生物炭对宁夏引黄灌区水稻产量及氮素利用率的影响

【目的】氮是作物生长发育所需的主要营养元素,随着宁夏引黄灌区农业生产集约化程度不断提高,氮肥投入亦不断增加,由此导致的土壤板结及氮素利用率低等问题日益突显。鉴于生物炭在改良土壤及提高氮肥利用方面的潜在可行性,本文通过大田试验研究添加不同用量生物炭对水稻产量和氮素利用率的影响,为生物炭在该地区的应用提供参考和依据。【方法】以宁夏灌区具有代表性的集约化水稻田为研究对象,以宁粳43号水稻为试验材料,采用裂区试验设计,施氮量设常规施氮量(N 300,N 300 kg/hm2)和不施氮(N0)2个水平;生物炭设高量炭(C3,9000 kg/hm2)、中量炭(C2,6750 kg/hm2)、低量炭(C1,4500 kg/hm2)和不施炭(C0)4个水平。旨在明确添加生物炭对灌淤土基本理化性质、水稻产量及氮素利用率的影响。【结果】1)添加生物炭种植一季水稻后对灌淤土土壤含水量没有明显影响,土壤p H值亦没有发生明显变化。2)施加氮肥情况下,C3处理较C0处理可显著提高灌淤土全氮、全磷和速效钾含量,但对速效磷含量没有影响,C2和C3处理下土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾都没有明显差异,但二者全氮和速效钾含量要显著高于C1处理;不施肥情况下,除C3和C2处理显著增加土壤速效钾含量外,其余处理对土壤养分含量没有影响。3)生物炭和氮肥配施可以显著增加水稻籽粒产量,并随生物炭用量(4500 9000 kg/hm2)增加而增高,增产率在15.26%44.89%之间,水稻籽粒产量与生物炭用量呈显著正相关关系(r=0.962),水稻株高和穗粒数也随生物炭用量增多而增加,同时,水稻地上部总吸氮量随生物炭用量增加而增加,C3处理较C0处理提高66.27 kg/hm2,各处理之间差异显著;不施氮肥情况下,添加生物炭(4500 9000kg/hm2)对水稻籽粒产量没有显著影响,对水稻产量构成因素的影响亦不明显,C1和C2处理可以显著提高水稻地上部总吸氮量,但C3处理对总吸氮量影响不明显,同时各施炭处理之间无显著差异。4)生物炭和氮肥配施时,氮肥农学效率和氮肥利用率均表现为随生物炭用量增加而增加,C3较C0处理氮肥农学效率提高10.87 kg/kg,氮肥利用率提高22.09个百分点。【结论】生物炭和氮肥配施可以提高宁夏引黄灌区水稻产量,本试验以施用9000kg/hm2(C3)的生物炭产量最高(增产率达44.89%),同时水稻株高和穗粒数也随生物炭用量增多而增加,生物炭和氮肥配施,氮肥农学效率和氮肥利用率随生物炭用量增加而增加;不施氮肥情况下,添加生物炭对水稻产量没有显著影响,对水稻产量构成因素的影响亦不明显。。     

Ecological Conservation and Improvement for China’s Farmlands

在对国内外农田生态保育现状与研究进展分析的基础上,提出中国农田生态保育的新观念,其基本内涵包括基本农田保护、农田基础设施与条件建设、农田防污治污体系构建和生物多样性保育等;讨论了该领域的若干重大问题,揭示出相关重要科学问题;提出了“藏粮于田”战略及其基本对策。     

玉米秸秆基纤维素保水缓释肥制备及应用

为解决农业生产中秸秆废弃物不合理的使用导致资源浪费和农业污染问题,探讨秸秆基纤维素保水缓释肥的生产成本、在农业上应用的可行性,对秸秆基保水缓释肥的特性及性能进行了试验研究。以玉米秸秆为主要原料,利用硝酸-水溶液一步提取玉米秸秆纤维素,采用溶液聚合法将玉米秸秆纤维素与丙烯酸、丙烯酰胺单体进行接枝共聚反应,并利用半互穿网络技术制备具有保水功能的缓释肥(MS-CPPC),引入聚磷酸铵作为氮、磷营养物质。运用正交试验对制备条件进行优化,并利用扫描电镜(scanning electron microscopy)、红外光谱(flourier transform infrared spectroscopy)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy)、热重分析技术(thermo gravimetric analysis)对制备的产品进行表征;研究了MS-CPPC的吸水性以及在水和土壤中的氮磷缓释性。结果表明,制备的最优工艺为:纤维素与丙烯酸质量比为1:6、交联剂与纤维素质量比为1:20、引发剂与纤维素质量比为5:1、聚乙烯醇共聚物与纤维素质量比为5:2。该保水缓释肥有良好的吸水性,吸水率为443.2 g/g;混施到土壤中对水分入渗率和累积入渗量都有明显的促进作用,在实际应用中可以防止土壤表层滞水;同时,该产品具有氮磷缓释特性,24 h和30 d的氮、磷累计释放量分别为14.69%、13.01%和67.11%,55.74%,氮磷释放性能符合符合缓释肥料国家标准;土柱试验表明,添加MS-CPPC可以显著减少氮磷淋溶损失。利用玉米秸秆制备的保水性缓释肥具有制造成本低、环境友好等特点,并且可以实现秸秆资源高效利用。     

