长期免耕对不同土层土壤结构与有机碳分布的影响

为探明长期翻耕与免耕条件下不同土层深度土壤结构稳定性及其有机碳分布特征,在长期定位试验中分层(0~10 cm、10~20 cm、…、90~100 cm)采集免耕和常规耕作处理下混合土样和原状土样进行土壤结构与有机碳的测定,结果表明:(1)随着土层的加深,0.5~2.0 mm和大于2.0 mm粒级团聚体含量表现为逐渐降低的趋势,而其他粒级团聚体含量呈增加趋势。免耕更利于提高大粒级团聚体(0.5 mm)的含量,且土壤结构的稳定性显著提高,其作用深度在50 cm以上。(2)随着土层的加深,土壤总有机碳和活性有机碳均表现为先增加后降低再趋于稳定的趋势。免耕处理在0~80 cm土层的土壤总有机碳和活性有机碳均高于常规耕作处理。(3)随着土层的加深,不同粒级团聚体总有机碳含量呈降低趋势,大粒级团聚体中含有较高的有机碳。免耕更利于0~40 cm土层不同粒级团聚体总有机碳含量的提高。随着土壤团聚体粒级的降低,土壤活性有机碳含量呈降低趋势。与常规耕作相比,除0.053~0.250 mm粒级团聚体外,免耕提高了0~20 cm土层各粒级团聚体中活性有机碳含量。(4)随着土层的加深,各粒级团聚体中有机碳对土壤总有机碳的贡献率表现为先降低后增加再降低的趋势。不同粒级团聚体中,大于2.0 mm和小于0.053 mm粒级团聚体有机碳贡献率在0~100 cm土层均低于其他粒级团聚体。在0~20 cm、30~40 cm和90~100 cm土层,免耕处理各粒级团聚体有机碳累积贡献率均高于常规耕作。     

不同耕作方式对黄土高原黑垆土有机碳库组成的影响

以黄土高原黑垆土8年(2008—2015年)的不同耕作定位试验为对象,研究了在秸秆还田条件下3种连年单一耕作(翻耕(CC)、免耕(NN)、深松(SS))和3种轮耕措施(免耕-深松(NS)、深松-翻耕(SC)、翻耕-免耕(CN))对农田土壤有机碳库、玉米产量和秸秆还田后表观腐殖化系数的影响。结果表明:与翻耕相比,深松、免耕和轮耕措施主要增加了0~10 cm表层土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性碳(WSOC)的含量和储量,且提高了MBC/SOC和WSOC/SOC质量比。在0~10 cm表层土壤中,各耕作处理间难氧化有机碳(HOC)含量无明显差异,但深松、免耕和轮耕措施分别增加了10~20 cm、35~50 cm和20~35 cm土层的HOC/SOC质量比;免耕处理显著增加了0~50 cm土层的HOC总储量。与翻耕处理相比,深松、免耕和轮耕处理提高了玉米产量和玉米秸秆量,其中NS处理增加幅度最大,分别达到13.79%(籽粒)和12.04%(秸秆);进行8年玉米秸秆还田,在翻耕措施下其表观腐殖化系数为8.94%,免耕、深松和轮耕措施提高了还田玉米秸秆的表观腐殖化系数,其中NS处理达到14.09%,显著高于翻耕处理。从土壤碳库和玉米产量角度考虑,免耕与深松相结合的轮耕措施是适合当地土壤条件的耕作模式。     

不同耕作制度下紫色水稻土有机碳变化的DNDC模型预测

利用紫色水稻土不同耕作制度下的长期定位试验数据,结合DNDC模型来探讨长期不同耕作措施下土壤有机碳变化趋势。选取常规平作(CK)、垄作免耕(水稻—冬水)(T1)、垄作免耕(水稻—油菜)(T2)、水旱轮作(水稻—油菜)(T3)4种处理,分析了15年来土壤有机碳的变化特征,并用DNDC模型模拟了长期试验点15年和100年有机碳变化趋势。结果表明:经过15年的耕种,4种耕作制度的土壤有机碳含量都较原始有机碳含量有所上升。T2处理的土壤有机碳增幅最大,分别为CK,T1和T3处理的131%,142%,153%。T3处理的有机碳含量最低。DNDC模型的模拟结果与田间实测结果大致相同。模拟值与实测值的RMSE值都小于10%,且相关系数都达到0.01水平下的极显著关系,这表明4种耕作制度的DNDC模拟效果极好。对试验地土壤有机碳变化趋势的长期模拟结果显示,只要保持现有的耕作制度和种植模式,100年间4种处理的土壤有机碳都会持续稳定地增加。     

