植物篱埂垄向区田技术对坡耕地水土和氮磷流失控制研究

针对松干流域农田面源污染控制需求,该文开展了植物篱埂垄向区田技术在坡耕地上的水土及氮磷流失控制效应研究。田间设置8个试验处理,包括两个对照即传统顺垄种植(CK1)与横垄种植(CK2)、3个间距的顺垄种植植物篱埂(1 m间距,T1;3 m间距,T2;5 m间距,T3)和3个间距的土埂(1 m间距,T4;3 m间距,T5;5 m间距,T6)。选择三叶草为植物篱材料。结果表明:1)与传统顺垄种植相比,横垄种植泥沙量减少46.9%,径流量减少52.9%;植物篱埂T1、T2与T3泥沙量分别减少44.6%、44.1%和42.1%,径流量分别减少50.6%、49.8%和49.2%;T4、T5和T6也能降低水土流失量,但与T1、T2与T3相比,泥沙流失量分别增加16.3%、12.6%和29.5%,径流量分别增加29.6%、46.8和76.9%;植物篱埂垄向区田技术的泥沙量与径流量控制效果相对接近横垄种植。2)与传统顺垄种植相比,各处理泥沙与径流TN浓度增大,TP浓度无变化;各处理的径流TN与TP浓度增大,其中各处理间的TN浓度有较大差异,TP浓度无明显差异;径流液TN浓度增加并没有引起农田氮流失增加,农田氮流失平均降低19.7%。3)考虑到经济投入问题,推荐植物篱埂间距3～5 m,较大坡度和坡上坡中采用较小间距,较小坡度和坡底采用较大间距;植物篱埂垄向区田技术能够提高玉米产量,平均增产5%～5.6%。     

优质抗病粳稻新品种圣稻23的选育过程及绿色高效栽培技术

圣稻23是山东省农业科学院湿地农业与生态研究所（原山东省水稻研究所）以圣稻18为母本、阳光600为父本，采用系谱法育成的优质抗病粳稻新品种。2018年通过山东省农作物品种审定委员会审定（审定编号为鲁审稻20180002）,2021年通过国家农作物品种审定委员会审定（审定编号为国审稻20210393）。圣稻23中抗稻瘟病，品质达到部颁优质2级，适宜在山东南部、河南沿黄及信阳地区、安徽沿淮及淮北地区等地种植，也可以在东营稻区作春稻种植。本文阐述了圣稻23的选育过程和特征特性，总结了其绿色高效栽培技术，以期为该品种的推广应用提供参考。     

基于欧氏距离理论的农业可持续发展评价方法与实证研究

为解决农业可持续发展评价存在的不足,基于欧氏标准化距离理论,构建农业可持续发展评价理论体系与评价指标框架,包括评价函数、评价等级、评级指标、佳态系统与原点系统等。选取甘肃镇原县、宁夏吴忠市和山东桓台县2000—2012年数据作为实证案例,并在评价指标框架下构建评价指标体系,对3个不同类型的农业系统进行验证性评价。结果表明:甘肃镇原县ASDI(可持续发展指数)范围[0.70,0.83],呈上升趋势,处于中持续与高持续状态;宁夏吴忠市ASDI范围[0.40,0.77],呈波动较大,6年处于非持续、其余年份主要处于中持续状态;山东桓台县ASDI范围[0.53,0.71],大部分年份小于0.6,处于不可持续状态。欧氏距离法评价结果与农业系统实际情况接近,分别代表了3类农业生态系统。甘肃镇原在有机废弃物(秸秆与畜禽粪便)还田利用、人均粮食、高职教育、人均收入、饮用水安全、农药施用与基尼系数等方面接近佳态系统,仅在氮磷施用上稍微超标,属物质良性循环类型;宁夏吴忠由于在作物单产、有机废弃物还田与人均粮食等方面接近佳态,但在施肥量、水体污染与土壤有机质等方面远离佳态,因而ASDI有较大波动,属传统与集约化并存类型;山东桓台水肥药投入水平较高,农业面源污染负荷大,导致地表水、地下水氮磷超标引起ASDI较低,属典型的集约化类型。     

