麦/油-稻轮作下秸秆还田与氮肥管理对直播杂交稻氮素利用特征的影响

【目的】探明秸秆还田和氮肥管理对麦/油后直播杂交稻氮素积累、转运、氮肥利用效率及籽粒产量的影响。【方法】选用优质三系杂交稻宜香优2115,采用二因素裂区设计,麦、油茬田同步开展试验,处理完全一致。主区为麦/油秸秆全量翻埋还田(M₁)和秸秆不还田(对照,M₀),副区设4个氮肥管理,即不施氮对照(N₀)、m_基肥∶m_分蘖肥∶m_促花肥∶m_保花肥比例分别为1∶0∶0∶0(N₁)、3∶3∶2∶2(N₂)、2∶2∶3∶3(N₃),测定了直播杂交稻主要生育时期各器官的氮素积累量及籽粒产量。【结果】结果表明,两种轮作方式下,氮肥管理对直播杂交稻主要生育时期的氮素积累、齐穗后茎鞘、叶片的氮素转运及稻株氮素利用效率均存在显著或极显著的调控效应。秸秆还田显著提高麦/油茬杂交稻中后期的氮素积累量、茎鞘和叶片的氮素转运量以及氮肥利用效率,其中,氮肥农学利用率、氮肥偏生产力和氮肥表观利用率较秸秆不还田分别提高了34.96%/28.76%、2.52%/2.61%和31.91%/22.30%。同时,油菜秸秆还田下直播杂交稻各生育时期氮素积累和产量较麦秆还田表现更好,籽粒产量提高481 kg/hm²(5.22%)。M₁N₂处理、M₀N₃处理下,直播杂交稻各阶段的氮素积累速率明显加大,促进结实期茎鞘和叶片的氮素向穗部转运,成熟期稻株氮素积累量优势明显且有较高的氮素利用效率(麦/油茬稻氮肥农学利用率、偏生产力和表观利用率分别达17.87 kg∙kg^-1/17.85 kg∙kg^-1、67.27 kg∙kg^-1/71.28 kg∙kg^-1、74.93%/75.05%),最终实现高产。【结论】在麦/油-稻轮作下秸秆全量还田,配合N₂氮肥管理,可有效提高直播杂交稻氮素吸收、利用效率,增加籽粒产量,尤以油菜秸杆还田的效果更好。     

喀斯特山区不同土地利用方式下石灰土化学风化特性

研究喀斯特山区不同土地利用方式（耕地、荒草地、退耕还草地和林草间作地）石灰土剖面化学风化特征，探讨矿质元素在石灰土剖面的分布、迁移和富集特征，从不同土地利用方式下土壤风化度，元素淋溶度、迁移度和残积度的角度分析土壤化学风化特征。结果表明：喀斯特山区石灰土剖面氧化物含量以SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃为主，其他氧化物含量相对较低，均属于中等变异元素，SiO₂、Al₂O₃、MgO含量以荒草地较高，CaO、Na₂O含量以林草间作地较高，Fe₂O₃、MnO、P₂O₅、K₂O以耕地较高；研究区土壤处于中等化学风化阶段，富铝化程度弱，不同土地利用方式下荒草地土壤化学蚀变系数较强，林草间作地土壤富铝化程度较高；研究区土壤K、Na、Ca淋失严重，荒草地盐基离子淋失明显，林草间作地盐基离子淋失程度相对较低；土壤Fe、Al相对富集明显，残积程度高，林草间作地Al含量积累明显，退耕还草地Fe含量富集显著；实施“退耕—还草”等增加植被覆盖度的治理模式对土壤的保护作用显著。     

Towards the sustainable intensification of agriculture—a systems approach to policy formulation

The sustainable intensification of agriculture involves providing sufficient food and other ecosystem services without going beyond the limits of the earth’s system. Here a project management approach is suggested to help guide agricultural policy to deliver these objectives. The first step is to agree measurable outcomes, integrating formal policy goals with the often much less formal and much more diverse goals of individual farmers. The second step is to assess current performance. Ideally, this will involve the use of farm-scale metrics that can feed into process models that address social and environmental domains as well as production issues that can be benchmarked and upscaled to landscape and country. Some policy goals can be delivered by supporting ad hoc interventions, while others require the redesign of the farming system. A pipeline of research, knowledge and capacity building is needed to ensure the continuous increase in farm performance. System models can help prioritise policy interventions. Formal optimization of land use is only appropriate if the policy goals are clear, and the constraints understood. In practice, the best approach may depend on the scale of action that is required, and on the amount of resource and infrastructure available to generate, implement and manage policy.     