耕作方式对稻麦轮作区土壤碳氮储量与层化率的影响

为研究不同耕作方式对稻麦轮作农田土壤碳氮固持和层化情况的影响,于2013年开始在江苏省泰州市姜堰区河横生态农业科技示范园进行试验,设置了少耕秸秆还田(MT)、旋耕秸秆还田(RT)、翻耕秸秆还田(CT)、翻耕秸秆不还田(CT0)4种处理。分层采集各处理0～20cm土壤,测定土壤容重、有机碳和全氮含量,计算碳氮比、层化率、土壤有机碳和全氮储量(等质量法)。结果表明,MT、RT、CT分别提高0～5cm、5～10cm和10～20cm有机碳和全氮含量。10～20cm土壤碳氮比随着耕作强度提高而减小。MT显著提高有机碳和全氮含量层化率,0～5cm土层:10～20cm土层碳氮比层化率随着耕作强度增加而增加。MT提高了0～20cm土壤有机碳储量和0～10 cm土壤全氮储量,但是0～20 cm土壤氮储量不及RT和CT。秸秆还田提高0～20cm土壤有机碳、全氮含量、碳氮比,显著增加了有机碳和全氮储量,具有良好的碳氮固持效应,但是对土壤有机碳和全氮含量层化率影响不显著。结果可为探寻有利于农田土壤碳氮库构建、提高土壤肥力的耕作方式提供理论依据。     

稻田垄作免耕对土壤团聚体和有机质的影响

该文以1990年建立的耕作制定位试验田紫色水稻土为研究对象,分析了冬水田（FPF）、水旱轮作（CR）和垄作免耕（RNT）3种耕作方式对土壤团聚体组成和有机质的影响。结果表明,垄作免耕减少了对土壤大团聚体的破坏,在0～10 cm土层,垄作免耕大团聚体含量分别是冬水田和水旱轮作的1.48和1.32倍,微团聚体含量则显著降低;在 ＞10～20 cm土层有相同的趋势。3种耕作条件下,有机碳和氮在团聚体中的分布模式类似,均有向大团聚体富集的趋势,但垄作免耕条件下土壤有机碳和氮质量分数显著高于冬水田和水旱轮作。对土壤颗粒有机质（POM）的分析结果表明,垄作免耕0～10 cm土层轻质组分（LF）的质量分数（1.92 g/kg）与水旱轮作（1.70 g/kg）差异不显著,但显著高于冬水田（1.42 g/kg）。冬水田、水旱轮作和垄作免耕的0～10 cm土层,团聚体内总颗粒有机质（total iPOM）质量分数分别为0.96,1.12,2.14 g/kg;垄作免耕土壤团聚体内细颗粒有机质（fine iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的3.02和2.46倍,占总POM差异的57%和66%。垄作免耕土壤团聚体内粗颗粒有机质（coarse iPOM）分别为冬水田和水旱轮作土壤的1.56和1.40倍,占总POM差异的18%和19%。在＞10～20 cm土层有相似的趋势,但在＞10～20 cm层土壤粗iPOM的差异对总POM差异的贡献较0～10 cm层大。垄作免耕减少了对大团聚体的破坏并促进微团聚体向大团聚体团聚;降低了团聚体的周转速率,促进了细iPOM的固定,利于紫色水稻土对碳的固定和积累。     

秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳 及其组分的影响

为探求秸秆还田对节水灌溉稻田土壤有机碳及其组分含量的影响,在太湖流域开展田间试验。试验采取常规灌溉(F)、控制灌溉(C)2种水分处理形式,与常规肥(F)、秸秆还田(S)2种施肥管理方式相结合,分析了不同水碳管理模式下的稻田土壤有机碳和土壤活性有机碳的季节变化规律及其含量之间的相关性。结果表明:控制灌溉加速了土壤有机碳分解,而与秸秆还田的结合促进了稻田土壤有机碳的累积。不同肥料管理条件下,控制灌溉稻田稻季土壤有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、土壤微生物量碳(SMBC)均值分别较常规灌溉稻田降低10%、1.8%、7.9%。控制灌溉与秸秆还田联合管理(CS)和常规水肥管理稻田(FF)相比,TOC、SMBC分别提高了10.4%和15.3%。不同水碳管理模式下的稻田土壤DOC与TOC、SMBC与TOC之间均呈极显著正相关关系。节水灌溉稻田中施加秸秆有利于提高稻田土壤有机碳含量,改善土壤活性碳组分。     

种植方式和耕作措施对土壤结构与水分利用效率的影响

在连续9年田间定位试验基础上,分析了渭北旱塬小麦连作和小麦/玉米轮作两种种植方式下耕作措施对黑垆土水稳性团聚体含量、有机碳(SOC)含量、小麦产量和水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:小麦/玉米轮作下0～20 cm土层大于0. 25 mm水稳性大团聚体含量(R_(0. 25))、水稳性团聚体平均重量直径(MWD)、SOC含量、各粒级团聚体有机碳含量和WUE大多高于小麦连作。与连年翻耕(CC)相比,连年免耕(NN)、连年深松(SS)、免耕-深松(NS)处理主要增加了0～10 cm土层R_(0. 25)、SOC、各粒级团聚体有机碳含量和大于0. 25 mm大团聚体有机碳贡献率(I_(SOC0. 25))。在大于10cm土层,NS处理的SOC含量有所增加,且提高了35～50 cm土壤R_(0. 25)、各粒级团聚体有机碳含量以及I_(SOC0. 25)。相对于连年翻耕处理,免耕-深松处理的小麦产量和WUE均显著增加,且在小麦连作和小麦/玉米轮作两种种植方式下,小麦产量分别增加了14. 25%、19. 30%; WUE分别增加了24. 98%、9. 89%。整体来看,小麦/玉米轮作比小麦连作更有利于改善土壤结构、增加土壤有机碳含量和提高WUE,且免耕-深松相结合的轮耕措施是该地区较适宜的耕作模式。     

不同改良措施对盐渍化土壤水热碳与葵花产量的影响

为探明不同改良措施对盐渍化土壤水热碳及葵花产量的影响,设置了施加生物炭(C,22. 5 t/hm~2)、脱硫石膏(S,37. 5 t/hm~2)、秸秆还田(J,20. 625 t/hm~2)和对照(CK) 4个处理,进行大田试验。结果表明:3种改良措施均能改善土壤水热环境,其中生物炭更具优势。3种改良处理在整个生育期内0～20 cm和20～40 cm土层的土壤含水率显著高于对照;在垂直分布上表现出0～40 cm土层各改良措施保水、蓄水作用的效果优于40 cm以下土层,各处理剖面土壤水分空间分布格局均表现出下湿、上干的特点。与CK相比,各改良处理体现出良好的增温、保温效果,均表现出低温时具有"增温效应"、高温时具有"降温效应",且对温度的调控作用主要集中在5～25 cm土层,从35 cm处开始影响减弱。采取3种改良措施均能增加土壤有机碳含量和有机碳密度,其中施加生物炭效果最显著,有机碳密度较对照增加了17. 46%。与对照相比,C处理的葵花产量增产率最高,达32. 28%,J、S处理产量分别增加21. 94%、30. 68%,三者差异不显著。综合分析得出,施加生物炭22. 5 t/hm2为适宜于河套灌区盐渍化农田种植葵花过程中的土壤改良处理。     

