中国农田土壤的有效锌含量及影响因素分析

土壤有效Zn含量是土壤整体营养状况的一个重要评价指标,明确中国土壤有效Zn含量的时空分布特征,针对缺锌的土壤类型和区域采取有效的补Zn措施,可以实现微量营养元素的精准施肥。本研究以中国农业生态站监测点的数据为基础,分析了土壤有效Zn含量的时空差异,探讨了土壤类型、土地利用方式、土壤理化性质(有机质、pH值、有效N、有效P、有效K与阳离子交换量-CEC)对土壤有效Zn含量时空变化的影响。结果显示,中国土壤有效Zn含量整体上处于中等水平,呈南高北低,东高西低的分布趋势,与全国范围内土壤pH值分布、干湿区划分及土壤类型地带性分布有很好的相关性;在时间序列上,从2005年到2015年,土壤有效Zn含量呈上升趋势;土壤类型及土地利用方式不同,土壤有效Zn含量存在显著差异,不同土类中,水稻土和红壤的有效Zn含量较高,土地利用方式中,水田的土壤有效Zn含量最高;土壤理化指标中,土壤pH值和土壤有机质对土壤有效Zn含量有显著影响。风沙土、草甸风沙土、黄绵土等土类及水浇地和旱地等土地利用方式,要注重Zn肥的补充,并可通过土壤pH值的调整及施用农家肥等措施来提高土壤有效Zn含量。     

锡林河流域温带草原土壤的净氮矿化研究

氮素矿化是决定土壤供氮能力的重要过程，也是目前国内外研究的热点。该文采用树脂芯方法测定了内蒙古锡林河流域不同温带草原土壤在雨季期间的净氮矿化率，对树脂芯方法在温带草原的应用效果进行了评价。结果表明，实验期间贝加尔针茅草原、羊草草原和大针茅草原土壤的平均日净氮矿化率分别为0.035、0.120和0.125 kg/(hm²·d)；树脂芯方法对草原土壤氮转化过程干扰较小，是自然条件下研究温带草原土壤净氮矿化的有效手段。     

高寒草甸草原净初级生产力对气候变化响应的模拟

利用1957-2014年气象数据和1998-2014年实测数据驱动CENTURY模型模拟海北高寒草甸草原生态系统地上净初级生产力(ANPP)的动态变化,并利用典型浓度路径RCP4.5和RCP8.5情景下5个大气环流模型的气候情景数据来模拟未来气候变化和CO₂浓度变化对草地生态系统ANPP的影响。结果表明:1)研究地点1998-2014年的ANPP观测值与模拟值变化趋势吻合度较高,Pearson相关性系数为0.67,均方根误差为19.62 g·m^-2,CENTURY模型适用于模拟气候变化对高寒草甸草原影响的研究。2)过去50多年,高寒草甸草原的年平均最低气温、最高气温和年平均气温都呈极显著的波动上升趋势(P<0.01),年降水量年际波动特征比较明显,降水主要集中在植被的生长季。过去50多年,高寒草甸草原ANPP平均值达到271 g·m^-2,总体变化趋势为增加,但变化趋势不显著(P>0.05)。3)与基准时段(2001-2014年)相比,高寒草甸草原未来2030s(2015-2040年)、2050s(2041-2070年)、2080s(2071-2099年)时段多模型年平均降水量、年平均温度、年平均最低和最高温度变化率均为正值。不考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.21%,11.53%,17.78%和8.34%,21.68%,40.32%;考虑CO₂肥效作用下,高寒草甸草原多模型平均ANPP在RCP4.5和RCP8.5情景下分别增加2.89%,14.29%,24.28%和11.57%,31.74%,57.29%。考虑和不考虑CO₂肥效的情况下,5个大气环流模型引起的模拟结果的不确定性都在合理范围之内,多大气环流模型与CENTURY耦合模拟的ANPP结果较为一致。     