山东省冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氮素盈余指标体系的构建与评价——以德州市为例

山东省德州市是我国重要的粮食生产基地,大量施用氮肥以及氮素流失是该地氮素污染的重要原因,设定合理的氮素盈余指标体系迫在眉睫。本研究以田间试验研究和文献荟萃为基础,探究德州市冬小麦-夏玉米轮作氮素盈余情况,建立该地氮盈余指标体系,并运用欧氏距离法对德州市当前氮素管理指标进行评价。结果表明:德州市整个冬小麦-夏玉米轮作体系轮作周期氮素盈余量为196.84 kg N·hm~(-2)·a~(-1),小麦季氮素盈余量为111.07 kg N·hm~(-2),玉米季氮素盈余量为85.77 kg N·hm~(-2)。氮素盈余量在30～70 kg N·hm~(-2)·a~(-1)时为德州市整个轮作周期氮素盈余量推荐值;德州市小麦季氮素盈余量推荐值为10～50 kg N·hm~(-2);德州市玉米季氮素盈余量推荐值为20～60 kg N·hm~(-2)。在氮素的损失方面,氨挥发以及淋洗是氮素损失的主要去向。小麦季的氮素污染程度高,玉米季氮素污染程度相对较低。运用欧氏距离法计算德州市氮素管理水平(A值)为0.63,属于中级管理水平。综上,德州市冬小麦-夏玉米轮作体系农田氮素含量较高,从而导致氮素大量损失。加强氮素管理水平,提高氮素利用率是德州市氮素资源管理的长期任务。     

黄河三角洲湿地生态系统服务价值评估

黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的湿地生态系统,同时又具有原生性、增长性、脆弱性等显著地域特征,具有极高的科研价值和生态价值。本研究评估结果表明,黄河三角洲湿地生态系统服务价值,总计为543.69亿元。价值量由高到低依次是支持服务(216.85亿元)、文化服务(177.88亿元)、调节服务(121.30亿元)、供给服务(27.66亿元),分别占总价值量的39.88%、32.72%、22.31%和5.09%。黄河三角洲湿地生态系统的五大单项服务价值为生物多样性、旅游休闲、水质净化、气候调节和土壤保持价值,价值量分别为197.30亿、163.88亿、90.25亿、20.86亿和19.55亿元,占到总服务价值的90.47%。各种因素影响下黄河三角洲湿地生态系统变化较快,及时对其服务价值进行综合评估,不仅能够了解该区域的湿地现状,还能为湿地保护提供有力的基础支撑,为实现黄河三角洲生态保护和高质量发展提供参考依据。     

黄河三角洲湿地生态系统服务价值评估

黄河三角洲湿地是我国暖温带最广阔、最完整、最年轻的湿地生态系统,同时又具有原生性、增长性、脆弱性等显著地域特征,具有极高的科研价值和生态价值。本研究评估结果表明,黄河三角洲湿地生态系统服务价值,总计为543.69亿元。价值量由高到低依次是支持服务(216.85亿元)、文化服务(177.88亿元)、调节服务(121.30亿元)、供给服务(27.66亿元),分别占总价值量的39.88%、32.72%、22.31%和5.09%。黄河三角洲湿地生态系统的五大单项服务价值为生物多样性、旅游休闲、水质净化、气候调节和土壤保持价值,价值量分别为197.30亿、163.88亿、90.25亿、20.86亿和19.55亿元,占到总服务价值的90.47%。各种因素影响下黄河三角洲湿地生态系统变化较快,及时对其服务价值进行综合评估,不仅能够了解该区域的湿地现状,还能为湿地保护提供有力的基础支撑,为实现黄河三角洲生态保护和高质量发展提供参考依据。     

羧甲基纤维素铵对黄土高原新造耕地土壤性质的影响

【目的】以羧甲基纤维素铵(CMC-NH_4)为土壤改良剂,分析其对陕西延安新造耕地土壤水分、电导率与养分的影响。【方法】在延安市安塞区,以谷子为供试作物,采用田间试验,设置CMC-NH_4施用量分别为0 kg/hm~2(对照,CK)、100 kg/hm~2(T1)、500 kg/hm~2(T2)、1 000 kg/hm~2(T3)和2 000 kg/hm~2(T4)5个处理,测定不同处理的土壤含水量、电导率和土壤养分(全氮、全磷、全钾、硝态氮、速效磷、速效钾)及pH,分析CMC-NH_4对谷子产量的影响,以及CMC-NH_4施用量与土壤理化性质和谷子产量的相关性。【结果】与对照相比,施用CMC-NH_4对土壤水分影响明显,可使土壤含水量提高15.2%～47.1%,且土壤含水量随着CMC-NH_4施用量的增加而增大。在7月和10月土壤含水量较低的情况下,CMC-NH_4各处理的土壤电导率均低于对照;在土壤含水量相对较高的情况下,如在谷子生长初期(06-28),CMC-NH_4施用量较高处理(T3和T4)的土壤电导率显著高于对照,在谷子生长中后期(08-30至09-23)CMC-NH_4各处理的土壤电导率与对照均无显著差异。施用CMC-NH_4总体可促进土壤养分的吸收利用,但对土壤pH无显著影响。施用CMC-NH_4总体能够促进谷子产量的增加,其中T1、T2和T4处理的产量较对照分别显著提高了12.8%,10.3%和10.2%,但T3处理与对照无显著差异。相关性分析表明,CMC-NH_4施用量与土壤含水量、硝态氮和全钾含量呈显著正相关关系,与其他指标相关性不显著。【结论】施用CMC-NH_4能提高延安新造耕地土壤水分,影响土壤养分与电导率,有助于提升土壤硝态氮和全钾含量,可以作为黄土高原新造耕地的土壤改良剂,推荐施用量为100 kg/hm~2左右。     

