淮河流域农业生态系统中地下水体氮源追溯

淮河流域地下水体中的氮污染问题一直以来备受关注。为了从源头追溯氮污染物的来源,本文通过清单法收集淮河流域2002—2017年期间35个地级市的农业统计资料,首先构建基于化肥施用氮、人畜粪便返田氮、生物固氮、大气沉降氮、种子带入氮、秸秆带入氮为输入项和作物收获氮、反硝化脱氮、氨挥发脱氮为输出项的氮平衡模型,估算进入淮河流域农业生态系统内的氮盈余量和强度;然后利用氮盈余量与淋滤系数构建氮淋滤模型定量估算氮淋滤到地下水体中的量。研究发现：2002—2017年间淮河流域农业生态系统中氮年均输入量为1 005.01万t·a^-1,化肥施用氮是最大的氮输入源,占总输入量的52.76%;淮河流域农业生态系统中氮年均输出量为706.43万t·a^-1,作物收获氮在氮输出中所占的比例最大,达87.29%。随着时间的增加,氮盈余量和强度逐步降低。本次从地级市角度计算的氮源强度和其时间变化规律与以往从流域角度计算的氮源强度和其时间变化规律相差不大,保证了结果的准确性。从地区上分析,河南省各地级市的氮源强度最高,山东省和安徽省各地级市的最低。2002—2017年间,淮河流域农业区氮盈余量淋滤进入地下水中的氮污染物总量为26.22万~41.71万t·a^-1,淋滤进入到地下水体中的氮污染物平均量为31.41万t·a^-1,其中2006年最高。较大的氮淋滤值对水体环境造成了较大的污染负荷。采用SPSS 21.0中用F统计量和皮尔森相关系数（ρ）对地下水中的实际氮污染物浓度与估算值间的氮污染物量进行相关性检验,最终通过显著性检验且相关系数达到0.517,证实了本次模型选择的准确性。本文研究表示,2002—2017年淮河流域农业生态系统中地下水体中氮的来源主要为化肥输入,最主要的输出途径为作物收获,污染最严重年份为2006年,为解决农业面源污染问题提供了重要的前期资料,对地下水中氮污染的防控具有重要的现实意义。     

环渤海低平原农田生态系统养分循环与平衡研究

了解农田养分输入、输出和平衡状况,以及土壤肥力现状与变化特征,对实现养分资源优化管理、地力的持续提升、肥料利用率提高和农业可持续发展具有重要意义。基于1985年、2000年和2014年河北省南皮县国民经济统计资料,分析了从1985年到2014年县域农田生态系统养分循环与平衡状况;利用1981年第2次土壤普查和2015年实测南皮县域土壤耕层养分含量数据,探讨了耕层土壤养分变化及空间分布格局特征。结果表明,1985—2014年南皮县农田养分输入输出均呈持续上升趋势, NPK养分输入由10701 t增加至23386 t,年递增率2.33%; NPK养分来源结构略有不同, NP来源以化肥为主,其次是人畜粪尿和作物秸秆有机肥源;而K素来源主要是有机肥源。农田养分输出以作物吸收为主,占养分总输出的80%以上, NPK总输出由1985年的9093 t增加到2014年的18846 t,年均增速2.17%。从养分表观平衡的角度看,从1985年到2014年NP始终有大量盈余, P素盈余大于N素, N和P表观平衡率分别为16.8%~34.2%和26.9%~65.5%;若考虑有机氮的有效性问题,1985—2000—2014年3个时段有效氮盈亏率依次为18.1%、6.5%和-7.8%,有效氮平衡由盈余转向亏缺;而K素经历了由赤字逐渐向盈余的转变过程,由1985年的-33.5%赤字发展至2014年的33.6%盈余。受农田养分平衡状况的影响,南皮县土壤有机质、全氮、有效磷发生了显著变化,1981—2015年有机质由8.62 g·kg-1增至14.0 g·kg-1,增幅62.4%;全氮由0.542 g·kg-1增至0.908 g·kg-1,增幅67.5%;有效磷由2.0 mg·kg-1增加到20.8 mg·kg-1,增加了9.4倍。而碱解氮和有效钾变化不明显,分别由70.5 mg·kg-1和141 mg·kg-1增加到71.8 mg·kg-1和147 mg·kg-1,相对增幅仅为1.8%和4.2%。建议今后南皮县在农业生产中大力推广科学施肥技术,重视有机肥和化肥配施,推广秸秆还田,通过改进施肥方法提高肥料利用效率;养分管理中应提倡“稳氮、控磷、补钾”的施肥对策,避免过多的盈余养分进入环境。     

