中国农田污染评价与防治道路探究

中国农田污染防控是农业可持续发展、农产品安全和国家生态环境安全的重大需求。中国农田污染的特征为：农田污染物种类增多、污染呈现扩张化、复杂化与不断加剧的趋势,同时,治理的难度不断加大。目前中国农田污染的基本格局是：局部改善,整体恶化,虽然仍是可防治的,但扭转总体态势和治理的难度将进一步加大;区域间、产业间和作物间的差异很大,不能以点盖面;化肥、农药等是一把双刃剑,应客观评价,高效使用。在对七种典型防治思路分析的基础上,本研究针对中国农田污染防控的薄弱环节,提出了走农田污染综合立体防控的道路,实现中国国情背景下农田污染防治和农业可持续发展的双赢的战略构思。     

当前我国农业立体污染防治研究的若干重要问题

丰富了农业立体污染新观念的内涵,分析了我国农业立体污染的严峻现状、研究与防治实践中存在的问题,重点阐述了我国农业立体污染防治中监测信息网络建设、相关基础理论与科学体系构建、关键技术集成与攻关、政策法规等保障体系建设等重要问题。     

我国黄土高原生态建设历史实践与研究进展

在对黄土高原生态建设历史回顾的基础上,重点就生态退化的原因和机理、生态治理的思路与方略、生态治理技术与模式等领域的研究进展进行了综述和初步分析.     

宁夏灌区农业非点源污染负荷估算方法初探

 【目的】建立适合中国灌区农业氮、磷流失污染负荷估算方法,以简便有效的方法定量计算灌区农业非点源污染水平。【方法】应用Johnes输出系数法对灌区的农业氮、磷流失进行估算。根据宁夏灌区特点对Johnes模型进行了改进,增加了灌溉因子。【结果】经计算,2006年宁夏灌区总氮量（TN）的灌溉因子为0.9556,总磷量（TP）为0.8776;根据传统Johnes模型计算得到,2006年宁夏灌区TN负荷为20 296.29 t,TP为1 092.02 t,而改进模型计算得到的2006年宁夏灌区TN负荷为19 395.33 t,TP为958.30 t。与传统模型计算结果相比,改进模型TN负荷的相对误差减小了5%,TP减小了13%。【结论】改进模型的计算结果比传统Johnes模型更加接近宁夏灌区的实际污染情况,改进模型在灌区具有一定的适用性。     

控释氮肥侧条施用对东北地区水稻产量和氮肥损失的影响

为探索东北地区水稻种植过程中控释氮肥侧条施用对水稻产量和氮素损失的影响,设置对照不施氮肥(CK)、农民常规施肥(FP)、高量控释氮肥(HN)、中量控释氮肥(MN)和低量控释氮肥(LN)共5个处理,通过田间小区试验研究了控释氮肥侧条施用对水稻产量、氮素回收率、农学利用效率、径流损失和不同层次淋溶水中总氮浓度变化的影响。结果表明:HN处理和MN处理在氮肥用量降低10%~20%的条件下与FP处理比较水稻籽粒产量没有显著降低,HN处理的穗数和穗粒数分别比FP处理提高了10.79%和15.38%,当氮肥减量30%(LN处理)时,水稻籽粒产量降低明显。控释氮肥侧条施用显著提高了氮肥回收率和农学利用效率,HN处理与FP处理比较氮肥回收率提高了5.23个百分点,氮肥农学效率也比FP处理提高了6.48kg/kg。控释氮肥侧条施用降低了田面水中总氮浓度和径流损失,控释氮肥各处理氮素径流损失降低幅度在37.32%~47.10%。控释氮肥侧条施用降低了淋溶水体中总氮浓度,并延迟了总氮浓度峰值出现时间,减少了氮素淋洗损失的风险,是一种兼顾水稻产量的环境友好型施肥技术。     

氮肥减量对华北夏玉米节根内生真菌群落组成的影响

基于农民习惯施氮,以夏玉米为试验对象,采用高通量测序技术探讨氮肥减量0%(CK:270 kg/hm2)、-10%(N1:243 kg/hm2)、-20%(N2:216 kg/hm2)和-30%(N3:189 kg/hm2)对节根内生真菌群落组成的影响。结果表明:氮肥减量10%~30%对地上节根内生真菌Chao1指数影响不显著,而氮肥减量20%~30%却显著降低地下节根内生真菌丰富度Chao1指数;氮肥减量10%~30%显著提高地上节根内生真菌多样性Shannon-Wiener指数,却显著降低地下节根内相应指数。减氮10%~30%显著提高地上节根内格孢菌目(Pleosporales)丰度,显著提高地下节根内子囊菌门(Ascomycota)和粪壳菌目(Sordariales)丰度,显著降低地下节根内肉座菌目(Hypocreales)和炭角菌目(Xylariales)丰度。氮肥减量10%显著提高2类节根内球囊菌门(Glomeromycota)丰度,而氮肥减量30%仅显著提高地下节根球囊菌门丰度。随着氮肥减量比例的增加,与对照的相似系数逐渐降低。相关性分析表明,穗粒数与地上节根内格孢菌目、地下节根内球囊菌门和肉座菌目丰度显著相关,有效穗数与地下节根内粪壳菌目丰度显著相关。经综合比较,减氮30%的处理效果优于其他处理,与对照相比,在灌浆期可显著提高地上节根格孢菌目丰度809.95%;显著提高地下节根内球囊菌门丰度89.93%和粪壳菌目丰度1 319.22%,却显著降低肉座菌目丰度78.14%。     