施用棉花秸秆生物质炭对华北平原农田温室气体排放的影响

以我国华北平原冬小麦-夏玉米轮作农田为研究对象,在常规施肥的情况下,研究了4种不同剂量棉花秸秆生物质炭[CK、C1(2.25 t/hm2生物质炭)、C2(4.5 t/hm2生物质炭)、C3(9.0 t/hm2生物质炭)]对土壤理化性质及温室气体(CH4、N2O)通量的影响,结合作物产量评估了不同处理对全球温室效应和温室气体强度的影响。结果表明:添加生物质炭不能显著影响土壤CH4的累积排放量。在夏玉米季,仅C2和C3处理可以显著降低土壤N2O累积排放量,分别为37.19%和48.58%;在冬小麦季,添加生物质炭处理均可以显著降低土壤N2O的排放,达24.26%～48.02%。路径分析结果表明,土壤NH4+-N含量是土壤N2O排放通量的主要影响因子。在夏玉米季,C2和C3处理可以显著增加玉米产量,分别达9.46%和10.99%;在冬小麦季,仅C3处理可以显著增加小麦产量,达7.13%。添加4.5 t/hm2和9 t/hm2的生物质炭处理可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度,而添加2.25 t/hm2的生物质炭处理仅在冬小麦季可以显著降低全球增温潜势和温室气体强度。综上所述,将棉花秸秆转化为生物质炭用于华北平原农田,既能增加作物产量,又能降低温室气体排放。     

陕西省渭北苹果主产区的农业可持续发展评价——以洛川、旬邑与白水县为例

为准确把握陕西省渭北苹果主产区农业可持续发展状况,通过基于欧氏距离的农业可持续发展评价理论对陕西渭北苹果主产区进行农业可持续发展评价,选取洛川、旬邑和白水县2007—2016 10年间的19项指标展开分析,诊断限制当地农业可持续发展的障碍性因子,主要结论如下:1)陕西省渭北苹果主产区总体处于中可持续发展状态,可持续发展能力洛川县旬邑县白水县。2)限制陕西省渭北苹果主产区可持续发展的主要因素有施肥量不适宜、土壤肥力低、人均粮食产量低、人均土地面积少、自然灾害频发和劳动力文化水平低,针对这些问题,应当采取提高秸秆、畜禽粪便还田率提高土肥力;适量施用化肥;保护耕地资源提高土地利用效率;提高当地人民文化素质等措施,推动当地农业走上高可持续发展道路。3)基于欧氏距离的农业可持续发展评价方法能够基本反映农业发展现状,洛川、旬邑和白水3县农业可持续发展指数(ASDI)分别是[0.65,0.77]、[0.63,0.67]和[0.58,0.63],除白水2015和2016年处于低持续状态外其余呈现中持续发展状态。     

羧甲基纤维素钠对黄土高原新造耕地土壤改良效果

基于陕西省延安市新造耕地土壤水分与养分的改良需求,以羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为土壤改良剂,设置田间定位试验CK(CMC-Na 0kg/hm2)、T1(CMC-Na 100kg/hm2)、T2(CMC-Na 500kg/hm2)、T3(CMC-Na1 000kg/hm2)和T4(CMC-Na 2 000kg/hm2)5个处理,探究不同处理对新造耕地土壤水分、电导率与养分的影响。结果表明:1)在对照土壤含水量16.3%的情况下,提高土壤含水量21.3%～120.9%;然而,在对照土壤含水量16.3%的情况下,与处理的土壤含水量无显著差异。2)新造耕地土壤电导率随生长季出现逐渐降低趋势,不同CMC-Na施用量之间存在差异。3)施用CMC-Na主要影响土壤速效养分,对土壤全氮、全磷和全钾影响则较小。较低CMC-Na施用量的T1和T2处理可提高土壤硝态氮,较高CMC-Na施用量的T3和T4处理降低土壤硝态氮,提高土壤速效磷和速效钾含量,对新造耕地的土壤pH基本没有影响。4)较低CMC-Na施用量T1和T2处理的谷子产量分别提高6.4%和5.7%,较高CMC-Na施用量T3降低产量。因此,CMC-Na可提高土壤水分,并促进养分吸收利用,从而提高作物产量,可作为黄土高原新造耕地土壤改良剂,推荐施用量约100kg/hm2。