高寒半干旱区低产农田培肥改造技术研究

以冀西北坝上高寒半干旱中低产旱地农田为对象，研究了该区域主要农作物－春小麦，莜麦，马铃薯的高产方法，结果表明，有机无机培肥改造技术，客土培肥改造技术和聚垄集肥覆膜土壤改造技术，不仅能有效改善土壤物理性状，大大提高水分利用效率（WUE），而且能显著提高作物产量，其中，有机无机肥配施使坡梁栗钙土莜麦增产209．4％－390．3％，旱滩草甸栗钙土春小麦增产79％－98．5％，坡梁栗钙土客土120－240t/hm^2培肥使莜麦增产10．8－26．6％，与施用有机肥15－30t/hm^2效果相当，聚垄＋N120P90K90K60＋M22500＋覆膜使马铃薯产量实现翻番，经济效益得到较大程度的提高。     

活性污泥应用于农业前发酵处理过程中病原菌变化研究

采用黑曲霉为发酵剂对活性污泥进行全程无公害处理并对各种病原菌的生长变化进行监测。结果表明病原菌总量在发酵过程中呈“马鞍型”变化。由于不同堆肥处理组合的C/N比及添加辅料的不同,导致各种病原菌的生长规律出现差异;采用黑曲霉处理城市活性污泥可使病原菌数目减少,但不能达到完全杀灭的目的;对发酵污泥进行200℃高温物理处理后,病原菌存活量为零。因而活性污泥在堆肥后必须经过高温物理处理才能达到安全化和资源化。     

高寒半干旱区油菜与豆科牧草混播草地施肥效应

油菜与豆科牧草混播草地施肥效应表明，氮磷合理配施促进土壤水分消耗，干草、植物量和施肥产投比显著提高。坡梁地最高植物产量施肥量Ｎ为７８．０６ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５为６１．１５ｋｇ／ｈｍ２，最高干草产量施肥量Ｎ为７６．６５ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５为５７．２９ｋｇ／ｈｍ２，增产效果Ｎ＞Ｐ２Ｏ５；旱滩地最高植物产量施肥量Ｎ为５８．３３ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５为５５．６８ｋｇ／ｈｍ２，最高干草产量施肥量Ｎ为５３．６０ｋｇ／ｈｍ２，Ｐ２Ｏ５为５９．１１ｋｇ／ｈｍ２，增产效果Ｐ２Ｏ５＞Ｎ；且氮磷具有明显的正交互效应。氮磷合理配施还显著提高了水分利用效率，坡梁地和旱滩地分别提高３．０５和２．６７ｋｇ／（ｍｍ．ｈｍ２）。     

侵蚀地貌中土壤团聚体碳、氮、磷含量变化及其环境风险

为明确侵蚀环境中长期施用化肥条件下农田土壤养分积累特征及其对流域面源污染的潜在威胁。在高塬沟壑区,分别采集塬面—坡地—沟道和川地—河漫滩—河道中土壤及泥沙样品,分析不同侵蚀地貌单元中团聚体粒级分布特征和不同团聚体中C、N、P含量变化及其潜在环境风险。结果表明:(1)沟道和河道等低洼地带＜63 μm粒级团聚体占比最高,川地—河漫滩—河道系统中＜63 μm粒径含量显著高于塬面—坡地—沟道系统;(2)塬面有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、有效磷(Olsen—P)含量分别为8.49,1.19,1.23 g/kg和51.80 mg/kg,是80年代初的1.39,1.49,1.76,16.27倍;川地分别为6.80,1.00,1.07 g/kg和27.40 mg/kg,是80年代初的1.12,1.25,1.52,8.13倍,磷素积累最为明显。各粒级团聚体中SOC、TN、TP、Olsen—P含量由高到低依次为＞250 μm粒级,63~250 μm粒级,＜63 μm粒级;(3)无论是从塬面到沟道,还是从川地到河道,不同粒级团聚体中SOC、TN、TP、Olsen—P都呈现了显著降低趋势,但沟道和河道＜63 μm粒级团聚体中有效磷素含量已升高到塬面上世纪80年代初水平。易侵蚀迁移的团聚体(＜250 μm)分布特征和CaCl₂—P的突变点问题突出,成为塬面和川地农田土壤养分积累影响水体环境的潜在风险源。因此,防治水土流失和改善施肥措施是确保黄河流域高质量发展的基础。     

有机肥对石灰性土壤中锌,锰生物有效性的影响

本研究发现，有机肥猪粪，牛粪和腐熟玉米秸秆具有一定的提供锌、锰能力；石灰性土壤施有机肥能显著提高土壤锌锰的有效性；有机肥对土壤中锌、锰具有一定的活力能力；锌肥与有机肥配施可降低土壤对锌肥的固定能力，提高锌肥的利用率。     