农垦对温带草地生态系统CO2、CH4、N2O通量的影响

2001年6～9月,利用静态暗箱法对内蒙古锡林河流域草甸草原及其开垦后的农田(春小麦)和休耕地的CO2、CH4和N2O的通量进行了野外实地观测。结果显示,草甸草原开垦为耕地对温带草地生态系统CO2、CH4和N2O源汇状况影响显著。从CO2排放量的平均值来看, 农田(545.8 mg穖-2穐-1)>草甸(301.9 mg穖-2穐-1)>休耕地(74.4 mg穖-2穐-1),其中草甸开垦为农田使CO2的排放增加了81%;在春小麦的生长期内,麦田的CO2排放量是草甸草原的2倍多,小麦死亡和收割后CO2排放锐减,可见农垦明显促进了CO2的排放。另外干旱使得草甸草原、农田和休耕地的CO2排放量表现出减少趋势。草甸开垦为农田后CH4吸收特征表现明显,但干旱减弱了其吸收趋势。就N2O而言,草地开垦后春小麦的种植总体上并未增加N2O的排放,只是改变了其排放特征;除小麦苗期外,N2O的排放都高于草甸草原;极端干旱还导致土壤对大气N2O的吸收。另外,农田的CH4吸收与N2O排放之间还存在此消彼长的关系。     

缓控释肥在茶园中应用的研究进展

施肥是满足茶树营养需求的关键技术,茶园施肥主要以化肥为主,施用量大且养分流失严重,对茶园环境造成了威胁。为了更好地发挥化肥的作用,生产出了养分利用率高的缓控释肥。近年来,缓控释肥在茶园施用效果表明:(1)可以提高茶园土壤的保水保肥性,增加土壤中铵态氮的含量;(2)减少茶园氮素的流失,将氮素的利用率提高到55%~80%;(3)提高茶叶中氨基酸、咖啡碱的含量,改善茶叶品质,提高茶叶产量。但是,目前缓控释肥应用于茶园方面的研究仍有不足,本文在总结缓控释肥定义、释放机理、分类的基础上,分析了缓控释肥对茶园土壤结构、氮素流失及茶叶的影响,并提出了未来缓控释肥应用研究的4个方向。     

农业生产的温室气体排放研究进展

农业生产是人类最重要的生产活动，是人类生活资料最根本的来源，特别是现代农业的发展，使农业生产力水平大幅度提高。但农业生产活动改变了地表大气、土壤和生物之间的物质循环和能量流动，也带来了一系列环境问题。本文着重阐述农业生产活动对大气CO2、CH4、N2O等温室气体的贡献，并通过对稻田生态系统、旱田生态系统、农业生产废弃物以及饲养业对温室气体CO2、CH4、N2O的产生、传输影响因子的综合分析，进一步了解农业生产与全球温室气体浓度增加之间的关系，及其在全球气候变暖中所起的作用，从而采取一系列相关措施来减少温室气体的排放。     

锡林河流域羊草群落春季CO2排放日变化特征分析

利用静态暗箱法对具有代表性的典型温带草原的羊草群落CO2排放进行了昼夜观测。结果表明,CO2排放通量日变化与气温和地表温度呈明显的正相关关系,相关系数分别为0.7475和0.7604,而与5cm和10cm地温相关性较小,说明在干旱半干旱草原地区气温和地表温度是影响羊草群落CO2排放的关键性因子。研究还发现,羊草群落排放的CO2的近80%来自土壤呼吸、根呼吸和凋落物分解,并且春季露水对羊草草原CO2排放通量日变化特征影响显著,特别是日出前后露水的大量形成,使上午7～8时出现一次CO2排放峰值,而后CO2排放通量变化趋于与气温一致。     

温带草原生态系统CO2排放对环境因子变化的响应

 2001年6～9月，在内蒙古地区气候异常干旱的条件下（降水量不到历史正常年份的1/6），利用静态暗箱法分别对锡林河流域草甸草原、羊草草原、大针茅草原等典型温带草原生态系统的CO2排放状况及主要环境因子进行了实地观测，分析它们之间的相关性。结果表明，在草原群落活跃生长期内，CO2排放通量的月变化对气温和地温的响应都不明显；但CO2日变化与气温和地表温度呈显著正相关，与5、10 cm处的地温相关不显著；从 CO2排放的平均值来看，草甸、羊草、大针茅草原样地随降水梯度变化（年降水量递减），CO2的排放通量依次分别由268.7、211.6、181.4 mg·m-2·h-1递减，说明大气降水是影响CO2排放通量变化的重要环境因子。此外，CO2排放通量还与土壤水分、土壤有机质、土壤全氮含量呈正相关关系。     

