欧盟与我国农业环境评价方法比较研究

随着人口增加、农用化学品投入不断增加等，农业环境保护在全球范围内受到广泛重视，构建农业环境评价方法已成为评价农业环境变化的重要工具，为更好地构建我国农业环境评价方法体系以衡量不同区域尺度农业环境变化。采用比较研究法，从农业环境影响评价指标选择标准、理论以及指数体系组成、评价模型等方面，对我国与欧盟农业环境评价研究成果进行了比较。研究表明，我国在农业环境评价研究方面取得了巨大成果，但是在建立全国统一的农业环境指数指标选择原则及指标，创建农业环境数据库，并在农业环境指数评价模型构建等领域还有待于进一步努力完善，继续深入开展科学研究工作，以期为评价我国农业环境质量变化以及农业环境政策应用效果等服务。     

负压灌溉下不同钾水平对小油菜生长的影响

【目的】负压灌溉是一种新型供水技术,能显著节水节肥,本文拟研究5个不同钾水平对小油菜生长的影响,并比较负压灌溉下不同压力对黏壤土含水量的影响,为小油菜钾肥的合理施用提供科学指导。【方法】以小油菜为研究对象,设置4个供水处理(0,-5,-10和-15 k Pa)和无钾(K0)、1倍钾(K1,150 kg·hm~(-2))、1.5倍钾(K1.5,225 kg·hm~(-2))、2倍钾(K2,300 kg·hm~(-2))、3倍钾(K3,450 kg·hm~(-2))5个钾肥处理,确定小油菜在负压灌溉下最佳施钾量和供水压力。【结果】(1)负压灌溉不同压力下黏壤土含水量分别为28.52%、22.45%、18.13%、15.4%,其中-5—-10k Pa供水压力范围内土壤含水量为18.13%—22.45%,较为适宜作物生长,为最佳供水压力。(2)不同钾水平对小油菜产量影响显著,1.5倍钾处理产量最高,比1倍钾处理产量提高16.9%,但过量施钾产量反而显著下降。(3)不同钾水平对油菜硝酸盐含量影响显著,施钾显著降低硝酸盐含量,1.5倍钾处理硝酸盐含量比1倍钾低26.3%。(4)不同钾水平显著影响作物吸收氮磷钾的量,1.5倍钾吸收氮钾量比1倍钾处理分别高15.8%、76.3%,但吸收磷的量低于1倍钾。(5)施钾能显著提高作物钾肥利用率和钾肥农学效率,1.5倍钾钾肥利用率和农学效率比1倍钾提高173.32%和83.9%。(6)施钾比不施钾POD,SOD酶活提高69.8%和93%。不同钾水平显著影响抗氧化酶表达,相比1倍钾,1.5倍钾显著提高了POD、SOD、PPO、PAL表达量,但类黄酮和总酚表达与1倍钾处理无差异。【结论】负压灌溉下黏壤土最佳供水压力为-10—-5 k Pa。在此负压灌溉条件下,从不同钾水平对小油菜生长、品质及养分吸收等指标来看,1.5倍钾处理为最佳钾肥施用水平。     

青贮玉米-牛粪尿体系的15N标记及氮素转化研究

15N示踪技术已开始应用于畜禽粪便氮素循环与利用研究领域,而15N在畜禽粪便不同组分和不同形态氮素中的丰度与数量将直接影响到畜禽粪便15N示踪去向与氮素实际去向的一致性。为了解15N在畜禽粪便标记过程的转化特点和在标记粪尿的分布特征,本文首先采用改进的、含有15N标记硫酸铵(60 atom%15N)的Hoagland营养液砂培种植15N玉米,然后将15N玉米和普通玉米以55∶45的氮配比作为混合青贮饲料饲喂1头已空腹2 d的2龄黄牛,饲喂4 d后停喂2 d,收集全部牛粪尿并对其不同组分和形态氮素的15N丰度和数量进行分析。结果表明:标记玉米、混合青贮饲料、牛粪尿的15N丰度分别为48.024%、26.579%和8.044%;标记玉米对硫酸铵15N的回收率为26.3%,牛粪尿对标记玉米15N回收率为36.0%。在收集的牛粪尿氮中,牛粪全氮、牛尿全氮、牛粪铵态氮和牛尿铵态氮量分别占70.25%、29.75%、5.44%和0.03%,其15N丰度分别为9.223%、5.261%、6.505%和5.419%。在短期内通过饲喂黄牛15N青贮饲料制备的标记牛粪尿中,15N丰度在不同组分和形态氮素中的分布并不相同,牛尿氮的15N丰度低于牛粪氮,矿质态和易于矿化态氮的15N丰度低于不易矿化态氮。     