保护性耕作模式对黑土有机碳含量和密度的影响

以公主岭市长期（10 a）保护性耕作定位试验为研究对象,分析与传统耕作模式相比的几种保护性耕作模式对黑土固碳效应的影响。共设4种耕作模式,即秋翻秋耙匀垄、秋灭茬匀垄、全面旋耕深松和宽窄行交替休闲（又叫松带、苗带交替休闲）（后3种视为保护性耕作）。结果表明,经过10 a的耕作试验,不同的耕作模式对土壤有机碳有显著的影响。表层0～20 cm秋翻秋耙匀垄和秋灭茬匀垄模式的土壤有机碳含量最低,深层30～50 cm全面旋耕深松模式的土壤有机碳质量分数显著低于其他耕作模式13.49%～25.14%;0～50 cm耕层     

旱作区土壤有机碳密度空间分布特征与其驱动力分析

为直观显示0～40 cm深度不同层次的土壤有机碳密度空间分布特征,并深入分析不同空间位置上有机碳密度的主要影响因素,根据2017年分层采样点的测试数据计算了旱作区土壤有机碳密度,采用反距离加权法模拟了有机碳密度空间三维分布特征,用地理加权回归分析了有机碳密度的影响因素。结果表明:旱作区土壤有机碳密度呈东北高、西南低的趋势;不同类型土壤的有机碳密度差别较大。气候(温度、降水)是旱作区有机碳密度的主要影响因素。随着土层深度的增加,气候和黏粒含量对土壤有机碳密度的解释度呈增大的趋势。年平均气温与土壤有机碳密度呈负相关性,在不同区域不同深度土层中,年降水量与土壤有机碳密度的回归系数都低于0. 01,相关性很小,黏粒含量与土壤有机碳密度呈正相关性。研究成果可为探究有机碳储量估算和科学制定固碳减排政策提供数据和理论支撑。     

碳汇草及其碳汇机制

《京都议定书》框架下的碳减排机制,主要有太阳能、风能、水能及地热能等的利用,碳捕获与碳封存技术（CCS）,工业减排和碳汇林的种植等。事实证明,上述机制没有改变也不能遏制大气中CO2急剧上升的态势。为此,笔者首次提出碳汇草的碳汇机制和界定方法。碳汇草通过多次刈割封存,可实现生物质的飞跃大增产。经中国质量认证中心核算,碳汇草每年的净碳汇量为210 thm2,碳汇量巨大。目前,全球森林面积在不断减少,碳储总量不断下降,开发新的碳汇机制迫在眉睫。由于森林不能刈割封存,碳汇草50年的“碳汇增量”,是相同面积森林“碳汇增量”的约650倍,可实现大气CO2负增长。据测算,大气中CO2总量约3.11万亿t,封存6 661亿t植物碳产品可捕碳9 725亿t,CO2浓度即可从当前的0.04%降低到工业革命前的0.027 5%;仅需边际性土地、污染需治理土地、湿地与水面等约1亿hm2种植面积。项目的实施,可降低和提前CO2峰值,调节温室效应,消除雾霾,减缓全球气候变暖,创造巨大的生态效益、社会效益和经济效益,实现经济社会发展、环境保护与应对气候变化的共赢。      

夹肉杏仁饼的碳足迹评价及碳标签应用

企业对产品实施碳足迹评价和碳标签标示，作为企业内部提供制定温室气体减排措施和改良产品工艺的依据，并用于向公众或其他第三方公布其产品的碳足迹信息，以提高产品的核心竞争力。对夹肉杏仁饼的碳足迹评价和碳标签应用进行概述，具体阐述产品碳足迹评价的步骤和碳标签应用的注意事项，为国内食品企业开展产品碳足迹和碳标签工作提供参考。      

南昌市农田生态系统碳源/汇及碳足迹分析

运用南昌市2003~2013年主要农业经济作物、农业投入等统计数据,对该市的农田生态系统进行碳源/汇估算,并将各类具体因素与碳排放量及碳吸收量用SPSS17.0做相关性分析,得到以下结论:近年南昌市的碳排放量总体呈上升趋势,从2003年的713万t增加至2013年的909万t,播种面积及化肥使用量是其主要影响因素并与其呈显著正相关关系.南昌市碳吸收量总体呈现稳步增加状态,从2003年的118万t增加至2013年的226万t,稻谷、花生和豆类等农作物产量是碳吸收量的主要影响因素.碳足迹呈现平稳下降趋势,可见南昌市农田系统种植结构是有利于增强农田系统谈吸收功能稳定增长趋势的.     

