近30年我国主要粮食作物生产的驱动因素及空间格局变化研究

阐明主要粮食作物生产格局的区域变化特征,对我国粮食安全战略决策意义重大。以我国大陆31个省、市、自治区生产数据为基础,对1981—2008年我国七大粮食主产区的水稻、小麦、玉米三大作物生产格局的变化特征及其驱动因素进行了分析。结果表明:改革开放以来,我国的粮食生产格局发生了较大变化,水稻产量重心和播种面积重心分别向东北方向偏移了275和218 km,小麦产量重心和播种面积重心则分别向东偏南和正南方向偏移了58和101 km,而玉米的产量重心和播种面积重心向北偏东方向移动了184和123 km;播种面积是影响我国三大粮食作物生产的关键驱动因素,总人口、有效灌溉面积、农业机械总动力、化肥投入量以及旱灾与水灾的成灾面积等社会经济、农业生产投入和气象因素等对粮食生产同样存在影响。保持粮食播种面积稳定,加强农田基础设施建设,增强农田抵御自然灾害能力,是保障粮食增产的关键措施。     

西北绿洲区间作模式对土壤团聚体组成及其有机碳含量的影响

间作种植有利于增加作物产量和提高资源利用效率,但目前关于间作对土壤有机碳的影响仍存在争议,为明确不同间作模式下土壤团聚体组成及其有机碳变化规律,本研究基于2016年在甘肃省武威市设置的间作模式定位试验,探究西北绿洲灌区间作种植模式对土壤团聚体的影响,试验包括7个处理：玉米单作（M）、豌豆单作（P）、油菜单作（R）、小麦单作（W）、玉米间作豌豆（M/P）、玉米间作油菜（M/R）和玉米间作小麦（M/W）。2019年10月作物收获后采集0~20 cm和20~40 cm土壤样品,分析不同间作模式下土壤团聚体及其有机碳含量。结果表明,间作处理有增加土壤水稳性大团聚体（>0.25 mm）和微团聚体（0.053~0.25 mm）含量以及降低黏粉粒（<0.053 mm）含量的趋势。与M处理相比,M/W和M/R处理显著增加了0~20 cm和20~40 cm土壤团聚体平均质量直径和平均几何直径,而M/P处理则与M处理无显著差异。间作模式增加了土壤及土壤团聚体有机碳含量,M/W处理0~20 cm土壤有机碳含量比M处理显著提高11.5%,M/R和M/W处理20~40 cm土壤有机碳含量则分别比M处理显著提高4.3%和9.6%。M/W处理增加了土壤有机碳储量,在0~40 cm土层,M/W处理土壤有机碳总储量比M处理显著提高10.2%,M/W处理有机碳储量的增加是由于0~40 cm土层>0.25 mm和0.053~0.25 mm土壤团聚体有机碳储量提升。研究表明,西北绿洲灌区间作种植模式增加了土壤团聚体稳定性和有机碳含量,有利于农田土壤固碳。     

不同种植密度下东北春玉米根系特征及其干物质积累的差异比较

以郑单958和先玉335为供试品种,对45 000、67 500和90000株/hm2种植密度下春玉米关键生育期0～60 cm土体根系的主要形态指标及其干物质积累进行分析.结果表明,随密度提高,0～ 60 cm土体中玉米单株根系生物量积累下降,但群体根系总生物量呈上升趋势.3个密度下,从拔节期至乳熟阶段郑单958玉米根系的根长、根表面积、根体积与根长密度均随生育进程呈单峰曲线变化,在抽雄吐丝期达最大值;先玉335根系的相应形态指标从拔节期至乳熟阶段呈下降趋势,在拔节期最大.抽雄吐丝期和乳熟期,两个品种的单株根长、根表面积和根体积随密度增加而下降,但群体的总根长、根表面积、根体积和根长密度随密度的增加而增大.     

