质炭用于华北平原农田,既能增加作物产量,又能降低温室气体排放。     

宁夏灌区农业非点源污染情况调查与原因分析

开展宁夏灌区农业非点源污染的相关研究对保护黄河水安全具有重要意义.本文主要反映宁夏灌区上世纪90年代以来农业非点源污染现状的调查结果,揭示目前灌区的污染状况;同时对农业非点源污染形成的主要因素进行了分析,指出农田化肥、农药的不合理施用,畜禽养殖、农膜残留等均产生了不同程度的农业污染,随径流或排水进入黄河,造成水质恶化.     

区域农业系统自尺度与国家尺度上的协调度评价——以河北省曲周县为例

本文构建了区域农业系统协调度评价理论和指标体系,研究了区域农业系统协调度状况,分析了区域农业系统发展存在的问题,并提出了区域农业协调发展建设性建议.选取1995～2003年资料,从自尺度和国家尺度对河北省曲周县区域农业系统进行了协调度计算分析.研究结果表明:在自尺度上,曲周县区域农业系统及社会子系统以失调为主,生态子系统中期协调,前后期失调,经济子系统后期协调,前期失调;在国家尺度上,曲周县区域农业系统及其子系统均失调.表明在国家尺度上,区域农业系统与子系统的协调度较自尺度普遍降低,反映了曲周县农业系统在经济发展、社会发展和生态环境保护3方面国家尺度下处于较低水平,应加快促进系统的协调发展.     

宁夏灌区农田退水污染形成原因及防治对策

对宁夏引黄灌区退水污染现状分析发现,宁夏引黄灌区200条大小排水沟中,13条污染严重,主要污染物为氨氮、总磷、氟化物、COD、BOD等,且均超标严重。在此基础上,分析指出客观的自然地理条件、农用化学物质的大量使用、落后的排灌工程体系以及传统的农业生产方式和管理方式是导致灌区农田退水携带大量的污染物质进入黄河的主要原因,并结合这种现状提出了加强灌区退水污染综合管理、强化科技支撑、增加资金投入、加大宣传力度等相应的污染防治对策,为灌区农田退水污染控制关键技术的进一步研究提供参考。     

不同类型肥料对东北地区稻田氮磷损失和水稻产量的影响

【目的】减少东北地区稻田氮肥施用量,提高养分利用效率。【方法】利用田间小区试验研究了不同类型缓/控释肥料对稻田退水氮磷径流损失、水稻产量和氮素吸收利用效率的影响。【结果】与常规施肥处理比较,缓/控释肥料做基肥一次施用可以显著降低稻田退水中氮素质量浓度和径流损失量,缓/控释肥料CRF-3处理(中化牌控释掺混肥料,N、P_2O_5、K_2O养分质量比为19∶14∶22)磷素量较高,易造成磷素的淋洗和径流损失,CRF-1处理(宁夏农林科学院自主研制的控释掺混肥料,N、P_2O_5、K_2O养分质量比为26∶10∶12)总氮和总磷径流损失量均最低,分别比常规施肥处理降低了38.04%和46.87%。受田面追施氮肥的影响,常规施肥处理田面水总氮质量浓度最高达到9.43 mg/L,缓/控释肥料处理田面水总氮质量浓度在水稻插秧15 d后才达到峰值,显著低于常规施肥处理。与常规施肥比较,CRF-1和CRF-3处理水稻籽粒产量没有降低,其中CRF-1处理氮肥回收率提高9.84%,氮肥农学利用效率增加了10.83 kg/kg。【结论】综合考虑稻田氮磷养分径流损失和水稻产量因素,CRF-1处理水稻养分配比合理,是较适宜东北地区水稻种植的控释肥料。     

壬基酚在土壤中的降解和吸附特性

采用室内模拟试验,研究了壬基酚(NP)在3种土壤中的降解和吸附特性。结果表明,NP在土壤中的降解分为快速和慢速降解阶段,半衰期分别为6.74～9.72d和70.02～78.77d。降解前期3种土壤中的降解速率相差较大,依次为黑龙江黑土>北京潮土>广西红壤,与土壤有机质含量相一致,随培养时间推移,降解速率差异减小。NP在土壤中具有不同结合状态及异构体降解性不同可能是出现慢速降解阶段的主要原因。土壤对NP的吸附较为符合Linear等温吸附方程(r≥0.9686),黑龙江黑土、北京潮土和广西红壤中吸附常数Kd值分别为65.52、31.66和32.71,黑龙江黑土对NP的吸附最强,广西红壤和北京潮土的吸附能力较为接近。各土壤理化性质参数中,以土壤有机质含量对NP吸附的影响最大(r=0.9950),阳离子交换量对吸附也有一定影响,粘粒含量和pH对吸附的影响较小。NP在3种土壤中的有机碳吸附常数KOC在3696.22～4334.51之间,移动性很弱,吸附自由能变化均小于40kJ·mol-1,NP在土壤中的吸附以物理吸附为主。