丛枝菌根真菌对大豆不同水分条件的适应性研究

采用沙培基质试验，以大豆(Glycine max(L.) Merr)为宿主植物研究了4个AM菌株(Glomus versiforme 1、Glomus mosseae 93、Glomus diaphanum和Glomus versiforme 2)在3个基质相对含水率处理(25％、50％、80％)下的适应性。结果表明：①Glomus mosseae 93、Glomus diaphanum和Glomus versiforme 2在50％基质相对含水率时的侵染率高于25％处理，80％时最低。而Glomus versiforme 1菌株侵染率则随着基质含水率的增加而增加；②4个菌株菌丝量在50％时均高于25％水分处理，80％时略有下降，但下降程度不同；③Glomus mosseae 93在3个基质含水率处理下，侵染率和菌丝量均保持在较高水平，说明该菌株能适应较大幅度的基质含水率变化；④接种4个AM菌株均可以降低大豆植株叶片的萎蔫系数和水势，改善植株的水分状况，提高植株的水分利用效率，从而增加植株地上部干重；⑤试验还说明，除供试4个菌株之间的区别外，来自不同地域的菌株对基质水分的适应性也有很大差别。     

黄土丘陵区小流域表层土壤的有机碳密度及其空间分布

通过野外调查和室内分析,采用多元线性逐步回归和地理信息系统(GIS)相结合的方法,研究了黄土丘陵区燕沟流域表层(0~20 cm)土壤的有机碳密度、空间分布及其与土地利用类型和地形因子等的关系。结果表明,流域表层土壤有机碳密度平均为1.72 kg/m2,变幅为0.97~2.93 kg/m2;土地利用类型是影响土壤有机碳密度变化的首要因子;流域土壤有机碳密度呈镶嵌的树枝状和条带状空间分布格局,其高值斑块区与乔木林地和灌木林地的分布一致,中值斑块区与草地和川坝地的分布一致,低值斑块区与梯田、果园、坡耕地、疏林地和未成林地的分布一致。流域表层土壤有机碳总储量为76.81×103t。     

黄土高塬沟壑区综合治理试验示范成果评述与高质量发展研究展望——以陕西省长武县王东沟小流域30 a多治理实践为例

[目的]研究黄土高塬沟壑区典型小流域综合治理的成效以及生态文明建设时期面临的问题,旨在为该区域高质量发展提供理论支持和实践经验。[方法]以陕西省长武县王东沟小流域综合治理试验示范研究实践为例,基于1986年以来的监测和研究资料,总结分析了该流域30 a多来不同时段在生态环境、土地生产力和农民经济收入等方面的变化。[结果]王东沟小流域综合治理过程存在明显的阶段性。①综合治理阶段(1986—1995)。以提高土地生产力为突破口,重点提高粮食产量和人均经济收入。同时从塬面到沟道综合整治水土流失,合理开发利用土地。②生态保护阶段(1996—2005)。更新与升级粮果管理措施,保护和改善生态环境,进一步稳定和提高了土地生产力。③高质量发展试验示范研究阶段(2006—2019)。以王东沟小流域为试点,从发展绿色高效技术的角度进行研究和示范,探索适合小流域内涵式高质量绿色发展的技术体系,为黄土高塬沟壑区的高质量发展奠定基础。[结论]为实现黄土高塬沟壑区的高质量发展,必须在生态文明理念指引下,重点研究流域生态管理和技术创新体制和机制建设,在总体控制水土流失基础上,保障人居环境的生态性,社会经济系统发展的可持续性以及流域生态系统结构和功能的和谐与完整性。     

用~(15)N标记肥料研究旱地冬小麦氮肥利用率与去向

在黄土旱塬 2年的田间试验表明 ,在特殊干旱年里小麦施氮肥增产仍很显著 ,但氮肥效果受到明显抑制 ,施氮处理间小麦产量差异不显著。播种前土壤水分含量对旱作小麦产量有决定性作用。15N微区试验表明 ,尿素作基肥混施入耕层后 ,小麦当年利用率为 3 6 6%～ 3 8 4% ,土壤残留率为 2 9 2 %～ 3 3 6%。氮肥的后效显示 ,土壤残留的氮素可被第 2茬小麦部分利用 ,占施氮量的 2 1 %～ 2 8% ,相当于 0～ 40cm土壤残留氮的 6 7%～ 8 7%。土壤残留的氮素主要集中在 0～ 40cm土层中 ,土壤剖面中残留氮随土壤深度增加而减少。膜间种植对小麦产量、氮肥利用率在试验年里没有显示作用 ,但大大增加了氮肥在土壤中的残留率。