太行山山麓平原30年间土壤养分与供肥能力变化

采用大面积土壤养分定位监测和肥料定位试验相结合的方法,研究了太行山山麓平原17个县851个点在1978—2008年的土壤养分动态变化及1996—1999年、2010—2012年两时段土壤供肥能力的变化。研究结果:1978—2008年间,太行山山麓平原冬小麦-夏玉米轮作区土壤有机质、全氮、有效磷的含量分别增加了7.67 g kg-1、0.31 g kg-1、17.77 mg kg-1;其中,1993—2008年间的变化量分别占1978—2008年间变化量总量的70.8%、60.0%、75.5%。土壤速效钾含量在1978—1993年间降低了16.45 mg kg-1,而在1993—2008年期间增加了14.40 mg kg-1。同时,土壤有机质、有效磷和速效钾含量的空间变异正在逐渐增加,土壤全氮含量的变化在逐渐减小。目前土壤供氮、磷、钾能力在冬小麦茬口分别为89.3%、84.6%、96.6%,较1996—1999年期间分别增加37.9、0.7、2.1个百分点;土壤供氮、磷、钾能力在夏玉米茬口分别为72.8%、90.2%、86.1%,比1996—1999年期间土壤供氮、磷、钾分别增加18.0、7.1、-4.8个百分点。土壤氮磷钾输入量超过作物需求量从而导致土壤有机质、有效磷和速效钾等肥力指标逐渐升高,作物产量对肥料养分的响应日趋迟钝,肥料利用率逐渐降低。     

黑龙江垦区农田土壤养分平衡分析与评价

养分资源高效利用是农业绿色发展的重要环节。黑龙江垦区是中国粮食主产区之一,对其进行农田土壤养分平衡评价至关重要。该研究以黑龙江垦区为研究对象,采用农田土壤养分平衡方法,分析与评价其2000-2018年农田土壤氮、磷、钾养分输入与输出情况。结果表明:1)2000-2018年黑龙江垦区农田土壤氮、磷、钾输入与输出整体呈现"平稳-增长-下降后平稳"的趋势,养分输入以化肥为主,养分输出以籽粒和秸秆为主。2)黑龙江垦区农田土壤单位面积养分输入量较为稳定,并且所带来的经济效益在增加。3)2017年以来黑龙江垦区农田土壤氮和钾处于养分平衡状态,而磷处于养分盈余状态。2018年黑龙江垦区氮、磷、钾利用效率分别为51.03%、27.98%、10.04%。建议黑龙江垦区大力推广有机无机肥配施,开展农田土壤养分平衡长期调查与监测,促进区域农业绿色发展。     

闽西北农田生态系统中大气氮湿沉降研究

在福建省三明市将乐县连续3年定位收集湿沉降,研究闽西北地区农田生态系统大气氮素湿沉降的浓度、沉降量以及时间变化规律。结果表明:降水中TN、TIN、DON、NH4+-N和NO3--N的平均浓度分别为1.22,0.83,0.38,0.53,0.30mg/L,无机氮与有机氮的比例达到2.18,且在每次降雨中总氮的浓度均超过水体富营养化阈值(0.2mg/L)。该地区湿沉降氮输入量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。在湿沉降输入氮中NH4+-N、NO3--N和DON占总氮的比例分别为43.77%,24.78%和31.45%,湿沉降以无机氮(TIN)为主,平均年无机氮(TIN)沉降量为8.71kg/hm2,占总氮(TN)沉降量的68.55%。总氮(TN)年输入量为4.17～18.00kg/hm2,平均值为12.71kg/hm2。大气中氮素湿沉降对生态环境有一定的风险。     

太湖流域土地利用变化的营养盐输出响应模拟

通过解译1985年、1995年和2000年3个时段TM／ETM影像，分析太湖流域80年代以来的土地利用变化特征。采用不同土地利用类型产出营养盐实测参数与分布式水文模型相结合的思路，建立基于单元格网的流域营养盐污染估算模型，定量评估太湖流域土地利用变化对氮素输出的影响。研究结果显示，模型模拟径流量及总氮输出量与实测值吻合良好；自1985年到2000年，太湖流域城镇面积扩展了40．38％，增加量占太湖流域总面积的3．88％；在1980～2000年的雨情下，全流域土地利用变化导致产流量平均增加4．11％，TN输出量平均增加5．35％，最高值为21．62％，各年差异与降雨分布和雨情特征有关；受土地利用变化空间差异影响，在城镇快速扩展的苏锡常地区和浦东浦西地区，土地利用变化导致TN输出量平均增加17．11％和10．72％，最高可达60．43％和28．689%。     

