我国农业集约化与持续化关系研究

农业集约化是我国农业发展趋势,持续化是我国农业发展战略,高产和持续都是我国农业追求的基本目标.针对两者关系问题进行了深入研究,结果表明两者既不是对立的,也不是完全一致的,而是对立统一关系.其协调的基础在于自然生态与人工生态相容互补;对立性主要表现在农业集约化带来资源过度消耗和环境污染等负面影响;统一性在于集约高产对生态环境的影响双向反馈作用.     

粮食作物不同种植模式对地下水硝酸盐含量的影响

作者以华北平原麦玉两熟和南方红壤地区双季稻两种种植模式为研究对象,在麦玉两熟区,通过50个农户的调查,周年产量10347.5—14211.0kgh/m 2,氮肥用量499.5—670.5kgh/m 2,氮肥利用效率51.79%—54.44%;河北景县水体硝酸盐含量测定未发现超标;对不同产量地块水样测定,高产地块硝酸盐含量高于中产地块;对桓台和温县水体调查中发现,有3个水样硝酸盐含量超标,占调查总数的15.8%;对同一井水多年硝酸盐含量的测定,水体中硝酸盐含量逐年增加。双季稻作区117个农户调查,氮肥用量为436.3—594.3kgh/m 2,产量为6273.1—9278.2kgh/m 2,氮肥利用效率为28.76%—32.09%;双季稻不同时期水体硝酸盐含量测定未超标。为减少硝酸盐污染的发生,减少氮肥的投入,合理施用氮肥,加大有机肥的投入;提高氮肥利用效率。     

红壤水稻土有机碳库的平衡值确定及固碳潜力分析

平衡状态时的土壤有机碳含量水平确定对于正确评价土壤的固碳潜力和制定合理的有机物质分配措施有重要意义。本文通过比较红壤典型地区不同时期水稻土有机碳含量变化、不同利用年限水稻土有机碳含量动态、以及有机碳输入输出量状况,分析红壤水稻土有机碳库的平衡值,进而估计较大区域内水稻土的固碳潜力。过去20余年来江西省余江县水稻土的有机碳含量总体呈上升趋势,但高产水稻土的有机碳含量稳定在18.5 g kg-1;水耕利用30 a,土壤有机碳含量达到19.0(±1.20)g kg-1,其后变化幅度很小;若使目前的较高形成量水平达到平衡,则土壤有机碳含量为19.2(±1.10)g kg-1。综合分析,在较高生产力水平条件下,红壤水稻土有机碳的平衡值为18~20 g kg-1,平均为19.0±1.0 g kg-1。过去20余年来,江西省余江县水稻土有机碳储量增加了6 955(±1 116)kg hm-2。据此计算我国亚热带地区水稻土过去20年固定大气CO2量555.1(±88.7)Tg,其作为碳汇的作用是相当明显的。目前仍有相当面积的水稻土其有机碳含量低于平衡水平,估计还可平均固碳5 150(±1 063)kg hm-2。据此,若保持现实较高生产力水平,则我国亚热带地区水稻土未来可新固定大气CO2量411.0(±84.7)Tg。     

好氧颗粒污泥的研究新进展

好氧颗粒污泥是近年发现的,在好氧条件下自发形成的微生物细胞之间自身固定化的一种形式,具有良好的沉降性能、较高的生物量和在高容积负荷条件下降解高浓度有机废水的良好生物活性.污泥颗粒化过程是一个多阶段的过程,取决于废水组成、操作条件和适当的选择压等因素.COD和DO浓度对好氧颗粒污泥的同步硝化反硝化反应有明显影响.COD浓度在400～1200mg/L范围内,好氧颗粒污泥去除COD的能力均在85%以上.颗粒污泥能吸附有机物,使废水中COD浓度快速下降.COD浓度＜800mg/L,,好氧颗粒污泥具有良好的脱N能力,N去除率最高达85.3%.在溶氧浓度为1～4 mg/L条件下,颗粒污泥对COD去除率均在90%以上.不同的溶氧浓度对N的去除率有一定影响,在溶氧浓度3mg/L时,N去除率最高,达83%.本文对好氧颗粒污泥的基本特征和微生物相、好氧颗粒污泥形成的主要影响因素及其颗粒化反应器等进行综述,并对好氧颗粒污泥在环境工程中的进一步应用提出展望.     

不同土壤结构改良剂处理的磷淋溶特性的研究

研究了水动力作用下磷素在土壤剖面中的垂直迁移特征,聚丙烯酰胺(PAM)和羧甲基纤维素(CMC)两种改良剂处理土壤后,能够促进土壤中磷素在水动力作用下沿土柱垂直向下迁移,不仅使土柱下层对应层次的速效磷含量高于对照,且使磷淋失量增加。PAM处理和CMC处理相比,更有利于磷素沿土柱向下迁移和淋失,促进磷素在土壤中的垂直移动     

