不同轮作方式和秸秆还田对麦田土壤CO2排放与水热碳氮状况和产量的影响

为探讨免耕条件下不同轮作方式秸秆还田对土壤CO₂排放的影响,本研究通过长期定位试验,采用GXH-3010E1型便携式红外线分析器测量土壤CO₂排放速率,对比研究冬小麦-夏闲、冬小麦-夏玉米和冬小麦-夏大豆在秸秆还田条件下土壤CO₂排放的动态变化及其与土壤温度、水分之间的回归关系,并分析比较土壤有机碳和碱解氮含量的变化。结果表明：三种轮作方式秸秆还田条件下冬小麦土壤CO₂排放具有明显的季节变化规律,平均CO₂排放通量表现为冬小麦-夏玉米全量还田>冬小麦-夏玉米不还田>冬小麦-夏大豆全量还田>冬小麦-夏大豆不还田>冬小麦-夏闲全量还田>冬小麦-夏闲不还田。所有处理土壤CO₂排 放通量与土壤含水率和土壤温度均呈极显著正相关,秸秆未还田处理地温与CO₂排放通量的模拟模型要好于秸秆还田处理。各处理冬小麦收获后土壤有机碳和碱解氮含量均比播种前高,FA、FN处理有机碳增加最大,SA、SN碱解氮增加最大。     

丝绸之路经济带沿线国家农业自然资源特征评析

丝绸之路经济带是全球最大的旱区农业生产带。为了解丝绸之路经济带沿线地区的农业自然资源状况及分布特征,开展农业资源保护与开发。本研究通过文献整理,系统总结了丝绸之路沿线5大区域,22个重点国家农业耕地、水、光热等农业自然资源概况。结果表明,5大区域内部表现出农业自然资源特征的一致性,区域间则表现出差异性,各区域农业生产发展的优势资源条件不同,且限制资源条件也不同;从农业用地面积看,中亚5国、俄罗斯、南亚地区农业用地面积广阔,西亚北非地区与高加索地区农业用地面积较为有限;从农业生产限制因素看,中亚5国和西亚北非地区水资源短缺限制了其农业发展,高加索地区农业用地面积限制了其农业发展,俄罗斯气候寒冷限制了其农业发展,南亚地区水资源短缺和时空分布不均限制了其农业发展。丝绸之路经济带沿线各国农业合作潜力巨大,应在认清现有农业自然资源的基础上,通过完善政策设计与农业合作协议,科学规划,重点领域带动,促进农业自然资源互补,推动各国农业产业协同发展。     

江河源区生态环境演变的过程及主导因素确定研究

江河源区生态环境演变受自然因素和人文因素的共同作用,在自然和人文因素中究竟那些因素是该区生态环境演变的主导因素,对研究区域生态环境演变的机理和演变强度意义重大,本研究通过系统分析江河源区生态环境演变的过程,确立了影响江河源区生态环境演变的因素体系,建立了江河源区生态环境演变主导因素确定指标体系;全国范围内选择了40位在生态环境演变研究方面具有一定造诣的科学家进行了问卷调查和权重打分,用层次分析法(AHP)确定了温度、降水为主的自然因素和畜牧业为主的人文因素为江河源区生态环境演变的主导因素,并确定了各因素之间的排列顺序.     

户用沼气池生命周期环境影响及经济效益评价

为了评价户用沼气池全生命周期的环境影响和经济效益,以中国农村8m3户用沼气池为研究对象,分别采用生命周期评价和生命周期成本方法对户用沼气池全生命周期的环境影响和经济效益进行了定量评价。研究结果表明,8m3户用沼气池全生命周期(功能单元为400m3沼气)对环境影响负荷为1.641 8人当量,各种环境影响类型的相对贡献大小依次为富营养化、全球变暖、酸化。生命周期成本为3 082元,经济收益为835元,成本回收期为3.69年。基于上述分析得出沼肥的不合理利用和沼气池建设材料的弊端是影响沼气池环境排放和经济效益的主要因素,并提出了户用沼气行业减少环境排放和提高经济效益的对策和建议。     

黄土丘陵区退耕植被细根生物量及其碳氮磷库动态变化

为揭示黄土丘陵区不同退耕植被细根季节动态,选取刺槐（Robinia pseudoacacia）、柠条（Caragana korshinskii）以及撂荒3种退耕模式为研究对象,采集0～50 cm土层细根,分析其生物量及C（碳）、N（氮）、P（磷）库的生长期变化。结果显示：刺槐、柠条及撂荒地细根生物量,C,N,P含量及储量在生长期内变化显著（P<0.05）,其中细根生物量与C,N,P储量先减小后增加,而细根C,N,P含量先增加后减少;刺槐与柠条细根生物量,C,N,P含量及储量在生长期内均显著大于撂荒地;相关性分析结果表明,细根C储量与土壤C储量、细根N储量与土壤N储量、细根P储量与土壤P储量均显著正相关,尤其是细根N储量与土壤N储量相关性达到极显著水平。综上,黄土丘陵区刺槐、柠条与撂荒3种退耕模式细根生物量及其碳氮磷库存在显著季节变化,细根碳氮磷库通过季节变化显著提高土壤C,N,P储量尤其是土壤N储量,且刺槐与柠条提高效果优于撂荒草地。     

基于PLC控制的气动射种机构设计

为提高播种质量,满足现代农业生产精量播种的需求,通过对已有气动射种机构工作原理进行分析后,应用PLC可编程控制器实现了对该机构气动射种过程的自动控制。试验表明,基于PLC控制的气动射种机构控制精度高,播种深度符合要求。     