国内外主要粮食作物对施用锌肥响应的研究进展

【目的】 锌 (Zn) 对于人体健康至关重要，缺Zn会影响人体正常发育，并易受致病菌的入侵，降低人体耐受氧化胁迫的能力。人体主要通过摄食的方式补Zn，占全球50%的用于种植粮食作物的耕地缺Zn，主要粮食作物中可食部分的Zn含量普遍偏低，世界上50%的人口健康受到了影响。本文通过探讨国内外主要粮食作物对Zn肥施用的响应，旨在为以后相关的作物富Zn研究提供理论依据。 主要进展 施用Zn肥可以有效改善主要粮食作物籽粒部分的缺Zn状况，土施与叶面喷施均可提高主要粮食作物小麦、水稻和玉米可食部分的Zn含量，并能够增加产量。但由于受到土壤pH、有机质含量等的影响，土施Zn肥有效性偏低，施用的量较大，Zn肥的表观利用率低于叶喷Zn肥，叶喷Zn肥的增产效果显著低于土施Zn肥；锌肥的效果还受营养元素之间交互作用的影响，Zn与P和Fe存在拮抗作用，与Cu存在协同作用；Zn元素在籽粒的不同组份中为不均匀分配，在麦麸、小麦籽粒、白面粉中的含量依次递减，在水稻籽粒、糙米、精米中的含量也依次下降，Zn元素在主要食用的白面和精米中的分配较低；小麦籽粒部分的Zn来自于根的吸收以及茎和叶的再分配，水稻籽粒部分的Zn主要来自于根的吸收。 问题与展望 目前有关Zn在肥–土–作物系统中的迁移分配规律尚不清楚，施用Zn肥的成本较高，肥料中各营养元素的最佳投入量与最佳配比还不确定。因此，Zn肥施用可在以下六个方面进行深入研究:1) Zn元素在肥–土–作物系统中的吸收分配机制，清楚掌握Zn元素在肥–土–作物系统中的富集与分配规律，建立全国主要农田土壤的Zn数据库，构建产量、富Zn量与Zn肥之间的响应模型；2) 研发肥料施用技术及新型廉价肥料，降低补施Zn肥的成本；3) 继续研究Zn与其它营养元素之间的协同和拮抗作用，找到最佳投入量与最佳配比，整体提升粮食作物的营养价值；4) 改善土壤理化性质，提高Zn肥对于农作物的有效性及其肥效的持久性；5) 加强高富Zn品种的筛选，获得对Zn肥高产量与高富Zn量响应的品种类型；6) 研究主要粮食作物富Zn的分子生物学机制，进行品种的改良。      

温带草原土地利用变化对土壤碳氮含量的影响

2001年6月,分别对内蒙古锡林河流域典型温带草原中贝加尔针茅草原(Stipabaicalensis)、羊草草原(Leymuschinensis)、大针茅草原(Stipagrandis)及其相应的农垦和放牧地等0～100cm土体不同层次的土壤全氮和有机碳含量分别进行了测定。结果显示:温带草原土地利用方式的改变对草原土壤全氮和有机碳含量变化影响明显,其中贝加尔针茅草原经28年农垦,使0～100cm土体中土壤全氮和有机碳含量相对于未开垦的草原分别减少8.8%和14.8%,平均每年分别减少0.31%和0.53%;0～10cm的表层土壤平均减少速率分别为0～100cm土体的2.9倍和1.9倍。11年围栏轮牧使羊草草原0～100cm土体的土壤全氮和有机碳分别增加了50.0%和47.4%,平均每年分别增加4.55%和4.31%;30cm以下土层增加异常显著。自由放牧使大针茅草原土壤0～100cm土体中土壤全氮和有机碳含量减少了4.88%和2.22%,平均每年分别减少0.24%和0.11%;0～10cm土壤全氮和有机碳分别为0～100cm土体平均减少速率的3倍和1.7倍,10cm以下各土层的土壤全氮和有机碳含量变化较小,说明自由放牧地对土壤表层全氮和有机碳含量的影响尤为明显。另外,选择适当的放牧强度可以维持草原生态系统的碳氮平衡,促进系统内的碳氮良性循环。