基于热交换和集水仿生原理的作物蒸散凝结灌溉技术

根据作物蒸散、热交换、水气凝结、集水仿生学和节水灌溉的原理,系统提出一项农业节水新途径——作物蒸散凝结灌溉。通过创造低温凝结条件,聚集、冷凝作物蒸散发的湿热水气并高效收集,最后回灌到土壤中供根系吸收,如此循环往复,形成闭合的土壤-植物-大气连续体（SPAC）水分微循环。蒸散水气凝结和收集效率,水气回收率、能耗效率是衡量该项技术的关键参数。该技术适合严重缺水但新能源丰富的干旱、半干旱地区,实施方式分温室地源热泵型、空调除湿型和大田仿生集水型3种类型。未来技术研发重点在于高效集水仿生材料的突破和系统结构与运行     

海南省不同区域农业可持续发展评价研究

为准确把握海南省典型地区农业可持续发展状况,诊断识别各地区农业可持续发展的障碍性因子,通过基于欧氏距离的农业可持续发展评价理论对海南省农业可持续发展情况进行评价。选取海南省海口市、三亚市和琼中县的2000~2015年数据展开分析,结果表明：(1)海口市农业可持续发展指数总体变化呈下降趋势,可持续发展指数介于0.44~0.52;三亚市农业可持续发展指数呈现上升趋势,可持续发展指数处于0.31~0.59之间;琼中县农业可持续发展指数呈上升趋势,但2007年之后可持续发展指数呈波动发展,可持续发展指数处于0.27~0.31之间。三个地区均属于低可持续发展状态。(2)肥料、农药、农村灾害、农技和农村劳力等指标是海南省低可持续发展的主要原因。各地区应该因地制宜,制定符合自身情况的政策和方针。(3)评价结果较为准确地反映了海南省农业系统情况。在上述研究结果基础上,研究其时空变化特征,提出未来推动该地区农业可持续发展举措,以期为海南省农业可持续发展提供参考。     

冬小麦拔节期冠层温度与产量的关系研究

通过对13个冬小麦品种拔节期的冠层温度、产量、千粒重、抗旱指数及其关系研究得出,产量与拔节期冠层温度表现出负相关趋势,而千粒重与冠层温度表现出正相关趋势,且灌水处理的拔节期冠层温度对产量及千粒重的影响要大于不灌水处理,拔节期冠层温度对千粒重的影响显著于对产量的影响。安丰88、石05-7494对水分的敏感性较差,抗旱性较好,产量较高,只是前者拔节期冠层温度高,后者拔节期冠层温度低,适合干旱地区栽种。     

模拟干旱对藏北高寒草甸植物物候期和生产力的影响

为探究生长季不同时期干旱事件对高寒草甸植物物候期和生产力的影响,采用截雨棚于藏北高寒草甸生长季前期和后期进行为期2年(2016-2017年)的截雨试验.结果表明:1)植物物候期对不同时期干旱处理响应不同,高寒草甸关键物种植物物候期对生长季前期干旱(SE)响应较为敏感,SE会导致植物返青期大幅推迟,生长季长度和繁殖期明显...     

有机酸对As(Ⅴ)在土壤中老化的影响

为了明确不同类型有机酸对土壤中砷释放及迁移转化等行为的影响,应用模拟试验方法,研究了添加乙酸、草酸、柠檬酸和腐植酸对砷在第四纪红壤中老化的影响。研究结果表明,在温度为25℃、湿度为最大田间持水量70%条件下,有机酸类型对砷在第四纪红壤中老化过程的影响不显著,但有机酸添加量对培养期间土壤有效态和结合态砷的含量具有显著影响。当乙酸的添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)在土壤中的老化均有抑制作用;添加量达到200 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用。而草酸和柠檬酸的添加量为50 mg·kg~(-1)时,对As(Ⅴ)的老化具有促进作用;添加量为100、200 mg·kg~(-1)时均抑制As(Ⅴ)的老化。腐植酸对外源砷在土壤中的老化具有抑制作用,且其对砷老化的影响远大于其他类型有机酸。当添加量在50~200 mg·kg~(-1)时,乙酸和草酸对土壤中专性吸附态砷含量有显著影响;添加量为50、100 mg·kg~(-1)时,柠檬酸和腐植酸对弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷均有显著影响;添加量为200 mg·kg~(-1)时,乙酸、柠檬酸和腐植酸对结晶水合铁铝氧化物态砷影响显著。综上,在本试验条件下,As(Ⅴ)在第四纪红壤上老化不受有机酸类型的影响,而受有机酸添加量的影响。     