负压灌溉重液式负压阀设计与试验

为发展负压灌溉中简单实用、高效精确的负压维持方法及其设备,该文设计了一种重液式负压阀(heavy liquid-type negative pressure valve,HLNPV),基本构件包括一个U型玻璃管、一个S型玻璃控压管、一个空心玻璃球以及能在这三者之间进行循环流动的重液—水银,利用水银的静压力维持负压,并且在负压阀和大气之间设计了一个进气速度限制器,利用石蜡油或水覆盖在水银液面上防止其挥发。实验室检测结果表明,在-30 k Pa以内的负压下,HLNPV维持负压的相对误差小于5%。实际田间条件下,以石蜡油作为覆盖液时,大部分HLNPV能够在2~3个月的试验期间内平稳运行,有15.5%的HLNPV在运行了1~3个月后发生水银氧化变黑现象,6.2%的HLNPV因为黑色氧化沉淀物堵塞管道而导致负压维持功能丧失。所有以水作覆盖液的HLNPV在2~4个月的试验期间内均能够平稳运行。该文详细地介绍了重液式负压阀的原理、结构、实际使用效果以及进一步改进的建议,以期为促进负压灌溉设备创新研发提供参考。     

华北平原冬小麦–夏玉米轮作体系秋季一次基施牛粪氮素损失与利用研究

为对我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系秋季一次基施有机肥的氮素环境效应提供评估依据,本文分别在山东陵县和天津蓟县以不施肥、分次施用硫酸铵为对照,对秋季一次基施牛粪的产量水平、氮素损失及利用等进行了研究。其中,山东陵县试验采用15N示踪技术。结果表明,秋季一次基施牛粪15N在冬小麦夏玉米轮作周期的损失率为30%～38%,与硫酸铵15N损失率无显著差异。牛粪氮施用N 300 kg/hm2时,损失量为N 89 kg/hm2;牛粪氮施用量增加50%,其氮损失量增加91%。冬小麦、夏玉米收获后,施牛粪处理080cm土壤硝态氮含量分别为N 38～95、18～28 kg/hm2,低于分次施用硫酸铵处理。长期施用有机肥农田,秋季一次基施牛粪处理冬小麦、夏玉米子粒产量与分次施硫酸铵处理无显著差异,因此从环境角度分析,秋季一次基施有机肥可继续应用和大力推广,但施用量以不超过N 300 kg /hm2为宜。     

我国农田磷养分平衡研究进展

从农田养分平衡的角度出发,通过磷平衡的计算方法、我国农田磷平衡的时空变异特征、不同作物农田磷平衡状况、磷平衡对土壤磷含量的影响等4个方面,综述了近年来我国农田磷平衡研究的主要进展。研究表明,我国农田磷平衡表现为整体盈余,且目前盈余程度仍在加剧;但不同区域间变异较大,部分农田磷亏缺,不同区域及不同作物间磷平衡呈现"两极化"发展趋势。不同研究者对于我国农田磷平衡的总盈余量、单位面积盈余量以及空间变异特征所得结果差异较大,不宜直接对比;而对时间变异、不同作物种植类型农田磷平衡以及土壤磷累积规律等方面的研究结果基本一致。为保持土壤磷养分库的稳定与提升,基于我国磷平衡研究现状,探讨了我国未来在磷平衡评价指标、改善磷平衡技术措施方面的几个研究方向,并提出政策措施引导、客观舆论宣传等建议。     