燕麦花生间作系统作物氮素累积与转移规律

【目的】 研究燕麦‖花生间作系统中燕麦和花生的地上部干物质和氮素积累、花生根瘤固氮酶活性、固氮量及花生向燕麦的氮素转移量,明确间作花生固氮特性及花生向燕麦的氮素转移规律,进一步探索间作体系下氮素的循环机理。 【方法】 本研究在大田不施用氮肥的试验条件下,通过采用随机区组试验设计的方法,设置不同种植模式 (燕麦单作、花生单作、燕麦‖花生间作),采用传统挖根法和15N同位素标记法探索燕麦与花生的干物质积累量和氮素积累量,花生根瘤的生物固氮效率以及花生体内氮素向燕麦的转移规律。 【结果】 与单作燕麦相比,燕麦‖花生间作体系下,燕麦的地上部干物质量和氮素积累量均显著增加 (P < 0.05)。随着生育时期的推移,燕麦的地上部干物质量和氮素积累量在单作和间作模式下均呈现逐渐增加的趋势,成熟期达到最大值。成熟期,间作燕麦地上部干物质积累量比单作两年平均增加了40.6%,地上部氮素积累量平均增加了49.0%。间作花生的地上部干物质积累量与单作相比呈下降趋势,生育前期差异不显著,到成熟期,间作花生的干物质积累量两年平均比单作下降了20.6% ( P < 0.05)。开花结荚期间作花生的根瘤数和根瘤重比单作两年分别降低了21.3%和16.8%,单位质量的固氮酶活性平均降低了26.2% ( P < 0.05)。2011年和2012年,虽然在生理成熟期间作花生的固氮效率与单作相比分别提高了10.3%和37.1%,但花生生物固氮量分别降低了52.3%和26.3% ( P < 0.05)。2012年间作花生向燕麦的氮素转移率达到21.4%,转移氮量为15.3 mg/株。 【结论】 燕麦‖花生间作显著降低了开花结荚期花生单位质量的根瘤固氮酶活性,但提高了成熟期花生的固氮效率,促进了花生固氮能力的发挥,且在燕麦和花生共生期内,花生体内氮素可以转移到燕麦,从而增加了燕麦对氮素的吸收利用,实现地上与地下的相互调节和促进作用,因而,燕麦‖花生间作是东北农区农田生态系统优化氮素管理的重要途径之一。      

农业温室气体排放统计核算体系的规范化建设

农业是人类的衣食之源，也是人为温室气体(Greenhouse Gas,GHG)排放(尤其是甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O))及其减排的重要部门。开展科学规范的GHG统计核算，不仅是农业碳排放清单编制、碳减排交易核验、碳减排补贴以及低碳农产品认证等工作的基础，也是农业减排固碳政策制定和技术选用及行动方案落实的决策依据。为此，在系统梳理国内外农业GHG统计核算相关规范和方法及标准的基础上，本文针对现有统计制度体系不健全、计量方法不完善和核算结果不确定等问题，就农业GHG统计核算体系建设提出以下建议。首先，健全和完善统计核算制度体系，明确责任主体。在我国现有的农业统计和面源污染监测报告等体系基础上，加强统计监测(Monitoring,M)、报告(Reporting,R)和核验(Verifying,V)的MRV体系建设，优化调整现有政策与机构安排，明晰农业GHG统计核算和减排固碳行动的责任主体。其次，补充和完善统计核算标准和方法。结合国际最新的标准和方法以及我国农业生产实际与发展规划，对我国农业领域相关标准和方法进行补充与完善。比如补充生物炭施用、...     

田间开放式增温对东北水稻氮素利用的影响

东北地区是全球气候变暖趋势最为显著的地区之一,研究预期增温对东北水稻氮素吸收利用的影响,可为区域水稻可持续生产与氮肥优化管理提供借鉴。本研究于2019—2020年在黑龙江省哈尔滨市设置田间开放式增温(free air temperature increase,FATI)系统,大田与盆栽试验相结合,采用15N同位素示踪技术,模拟预期增温(+1.5℃)对水稻产量、氮素利用以及氮肥去向的影响。结果表明,增温促进了水稻地上部干物质积累,与对照相比,大田与盆栽的水稻产量2年平均分别提高10.4%和10.8%;增温显著提高了水稻氮素吸收总量,与对照相比,2年平均增幅达21.3%,但增温处理的氮素籽粒利用效率呈降低趋势;增温处理下水稻从肥料中吸收的氮素显著下降,但从土壤中吸收的氮素显著增加31.1%,导致氮肥回收率降低12.5%,而氮肥损失率增加14.2%。总体来看,增温有增加水稻籽粒产量的趋势,但降低了水稻对肥料氮的吸收比例,导致氮素利用效率降低,氮肥损失率显著增加。在气候变暖背景下,建议合理增加水稻移栽密度,以充分利用温度升高对水稻产量的正向效应,适当减少氮肥施用量、优化氮肥运筹管理,提高水稻氮...