川中丘陵区农田养分变化与可持续发展研究

采用典型抽样法,以梓潼、资中和犍为为例,根据实地调查、有关统计资料和土壤分析结果,研究了川中丘陵区1985～1999年农田养分平衡和主要土壤养分变化。结果表明:1990年后,农田氮素开始出现盈余,平均盈余率超过35%;磷素平均盈余率超过40%;钾素一直呈大比例的亏缺状态,平均亏缺近50%。通过2000年和第2次土壤普查结果的对比分析研究,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化状况提出了实现川中丘陵区农田可持续利用的对策和措施。     

脲醛缓释肥不同配比对小麦生长及土壤氮素养分的影响

在黄淮海地区冬小麦中高产田采用小区试验,以普通尿素基施、普通尿素基施加追施作对比,研究脲醛氮占总氮30%,40%,50%,60%,70%的不同脲醛缓释掺混肥在田间的氮素养分释放特征,以及对土壤氮素养分、小麦产量、氮素利用率及经济效益的影响,探明合理施用脲醛缓释肥最优氮素配比,以达到增加产量、节约资源、增加经济效益的目的。结果表明:脲醛掺混肥氮素释放量在小麦生育进程中呈现高低再高低的变化过程,脲醛氮占总氮40%或50%最有利于土壤氮素供应,脲醛氮所占比例过大或过小,都不利于小麦整个生长期氮素供应。脲醛氮占总氮40%和50%的处理小麦穗数和穗粒数表现较好,每公顷比普通施肥增产11.36%~13.67%,而脲醛氮占总氮30%,60%和70%的处理增产效果不显著。与普通尿素基肥、基肥加追肥处理相比,脲醛氮占总氮40%,50%的处理氮素利用效率提高24.80%~103.87%,而脲醛氮占总氮30%,70%的氮素利用率没有显著变化,甚至会降低氮素利用率。脲醛氮占总氮40%,50%的处理比普通施肥处理增收1 350~1 591元/hm~2。综合考虑资源节约、增产效果及增收等因素,建议在黄淮海地区冬小麦中高产田施肥管理中以脲醛氮占总氮40%~50%进行配比施用。     

外源氮输入对小叶章湿地土壤微生物活性的影响

选择三江平原沼泽湿地典型草甸植被小叶章(Deyeuxia angustifolia),在水分、温度等环境因素均一的前提下,分别以NH4NO3水溶液的形式均匀撒入0,6,12,24g/(m2.a)(以N元素量计),进行了室外盆栽实验。结果表明,氮输入后,土壤MBC、MBN、BR、qCO2、SIR季节变化明显;在植物不同生长阶段,土壤基础呼吸总体趋势均是随时间的推移而逐渐减弱,且与氮输入量间的关系不同,说明土壤基础呼吸与植物的生长阶段密切相关;不同施氮水平的土壤MBC浓度随氮输入量增加呈波动变化,氮输入量与土壤MBN、BR、qCO2、SIR之间均存在线性正相关关系,即他们随氮输入量增加而逐渐增大,说明氮输入促进了土壤MBN、BR、qCO2、SIR的增大。     

典型农业型城乡交错区小型蔬菜生产系统重金属平衡的研究

以南京城乡交错区小型蔬菜生产系统为例,研究了1年期间(2003.7-2004.7)蔬菜种植过程中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属元素的平衡状况和污染潜力.结果表明:该系统重金属的输入途径主要为施肥和灌溉,施肥特别是有机肥是生产系统重金属输入的主要来源,占输入量的98%以上.重金属年输入量较高,明显高于欧洲农业区水平,而年输出量较低,占输入量的10%以下,在重金属平衡上试验地均表现为盈余.多年的蔬菜种植已导致土壤重金属积累.试验区土壤和蔬菜中的重金属含量均低于国家安全标准,表明蔬菜生产系统现状较安全.综合大气沉降等因素评估表明,本地区Cu、Zn、Cd污染风险较大,且高强度的种植管理会加剧生产系统重金属污染,有可能导致蔬菜地土壤在几十年内即能达到国家土壤环境二级标准.     

青海省耕地资源开发利用分析及对策研究

分析论述了青海省耕地资源开发利用的现状、特点和问题。在此基础上,提出了对青海省耕地资源进行研究的框架体系和思路,同时基于GIS/RS技术设计了相关的技术路线。最后依据所做设计对青海省耕地资源开发利用做了初步分析,并进行了相关的对策研究分析。     

Physical Properties of the Soils of Sibay City of the Republic of Bashkortostan

Eurasian Soil Science - The results of the study of the properties of urban soils of the city of Sibay located in the mining region of the Republic of Bashkortostan are presented. A specific...     