Agriculture Green Development: a model for China and the world

Realizing sustainable development has become a global priority. This holds, in particular, for agriculture. Recently, the United Nations launched the Sustainable Development Goals (SDGs), and the Nineteenth National People’s Congress has delivered a national strategy for sustainable development in China—realizing green development. The overall objective of Agriculture Green Development (AGD) is to coordinate “green” with “development” to realize the transformation of current agriculture with high resource consumption and high environmental costs into a green agriculture and countryside with high productivity, high resource use efficiency and low environmental impact. This is a formidable task, requiring joint efforts of government, farmers, industry, educators and researchers. The innovative concept for AGD will focus on reconstructing the whole crop-animal production and food production-consumption system, with the emphasis on high thresholds for environmental standards and food quality as well as enhanced human well-being. This paper addresses the significance, challenges, framework, pathways and potential solutions for realizing AGD in China, and highlights the potential changes that will lead to a more sustainable agriculture in the future. Proposals include interdisciplinary innovations, whole food chain improvement and regional solutions. The implementation of AGD in China will provide important implications for the countries in developmental transition, and contribute to global sustainable development.     

苗期甘蔗氮高效基因型评价指标的筛选

本研究通过低氮压力选择,筛选出甘蔗氮高效种质,分析影响甘蔗氮高效的重要指标,为甘蔗氮高效育种及栽培提供理论依据。以58份甘蔗种质资源为材料,在苗期采用正常供氮（2 mmol/L N）和低氮（0.2 mmol/L N）处理,分析甘蔗植株形态、干重及氮素在各器官中累积分配的特征。通过主成分分析方法筛选影响甘蔗氮高效利用的重要指标,通过聚类分析对58份种质进行聚类。结果表明,低氮（0.2 mmol/L N）处理可以明显从植物形态区分不同种质的氮利用差异,58份种质低氮条件下的干重范围为0.64~14.75 g/株,氮累积量为5.53~63.00 mg/株,氮利用率范围为115.40~279.30 g/g。对低氮压力下甘蔗干重及氮累积等25个指标进行主成分分析后,提取出4个主要成分,总贡献率为92.35%。通过高、低氮条件下与氮利用效率有关的氮转移系数及基因潜力等19个指标分析后提取出5个主成分,总贡献率为82.21%。影响甘蔗氮高效的重要指标有甘蔗的干重（全株、叶、根）、氮累积量（全株、叶、茎）、氮利用率（全株、叶）、叶的相对氮利用率、茎的基因潜力、茎的相对干物质量和茎的相对氮累积量。经聚类分析后初步将58份甘蔗种质分为氮高效基因型、偏氮高效基因型、偏氮低效基因型和氮低效基因型。     

达里诺尔湖湿地生态系统服务价值评价

生态系统服务功能是生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用,对其服务价值进行货币化评价,可以推动自然资源可持续利用,促进区域生态环境保护。以达里诺尔湖湿地为研究对象,结合达里诺尔湖湿地生态系统的结构、特征及其生态过程特点,通过资料搜集与实地调研,运用资源经济学理论和方法,对达里诺尔湖湿地生态系统服务价值进行了划分。构建了达里诺尔湖湿地生态系统服务价值评价指标体系,并对其进行了价值评价。评价结果显示达里诺尔湖湿地的服务价值为93.70×10⁴万元,其中直接使用价值为2.19×10⁴万元,占比为2.36%,间接使用价值为91.51×10⁴万元,占比为97.66%。各项生态系统服务功能中以调节空气湿度价值最大,为82.76×10⁴万元,占总服务价值的88.32%。     