不同协调函数对生态-经济-社会复合系统协调度影响分析——以湖南省益阳市资阳区为例

本研究借助协调度函数分析了区域生态经济系统的协调度,形成区域生态经济系统评价的基本理论体系,包括功效函数、协调函数、协调等级和评价指标体系。并采用几何平均法、加权平均法、方差法和变异系数法建立了协调函数,综合分析了4种协调函数的协调等级,并以湖南省益阳市资阳区为例进行实证分析与验证,结果表明理论分析与实际情况基本一致,该理论具有一定科学性和可行性。     

宁夏黄灌区灌淤土水力参数研究

对宁夏黄灌区灌淤土水力参数进行了较为系统的研究.研究结果表明,原状土与扰动土饱和导水率变化范围分别为10～100 cm/d和3～50 cm/d.原状土饱和导水率随土壤剖面变化规律与扰动土一致:随着土壤深度的增加,饱和导水率呈现高低往复变化.原状土和扰动土的饱和导水率受粘粒含量、密度、孔隙度影响较大,受有机质含量影响较小...     

浅论农业生态系统的自净能力与应用

本文探讨了农业生态系统自净能力的内涵与层次结构,从生态系统的构成要素角度,对农业生态系统的自净能力进行了评述,同时分析了农牧结合自净体系、沼气生态农业自净体系、立体农业自净体系、现代农业高效清洁生产自净体系以及环境保护和生态修复自净体系等5种典型农业生态自净体系结构与功能特征,提出农业生态系统自净能力在农业污染防治上具有一定的借鉴意义。     

不同尺度下区域农业系统协调度的评价

【目的】研究区域农业系统在不同尺度下的协调度变化情况,探索区域农业系统协调度评价理论。【方法】构建了区域农业系统协调理论,包括协调度概念、功效函数、功效系数、协调函数、协调度、协调度变化区间和协调等级等;采用改进专家调查法构建评价指标体系,从生态、经济和社会子系统中共筛选出24个评价指标;采用自尺度、省域尺度和国家尺度对广东省新兴县区域农业系统进行协调度实证分析。【结果】不同尺度下,广东省新兴县区域农业系统协调由高到低的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度;生态子系统的排序是自尺度、省域尺度和国家尺度;经济子系统的排序是国家尺度、自尺度和省域尺度;社会子系统的排序是自尺度、国家尺度和省域尺度。区域农业系统、生态与社会子系统在自尺度下的协调度高于国家尺度和省域尺度。【结论】广东省新兴县区域农业系统的协调水平、农业生态环境和社会发展状况,与广东省和全国相比还有一定差距;经济子系统协调度高于全国而低于广东省。自尺度适用于系统协调发展趋势评价,省域尺度与国家尺度适于系统之间的协调差距评价。     

沼气生态农业系统协调性问题探讨

生态农业是现代农业的发展方向,是实现农业生产和生态环境协调发展的有效途径,是人类社会实现可持续发展的重要选择.以沼气为纽带的生态农业(通常简称:沼气生态农业)是我国发展生态农业的主要模式之一,它是利用沼气纽带的核心作用,把农业生产与农村生活要素有机的联结起来,有助于推动农业生产、农村生活以及生态环境保护等方面相互协调发展[1].     

农田土壤紧实度研究进展

从土壤紧实度的形成与消除、土壤紧实度对土壤理化性状、土壤碳氮截留及排放、农作物生长与产量的影响、土壤紧实度监测与环境成本核算等主要方面综述了国际前沿研究进展;提出土壤紧实度与秸秆残差还田、化肥利用、土壤养分循环、土壤微生物、作物生长及产量、土壤耕作、水土流失、土壤碳氮管理及农业面源污染等密切相关,旨在为国内开展该方面的研究提供参考依据。     

施用磷肥对春小麦产量与吸氮特性及土体中硝态氮累积的影响

通过宁夏引黄灌区田间小区试验,研究施磷量分别为0、60、120、180 kg/hm2对春小麦产量、磷肥利用率、吸氮特性和土壤中硝态氮累积的不同影响,旨在明确该区合理施磷量.结果表明:合理施用磷肥(60～120 kg/hm2)能提高春小麦籽粒产量和生物量.当施磷量为120 kg/hm2,小麦籽粒产量最高,为6 215 kg/hm2.春小麦氮素累积动态呈先增加后降低的趋势,增施磷肥能增加小麦吸氮量,但到成熟期春小麦地上部氮素累积出现损失,损失量达7.7%～13.4%.当施磷量分别为60、120、180 kg/hm2时,0～150 cm土层中的NO3--N累积量分别比对照减少了50.6、58.5、62.9 kg/hm2.综合考虑磷肥利用率、小麦产量和降低土体中NO3--N残留等方面的因素,磷肥当季施用量应该控制在60～120 kg/hm2.