陕西省农业非点源污染现状与区域特征研究

【目的】分析陕西省农业非点源污染现状和区域差异,为农业非点源污染防控提供科学依据。【方法】采用陕西省2000-2008年及各地区2008年的畜牧业生产情况、作物产量、生产资料(化肥和农膜)投入、农村人口等统计数据,对陕西省及各地区的农业非点源污染情况进行估算,并利用SPSS软件进行聚类分析。【结果】(1)从2000年开始,陕西省营养污染物排放量和等标污染负荷均呈快速上升趋势,并于2006年达到最高值,分别为251.15万t和1538.7473亿m3,之后呈下降趋势,2008年分别降为197.02万t和1197.4060亿m3。农村生活垃圾和作物秸秆耕地负荷从2000年缓慢增长后,分别于2005和2006年达最大值,之后呈下降趋势,2008年分别为3054.20和6175.11kg/hm2。农膜和化肥投入的耕地负荷则一直保持增加的趋势,2008年分别达到9.69和582.43kg/hm2。(2)陕西省11个地区农业非点源污染可以分为4类地区:第Ⅰ类地区包括杨凌1个地区,除农膜污染外,营养污染、化肥污染、作物秸秆污染和农村生活垃圾排放均很严重,属于重度污染区;第Ⅱ类地区包括西安1个地区,属于化肥施用过量型的中度污染区;第Ⅲ类地区包括宝鸡、咸阳、铜川、渭南、汉中、安康和商洛7个地区,均属于中度污染区,各指标排放量呈现中等排放水平;第Ⅳ类地区包括延安和榆林2个地区,属于轻度污染区。【结论】陕西省农业非点源污染地域差异明显,陕北的延安和榆林农业非点源污染总体较轻;而关中各地区农业和畜牧业发达,农业非点源污染排放总量较大;耕地面积较少的地区,农业非点源污染的耕地负荷较为严重。     

人粪与不同原料配比对厌氧发酵产气影响

为提高人畜粪便和农作物秸秆资源化有效利用提供科学依据,研究了人粪与各种不同原料混合发酵的产气效率。试验通过自行研究设计的可控性恒温发酵装置,以人粪、牛粪、鸡粪和玉米秆为消化原料,以常温厌氧发酵池的底物为接种物,在总固TS质量分数为8%条件下,进行批量厌氧消化试验,研究人粪分别与牛粪、鸡粪和玉米秆按不同比例(干物质质量比为1∶1、2∶1、3∶1)混合发酵的产气速率、累积产气量的变化。结果表明,在25℃恒温条件下,人粪与3种原料的混合发酵,均能正常产气,均能在厌氧发酵开始后的5～14d达最大产气速率,在30d左右各自的累积产气量均能达到总产气量的87%～92%,其中人粪与牛粪的混合产气效率最好,各组物料的3种配比的平均累积产气量分别为26713、21281和21227mL,各组物料的最优配比的最高产气速率分别为1500、1260和1100mL·d-1。在25℃下,人粪与牛粪混合发酵的最优配比为3∶1,人粪与鸡粪的为1∶1以及人粪与玉米秆的为3∶1,为人粪与不同原料配比的混合厌氧发酵提供了参考依据。     

基于神经网络的西北旱作农区农作制优先序研究

区域农作制优先序是区域农业结构调整的主要依据。本研究通过对西北旱作农区农业自然资源、农田生态环境和农村经济发展水平等现状的调研,总结出西北旱作农区主要的7种农作制度。并应用BP神经网络模型,以随机技术模拟生成的评价指标序列与其所属的评价等级值进行网络训练。网络训练后,将不同农作制度的评价指标为网络输入,通过计算可以得到相应的农作制优先序的评价等级值。结果表明,西北旱作农区农作制的优先序为:粮草果畜复合制粮棉(油)轮作制特色产业(苹果)型农作制抗旱节水型农作制小杂粮、草畜主导型农作制两粮一肥型农作制粮油豆草肥田制。本方法只要给定相应的评价指标值,通过BP神经网络模型的计算,可直接得出农作制度优先序的评价等级值,可以用于农作制度优先序的评价。     

农业非点源污染源的环境库兹涅茨曲线实证研究——基于陕西省农业投入和废弃物排放的研究

选取了1992~2008年陕西省总化肥投入密度、N肥投入密度、P肥投入密度、K肥投入密度、复合肥投入密度、农膜投入密度、农药投入密度、禽畜粪尿负荷和农作物秸秆负荷9个污染指标的时序数据,并建立环境库兹涅茨曲线模型,分别验证这9个指标与全省经济增长的环境库兹涅茨曲线关系,并利用EVIEWS 5.0对参数进行估计。其中禽畜粪尿的排放通过排污系数法测算,农作物秸秆产量通过农作物经济系数测算。结果表明,化肥总量投入密度、氮肥投入密度、磷肥投入密度、钾肥投入密度、复合肥投入密度和禽畜粪尿负荷与全省人均GDP成倒"U"形EKC曲线关系,而农膜投入密度、农药投入密度和农作物秸秆负荷与全省人均GDP呈现线性增长的关系。结论:陕西省化肥投入和禽畜粪尿排放随着经济发展有减小的趋势;而农膜投入、农药投入和作物秸秆排放随着经济增长有进一步增加的趋势,政府应该采取有效措施提前预防农业非点源污染的发生。