生物质炭与有机物料配施的土壤培肥效果及对玉米生长的影响

生物质炭作为一种多功能的土壤培肥材料被广泛应用,但其与传统有机物料的对比及配施研究还比较少。通过盆栽试验,研究了生物质炭与秸秆、发酵鸡粪单施及配施对壤质潮土和砂土养分含量、酶活性及玉米生长的影响,并采用主成分分析方法对3种有机物料的培肥效果进行综合评价。试验设6个处理,分别为不添加有机物料(CK)、添加生物质炭(BC)、小麦秸秆(WS)、发酵鸡粪(CM)、秸秆和生物质炭(WS+BC)、鸡粪和生物质炭(CM+BC)。研究结果表明,各处理均增加了砂土玉米生物量和株高,3种有机物料的提升幅度排序为:鸡粪生物质炭秸秆,鸡粪还可增加壤质潮土玉米生物量和株高。添加生物质炭和有机物料还可提高土壤有机质含量,其中生物质炭的提升幅度最大。此外,3种有机物料对土壤养分和酶活性的影响各异,单施鸡粪分别增加壤质潮土和砂土的碱解氮22.08%和26.67%,速效磷91.92%和53.65%,脲酶活性40.54%和36.94%;单施生物质炭分别增加壤质潮土和砂土速效磷83.52%和89.91%,速效钾79.38%和127.02%,过氧化氢酶活性3.41%和11.22%,却降低了土壤碱解氮含量,且与鸡粪配施后会抑制鸡粪中氮的有效性;单施秸秆分别增加壤质潮土和砂土速效钾49.48%和63.02%,β-葡糖苷酶活性51.86%和59.09%;生物质炭与鸡粪或秸秆配施可以更均衡地提升土壤肥力。通过主成分分析和相关分析发现,玉米生物量和株高与土壤氮、磷供应正变化的第2主成分(PC2)得分呈极显著正相关关系。因此,3种有机物料中,鸡粪对土壤氮、磷含量及相关酶活性影响最大;秸秆对土壤钾以及纤维素分解相关酶影响较大,而生物质炭对土壤肥力的提升作用更均衡,且土壤肥力综合得分最高。秸秆或鸡粪配施生物质炭可以更全面地提高土壤肥力。     

温室黄瓜连作对土壤真菌数量和群落结构的影响

长期集约化种植带来的连作障碍问题已成为限制设施蔬菜行业可持续发展的重要瓶颈,阐明设施蔬菜长期连作条件下的土壤障碍因子(类型)是发展形成高效连作障碍克服技术的前提。以豫北地区设施黄瓜连作生产系统为研究对象,通过采集具有不同黄瓜连作年限的土壤样品(1,5,10,15,20 a),应用Real-time PCR和高通量测序的手段,探讨了温室黄瓜连作对土壤真菌数量和群落结构的影响。结果表明,温室黄瓜连作显著改变了土壤真菌数量,随着连作年限延长真菌数量呈先增加后降低的趋势,且在连作10 a土壤中达到峰值。土壤真细比变化趋势与真菌数量一致。高通量测序分析进一步表明,黄瓜连作显著影响了真菌群落的β多样性而非α多样性。随着连作年限延长,真菌群落中独有的OTU数量逐渐减少。子囊菌门(Ascomycota)是门水平下连作土壤真菌群落的优势成员,但其平均相对丰度对黄瓜连作响应不敏感。在目水平,小囊菌目(Microascales)、盘菌目(Pezizales)、未分类子囊菌(Norank_p_Ascomycota)和粪壳菌目(Sordariales)是真菌群落优势成员;在属水平,假埃希氏菌属(Pseudallescheria)、Lasiobolidium、赭霉属(Ochroconis)和毛壳菌属(Chaetomium)是真菌群落优势成员。这些优势真菌目和属的平均相对丰度受温室黄瓜连作影响显著,且多数与土壤理化因子存在显著的线性相关关系。冗余分析证明,土壤硝态氮、速效钾和有机质含量是驱动温室黄瓜连作土壤真菌群落结构变化的主要因子。总的来看,温室黄瓜长期连作显著影响了土壤真菌数量和群落结构。     

负压供水下水氮耦合对温室辣椒品质及产量的影响

采用负水头供水控水盆栽装置,通过设定装置的不同供水吸力控制不同的土壤含水率,研究了负压灌溉条件下不同水氮组合对温室大棚中辣椒产量及品质的影响。试验设置3种供水吸力:5 k Pa(W2)、10 k Pa(W3)、15 k Pa(W4),并以常规补充浇灌方式(记为W1)为对照;3种氮肥水平:168、336和504 kg/hm2,分别记为N1、N2和N3。结果表明,在灌水量相同的条件下,辣椒中Vc的质量分数随施氮量的增加表现出先增加后减少的趋势,而辣椒果实中的可溶性糖和蛋白质的质量分数则随施氮量的增加而增加。辣椒的株高、茎粗、叶片数和产量也是随施氮量的增加而增加;在施氮量相同的条件下,辣椒中Vc、可溶性糖和可溶性蛋白质的质量分数都随灌水量的增加而增加,辣椒的株高、茎粗、叶片数和产量也随灌水量的增加而增加;W2N2处理辣椒Vc和可溶性糖的质量分数最高,W2N3处理辣椒蛋白质的量最高,W2N3处理辣椒的产量最高。     

黄淮海平原农作制的分类研究

根据农作制系统结构决定其功能原理,以及社会经济、地理因子、资源利用程度、技术因子和农作制复合度差异为分类依据,以层次性、简明性、区域性和实用性为原则,结合黄淮海平原农业生产实际情况,对农作制进行三级分类.第一级分为粮田农作制、农牧结合农作制、农林农作制、庭院农作制、设施农作制、观光农作制;第二级为农作制类型;第三级为农作制模式;形成了农作制-类型-模式的三级分类体系.该方法抓住了农作制的主要特征,切实可行,具有一定的指导意义.     

土壤农化分析教学中存在的问题与对策

针对教学中出现的问题对土壤农化分析课程教学过程进行总结,从如何提高学生学习的主动性、培养学生良好的动手能力、教师如何不断提高自身教学水平等几个方面,对土壤农化分析课程的教学提出解决方案和改进办法.