生物炭对华北冬小麦根系形态和内生真菌多样性的影响

利用棉花秸秆生物炭,以冬小麦为试验对象,采用根系扫描法和Illumina MiSeq高通量测序技术探讨研究农田秸秆还田,施生物炭分别为4.5、9.0、13.5 t/hm~2后根系形态与内生真菌多样性的影响及其共生机制。试验结果表明,在生物炭施用量为4.5~13.5 t/hm~2时,在冬小麦成熟期提高初生根的直径和比根长,降低分支密度和生物量;降低次生根分支密度。在门水平,生物炭显著提高根内子囊菌门(Ascomycota)丰度,显著降低接合菌门(Zygomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和未鉴定杂菌(unidentified fungus)丰度,对球囊菌门影响不显著;在常见目水平,生物炭明显提高格孢菌目(Pleosporales)丰度,显著降低散囊菌目(Eurotiales)和被孢霉目(Mortierellales)丰度。在4.5~9.0 t/hm~2时,生物炭通过降低初生根内散囊菌目真菌丰度,促进初生根分支密度和生物量的生长;通过提高次生根内格孢菌目真菌丰度,抑制次生根直径和分支密度的生长。经综合比较,9.0 t/hm~2的生物炭处理对根系形态的优化效果优于其他处理,与对照处理相比,在成熟期,初生根直径和比根长分别提高5.00%、33.57%,分支密度和生物量分别降低67.26%、27.27%;次生根直径和分支密度分别降低13.16%、34.38%。     

新造地马铃薯根际固氮解磷微生物的分离与鉴定

【目的】揭示马铃薯根际土壤固氮解磷菌类群,分析其固氮酶活性和溶磷能力,为利用新造地作物根际促生菌提供依据。【方法】以采自延安市安塞区新造地的马铃薯根际土壤为供试样品,采用Ashby培养基和无机磷培养基分离纯化马铃薯根际固氮解磷菌,以16S rDNA基因分析马铃薯根际微生物类群组成,以乙炔还原方法测定其固氮酶活性,以溶菌圈法和钼蓝比色法测定其溶磷能力。【结果】从延安新造地马铃薯根际土壤中分离并筛选到9株固氮解磷菌,经鉴定分别属于假单胞杆菌属(Pseudomonas)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、红球菌属(Rhodococcus)、节杆菌属(Paenarthrobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、贪噬菌属(Variovorax)、肠杆菌属(Kosakonia)和副球菌属(Paracoccus)等8个属;9株固氮解磷菌均具有固氮和溶磷特性,其固氮酶活性在11.88～95.08 nmol/h,其中菌株N34的固氮酶活性最高,且与其他菌株的固氮酶活性差异显著;9株固氮解磷菌株溶磷能力存在一定的差异,溶磷能力为22.05～54.9 mg/L,其中菌株N46的溶磷能力最好,7 d累积溶磷能力达到54.9 mg/L。【结论】分离纯化得到的9株固氮解磷菌均具有一定的固氮解磷能力,可用于开发马铃薯功能菌肥。     

化肥减量配施菌肥对氮素矿化利用的影响

为实现海河流域农田增效减负和氮素利用率的提高,通过设置不同氮磷化肥减量配施菌肥与有机肥处理,即对照(N 200 kg·hm^-2,P₂O₅120 kg·hm^-2,CK)、B₁N₂P₂(菌肥17.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₁ON₁P₁(菌肥1为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2, N、P₂O₅均较CK减量50%)、B₂N₂P₂(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量25%)、B₂ON₁P₁(菌肥2为7.5 kg·hm^-2,有机肥为3 t·hm^-2,N、P₂O₅均较CK减量50%)。研究夏玉米各生育期的土壤氮素矿化特征和利用情况以及夏玉米产量构成因素。结果表明,菌肥和有机肥配施显著增加了土壤氮矿化量,在拔节期和抽雄期尤为明显,B₁ON₁P₁的氮矿化量较B₁N₂P₂分别高出151.29%、120.09%,B₂ON₁P₁的氮矿化量较B₂N₂P₂分别高出56.28%和245.04%。菌肥与中量化肥组合能促进玉米增产,菌肥1和菌肥2较对照分别增产9.01%和7.94%,B₁N₂P₂的产量和穗粒数最高,产量达9 960.24 kg·hm^-2,穗粒数较CK高出29.99%,B₂N₂P₂的千粒重较CK高出2.28%;菌肥的施用能明显减少玉米的秃尖长度,以B₂N₂P₂的降幅最大,较CK减少了73.29%。菌肥1能提高玉米氮素生理利用率和氮素收获指数,B₁N₂P₂的吸氮总量明显高于B₁ON₁P₁,这与产量构成因素是一致的。综上,化肥减量25%并配施菌肥能维持稳定的氮矿化量并提高产量及其构成因素。本研究为海河流域农田氮素科学管理和减少因过量施肥而造成的农业面源污染提供了理论依据。     

北方典型区域果园表层土壤农药类POPs残留特征分析

在我国典型果业生产区域的黄土高原、胶东半岛和北京郊区选择11个采样区的99个果园,利用GPS定位仪共采集0～20 cm表土样品99份,测定了DDT、六氯苯、七氯、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵和艾氏剂等8种主要POPs残留量,对土壤POPs残留的环境安全性、土壤残留差异性以及区域分布特点进行了分析研究.结果表明:(1)果园表层土壤8种POPs残留浓度符合国家土壤环境质量标准,属于环境安全残留;(2)滴滴涕是果园土壤残留分布最广泛和残留量较高的POPs,其次是六氯苯、氯丹和七氯,再其次是狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵和艾氏剂;(3)果园土壤POPs残留种类多、广泛残留与高残留量地区的共同特征是建园早、园龄长、自然条件好和农业经济较发达.