鄱阳湖生态经济区农田植被碳储量与碳密度分析

采用参数估算法对2001~2013年鄱阳湖生态经济区农田生态系统的植被碳储量与碳密度进行测算。结果显示：该区农田植被碳储量与碳密度均呈现上升趋势;农田碳储量与碳密度的变化受农作物种植结构、产量及总播种面积的影响。由此可见,植被碳储量的变化对生态系统的固碳能力具有重要的影响,农田植被碳储量与碳密度在一定程度上的提高,具有碳汇作用。研究农田生态系统碳储量、碳密度对控制温室效应具有重要的参考意义。     

颗粒活性炭用于城市污水的深度处理与活性炭的微波再生

利用颗粒活性炭连续流试验对城市污水处理厂的出水进行深度处理,COD出水浓度达到6.8mg/L,满足地表水环境质量标准(GB3838-88)Ⅱ类标准,深度处理是可行的。当活性炭达到饱和时,必须进行再生。本实验以碘吸附值作为指标,通过单因素实验考查了不同微波功率、不同微波辐照时间对颗粒活性炭的再生损耗率、性能恢复率、综合恢复率的影响,并分析其呈现的规律和原因。实验结果表明,在微波功率为464 W、辐照时间为2min时,活性炭(0.8g)性能恢复率达到最大值,为102.53%;在功率为464W、时间为2min时,活性炭(0.8g)综合恢复率最佳,为94.90%。     

猪粪好氧堆肥碳排放分析

以生命周期法为指导,应用排放系数法对猪粪秸秆好氧堆肥路径下碳排放量进行计算。本文研究的范围包括：堆肥厂内微生物降解活动产生的直接排放；加工设备电力消耗等上游活动产生的间接排放；有机肥作为化肥替代品减排量、土地施用后的土壤碳结合等下游活动减排量。结果表明：项目日处理420吨原料,可生产20吨有机肥,堆肥生物降解过程产生的直接排放为19.26 tCO₂e,电力消耗间接排放为17.84 tCO₂e,产品作为化肥替代品的减排量为0.87 tCO₂e,土地施用固碳量为113.4 tCO₂e。生命周期范围内,生产及施用有机肥净碳汇量为77.18 tCO₂e,可实现负碳排放,有效提升土壤固碳能力,可为农业减排降碳提供技术模式。     

非晶合金变压器节能效应分析

介绍非晶合金变压器的结构特点、性能特点及种类,研究其低碳节能效应,利用经济分析法(TIoc法)进行技术经济综合分析与评价,结果表明:非晶合金变压器具有明显的节能效果,为非晶合金变压器取代传统的硅钢片铁芯变压器提供了科学依据.     

线聚焦型太阳能二氧化碳发生器性能研究

研究了一种线聚焦型太阳能二氧化碳发生器。分别在跟踪及非跟踪工况下,在呼和浩特地区测试并分析了系统的集热与产气性能。确定了系统的最佳运行方式,提出了气损率和产气能力2个系统性能评价指标。测试结果表明,跟踪较非跟踪工况,反应器内腔空晒最高温度、闷晒最高水温、最高集热效率分别提升16.30%、12.44%、94.50%;系统最佳运行工况确定为跟踪式。在产气原料分解温度范围内,系统集热效率为31.80%;测试阶段系统气损率为4.50%;当太阳直接辐照度在650~850 W/m~2范围内变化时,系统产气能力随太阳直接辐照度呈正相关变化。基于系统产气能力的变化规律,可计算不同规模线聚焦型太阳能二氧化碳发生器的具体结构参数。     

光伏低碳温室设计与应用

探讨了太阳能光伏发电如何与设施农业相结合,并以北京京鹏环球科技股份有限公司与北京市农业机械研究所共建的光伏低碳温室项目为例,详细论述了光伏低碳温室的结构设计。光伏低碳温室将太阳能应用与设施建造完美结合,是具有双重功效的创新型新能源生产工厂,它综合利用太阳能,实现了新能源热电联产,是现代农业未来的发展方向。      

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...