科尔沁沙地土地利用时空演变及空间自相关分析——以奈曼旗为例

利用奈曼旗2000、2006、2012年和2018年4期遥感数据，在ENVI5.3和ArcGIS10.2的支持下，运用土地利用动态变化空间分析模型、空间变化率指数和土地利用程度空间自相关，分析奈曼旗土地利用时空动态演变规律，为科尔沁沙地沙漠化土地治理及生态环境恢复提供参考信息。结果表明:1）各沙漠化土地整体呈逆转趋势，耕地、林草地和建筑用地呈发展趋势，研究区生态环境逐渐好转；2）人口增长、经济发展和政府政策导致耕地和林草地空间变化呈扩展型，各沙漠化土地呈衰退型；3）耕地和林草地与同期其他土地利用类型转化幅度逐年增长，空间变化率指数逐年增加，各沙化土地空间变化率指数逐年下降，仍需坚持生态环境恢复，沙漠化土地重点治理；4）土地利用程度呈高度空间自相关，在空间上的聚集区域固定，高-高值聚集在南部黄土区，面积逐年减少，低-低值聚集在中部沙区，面积减少幅度较小。     

基于水文分析的动物通道选址——以龙栖山自然保护区为例

自然保护区内道路等基础设施的建设不可避免地会对动物生境产生影响，造成动物死亡率提升。动物通道的设置是改善由道路建设引起的生境破碎化的有效途径，而正确选择动物通道的位置才能使其真正发挥作用。以福建省将乐县龙栖山国家级自然保护区为对象，选取对林区生境影响较大的6种环境因子:树种类型、树种平均年龄、胸径、坡度、海拔以及郁闭度，使用层次分析法(AHP)进行权重分析，相对权重依次为0.296、0.235、0.163、0.085、0.076、0.145。将因子进行叠加构建出生境适宜性指数(HSI)评价模型，并对研究区的生境适宜性进行评价。在此基础上采用ArcGIS的水文分析模块模拟动物潜在的活动路径与道路叠加，从而确定合适的动物通道位置。结果表明，HSI较高的区域多集中在自然保护区中部高海拔地区与缓坡地带，植被主要以天然阔叶林为主，树种的平均年龄大，覆盖面积广，郁闭度高，能够为大中型的走兽提供较好的觅食、隐蔽、繁殖场所，结合量化出的动物活动路径，得到2处动物通道的理想位置。此经HSI模型模拟出的路线只能是一种大概率情况，所建议的通道建设完成后，还需进行持续的野生动物利用情况监测，以评估通道的有效性，进而进行有针对性的改造设计，直到野生动物通道的利用效果良好。对于所得到的动物活动路径，不仅可以为动物通道选址提供参考，也可为动物迁移廊道修正、林区择伐等提供科学依据。     

浅埋滴灌水氮运筹对春玉米产量及水分利用效率的影响

采用二因素二次饱和D-最优设计，于2016-2017年在辽西半干旱区移动遮雨棚内进行了水氮精量控制试验，设灌溉量和施氮量2个因素，灌溉量分别设145.4、271.7、348.2、436.2 mm 4个水平，施氮量分别设0、84.6、136.1、195.0 kg·hm^-2 4个水平，共6个处理。试验分析了水氮交互作用对春玉米产量和水分利用效率的影响，建立了产量回归模型。研究结果表明：浅埋滴灌条件下，灌溉量在145.4~350.5 mm时，春玉米产量随灌溉量的增加而增高至11 005.60 kg·hm^-2；灌溉量在350.5~436.2 mm时，产量随灌溉量的增加而降低至10 730.09 kg·hm^-2；施氮量在0~146.9 kg·hm^-2时，产量随施氮量的增加而增高至10 983.19 kg·hm^-2，施氮量在146.9~195.0 kg·hm^-2时，产量随施氮量的增加而降低至10 862.39 kg·hm^-2。灌溉量因素的影响大于施氮量，水氮之间有明显的正向交互效应，当灌溉量为373.1 mm，施氮量为165.6 kg·hm^-2时产量最高。作物耗水量在拔节-抽雄期和灌浆-收获期较大，分别为115.64、127.50 mm；水分利用效率随灌溉量的增加呈逐渐降低趋势，降低幅度达到52.21%，随着施氮量的增加则呈先升高后降低趋势，增幅为14.73%~20.08%；其中处理6（灌溉量348.2 mm，施氮量195.0 kg·hm^-2)最利于水分利用效率的提高。综合产量和水分利用效率两方面的因素，初步建立了春玉米浅埋滴灌水氮施用优化模式，参数组合为灌溉量348.2 mm、施氮量165.6 kg·hm^-2。