荔枝种子结构的扫描电镜观察

荔枝种子从果实中剥离出来后, 即使在室内条件下, 也极易失水干缩, 潮湿环境中又易发霉而腐烂。扫描电镜观察表明: 种皮上布满纹孔, 水分散失面积很大; 种脐部为疏松的海绵组织, 且营养丰富。据此, 生产上应对种子彻底清洗, 并保存于适当湿度的环境中, 以提高其发芽率。     

物联网安全及解决措施

物联网是一个集信息通信、数据交换、传感器技术与软件工程于一体的综合性产业,探讨和分析了物联网的结构体系与发展中遇到的安全问题。     

三门峡水库库岸坍塌成因分析与防治措施研究

三门峡水库自1960年9月蓄水运行以来,库岸坍塌现象频繁发生,平均每年塌岸0.5～0.7亿m3.指出了造成库岸坍塌的原因主要是地质环境的影响以及水力条件的变化;不同的地形、地貌、地质结构和岩性特征,表现了不同的塌岸强度,其中黄土塬区为极强塌岸段,黄河Ⅱ级阶地为强烈塌岸段,黄河Ⅰ级阶地为中等强烈塌岸段;分析了引起库岸坍塌的主要水力条件有大气降水、地表水和地下水,并且不同水力条件及其变化特征,对库岸坍塌影响的方式和程度也不同;最后给出了防治库岸坍塌应采用标本兼治的原则,治标是指对塌岸进行必要的加固、支挡、衬砌等;治本就是根据引起塌岸的原因以及不同地质环境条件下的塌岸特征和水力条件,因地制宜,因害设防,从根本上进行综合治理.     

食用仙人掌萎蔫气象条件分析

塑料大棚内种植的食用仙人掌在土壤墒情较好时也有萎蔫现象发生，通过试验观测和对仙人掌生理习性的分析，发现阴雨过后天气突然放晴温度急剧上升易使仙人掌发生萎蔫现象，并提出了田间管理的应对措施。     

Heterogeneity of Organic Matter of Aggregates of Protocalcic Chernozems

Eurasian Soil Science - Layers were step-by-step removed from macroaggregates (2–1 mm in diameter) of Protocalcic Chernozems via successive abrasion in a revolving rotator during 5, 10, 15,...     

氟对小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用

为观察氟对成年雄性小鼠生精细胞凋亡的影响及锌的保护作用,通过腹腔注射氟化钠建立氟中毒动物模型及锌保护实验。采用石蜡切片、苏木精-伊红染色(HE染色)、末端原位标记(TUNEL)及琼脂糖凝胶电泳的方法检测小鼠生精细胞的凋亡情况。结果显示:(1)氟感染组无论是低剂量组(NaF10 mg/kg)或是高剂量组(NaF 20 mg/kg)生精细胞都发生了明显的凋亡。生精细胞凋亡主要发生在精母细胞和精原细胞,凋亡指数与对照组差异极显著(P<0.05)。(2)无论是高剂量锌(ZnSO430 mg/kg)和低剂量锌(ZnSO415 mg/kg)都可以使凋亡指数明显降低,高剂量锌组的凋亡指数与对照组差异不显著(P>0.05)。     

Characterization of physical and chemical properties of Varzea soils of Goias State of Brazil

Abstract

Brazil has approximately 30 million hectares of lowland areas, known locally as “Varzea,”; distributed throughout the country. Soils in these areas have the potential to support agricultural production, but very little is known about their fertility. The current experiment was undertaken to characterize the chemical and physical properties of representative “Varzea”; soils collected at 0–20, 20–40, 40–60, and 60–80 cm depth intervals from 23 sites in Goias State of Brazil. Organic matter contents averaged 42 g/kg in the surface 20 cm of soil and should make a significant contribution to overall nutrient availability. Soil pH increased slightly with depth from a mean value of 5.2 in the surface 20 cm of soil to a mean value of 5.4 in the 60–80 cm depth interval. Several soils had exchangeable Al values ≥ 1.0 cmol Al/kg, but soil Al saturation was generally less than the 60% level frequently associated with Al toxicity. However, cereal and legume production could benefit from lime addition in many of these soils. Although base saturation was fairly low in some soils, exchangeable Ca and Mg levels were, in general, adequate throughout the profile. Extractable P levels were adequate in most surface soil samples. Extractable K levels in these soils were generally low, and the application of K fertilizers should be beneficial, especially in conjunction with lime addition. The high clay content “Varzea”; soils of the Brazilian lowlands have some drainage problems but generally exhibit favorable chemical properties for crop production when compared to soils of the well‐drained Cerrados.