我国大豆的生物固氮潜力研究

【目的】根瘤菌与大豆共生结瘤固氮是大豆的重要氮素来源之一,而我国在大豆生产中普遍过量使用化学氮肥,不仅增加了生产成本,而且严重抑制了大豆的生物固氮效率。因此在生产中充分发挥生物固氮作用、 合理施用化学氮肥、 降低大豆生产成本是我国发展大豆产业的重要措施,本文对我国大豆主产区生物固氮潜力及其分布特征进行了研究,旨在了解不施氮肥条件下不同大豆产区生物固氮的最大供氮能力,为大豆的合理施肥和充分发挥生物固氮作用提供理论依据。【方法】采用15N自然丰度法,在2011年和2012年测定了在不施用氮肥条件下我国4个大豆主产区包括黑河、 大庆、 长春、 铁岭、 济宁、 延安、 南宁等7个试验点在内的大豆生物固氮效率、 生物固氮量及其对产量的贡献。15N自然丰度法的原理是利用非固氮参照作物从土壤中吸收的15N丰度高于固氮植物,根据两者的15N自然丰度差异估算出固氮植物的生物固氮率。所选的非固氮参照作物必须同大豆生长季一致,并且各试验点选用同一种非固氮植物以保证各地数据的可比性。通过查阅文献,有研究使用玉米作为参照作物,并且符合上述要求,因此本研究选择玉米作为非固氮参照作物。【结果】在不施氮肥条件下,我国大豆在正常降水年份的生物固氮效率为47%～70%,其中铁岭最高为60%～70%,黑河最低为47%～54%;大豆的生物固氮量在N 92～150 kg/hm2之间变化,其中籽粒中的生物固氮量占总固氮量的65%～81%,生物固氮量最高的试验点为长春,最低的试验点为延安;生物固氮对产量的贡献在1039～1867 kg/hm2之间,其中最高的试验点为长春,最低的试验点为延安;在延安试验点苗期～开花期极度干旱的2011年,大豆缺水严重抑制了根瘤菌的数量和固氮酶的活性,其生物固氮效率、 固氮量及对产量的贡献均达极低水平,分别为15%和N 24 kg/hm2和245 kg/hm2。【结论】我国大豆不同主产区的生物固氮潜力存在较大差异,并且具有明显的分布规律。生物固氮效率以温带的铁岭为最高,向北至寒温带的黑河、 向南到亚热带的南宁均呈现逐渐降低的趋势。受种植密度等因素的影响,大豆生物固氮量及其对产量贡献的分布规律与生物固氮效率不完全一致,其中东北地区最高,其次是济宁和南宁,延安最低。     

黄瓜适宜的负压灌溉条件与养分配比研究

采用负压灌溉装置研究不同负压下砂壤质潮土水分运移以确定黄瓜适宜负压值,并进一步研究不同养分配比对黄瓜产量和品质的影响,为黄瓜确定最佳养分配比。本研究应用平面式土箱,在室内研究0、-5、-10和-15 k Pa水分运移情况,通过测定土壤含水量确定适宜的负压值。盆栽试验研究了不同养分配比对黄瓜产量、品质等影响,共设置不同养分配比(N∶P_2O_5∶K_2O)6个处理:T1(常规灌溉,1∶0.7∶1)、T2(负压灌溉,1∶0.7∶1)、T3(1∶0.7∶1.2)、T4[0.9∶0.7∶1+双氰胺(DCD)+氢醌(HQ)]、T5(0.8∶0.7∶1+DCD+HQ、T6(0.7∶0.7∶1+DCD+HQ),T2~T6设定负压值为-5~-10 k Pa。在黄瓜收获期采集黄瓜植株样品,测定黄瓜品质指标和养分吸收量。结果表明,在-5~-10 k Pa条件下,土壤含水量为15.83%~21.63%,可以较好地满足黄瓜生长发育的要求。在灌水量、养分配比和施肥量一致的条件下,T2比T1提高黄瓜产量3.24倍,达到了显著水平。负压(-5 k Pa)条件下不同养分配比中,T3(1∶0.7∶1.2)比传统配比T2(1∶0.7∶1)可以显著提高黄瓜产量,达到51.1%。T3能够提高黄瓜Vc和可溶性糖含量,并降低硝酸盐含量19.8%。减氮10%、20%和30%与DCD和HQ配合下,维持了与传统配比T2相当的黄瓜产量。与T2(1∶0.7∶1)配比相比,T4(0.9∶0.7∶1)可以显著提高黄瓜可溶性糖含量36.7%,降低硝酸盐含量34%,其他处理之间可溶性糖和硝酸盐无明显规律。总之,负压灌溉水肥一体化条件下,适当提高钾的配比T3(1∶0.7∶1.2)可以提高黄瓜的产量并改善其品质;减氮添加DCD和HQ的T4(0.9∶0.7∶1)维持了全氮量处理的黄瓜产量,并改善品质,这为化肥减施,减轻由此带来的环境污染提供了科学依据。     

盆栽条件下不同氮磷钾养分配比的水溶性肥料对油菜产量、品质及养分吸收的影响

水溶性肥料的氮磷钾养分比例是影响作物产量与品质的关键因素。采用盆栽方法,研究了不同氮磷钾养分配比的水溶性肥料配方对油菜产量、品质、养分吸收及肥料回收率的影响。试验结果表明,与不施肥对照(清水)相比,水溶性肥料能将油菜的产量提高3.55~4.56倍。在不同养分配比中,配比T3(1∶0.4∶0.8)油菜产量最高,比传统配比T2(1∶0.5∶1)提高4.24%,硝酸盐含量比传统配比降低27.38%,肥料养分的回收率最高,为本次盆栽试验条件下的最佳水溶性肥料配比。