畜禽废弃物管理过程中碳氮气体排放及控制技术研究进展

畜禽废弃物管理过程是重要的碳氮气体排放源,研究其控制和减排技术对控制污染和温室气体排放具有重要意义。综述了国内外畜禽废弃物管理过程中含氮气体NH3、N2O,以及CH4、CO2等含碳气体的排放特征,分析比较了控制固体堆放、固体堆肥、以及液体废弃物管理过程气体排放的技术, 并提出进一步开展各种畜禽废弃物排放特征、原水与沼液气体排放的对比研究,探索废弃物处理过程气体排放控制的机理和生物学机制的建议,对控制畜禽废弃物碳氮气体排放有重要参考价值。     

规模化猪场沼气工程CDM项目的减排及经济效益分析

以新疆阿克苏某养猪场为案例,利用<气候变化框架公约>清洁发展机制执行理事会批准的方法(ASM Ⅲ.D),国家发改委提供的计算消耗电能的CO_2排放因子参数,分析了利用沼气工程处理猪场粪便及污水和沼气发电替代化石燃料的温室气体减排潜力.结果表明,项目每年可减排温室气体49 193 t CO_2当量,其中改变粪便管理方式减少甲烷排量占项目活动减排总量的89%,沼气发电能源替代避免的CO_2排放鼍占减排总量的11%.项目的实施可使养殖企业每年从减排温室气体中获益502万元,使项目的投资收回年限由原来的11.5 a缩短为5 a.因此,如果将此类型项月开发为CDM项目,在很大程度上可提高规模化养殖企业建设沼气工程的积极性,并改善养殖企业的周边环境.     

农田土壤中砷的来源及调控研究与展望

砷是一种对环境乃至人体健康危害非常严重且近年来备受关注的有毒类金属元素。通过总结近年国内外相关研究结果,认为我国农田中存在较明显的砷累积趋势,并对农田中砷的自然和人为来源进行了分析。同时,从农田中砷的移除和降低砷有效性的角度,就目前采用的物理、化学、生物和农艺等相关调控措施进行了系统介绍,并对今后的相关研究方向及热点进行了展望。     

中国稻田CH_4和N_2O排放及减排整合分析

【目的】对中国有关稻田CH4和N2O排放试验结果进行整合分析,估算不同管理措施的减排潜力,为稻田CH4和N2O减排提供参考依据。【方法】通过建立中国稻田CH4和N2O排放的数据库,研究稻田CH4和N2O的排放特征,分析作用显著的影响因素,比较不同措施的减排效果。【结果】中国稻田CH4排放存在明显的地域性分布规律,主要表现为西南地区稻田CH4排放远高于其它地区。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态、化肥氮投入量和有机物料对稻田CH4排放具有重要影响(P0.05)。与淹水灌溉(CF)相比,前期淹水-中期晒田-淹水(F-D-F)、前期淹水-中期晒田-淹水-湿润灌溉(F-D-F-M)和间歇灌溉或完全湿润(M)降低稻田CH4排放的幅度分别为45%、59%和83%。与休闲期淹水(F)相比,采取冬闲期排干(SD)、稻旱轮作(LD)或旱-旱-稻轮作模式(TD),能降低稻田CH4排放42%—56%。不同有机添加物产生CH4的能力的顺序为:作物秸秆+厩肥(S+FM)绿肥(GM)厩肥(FM)作物秸秆(S)堆肥或沼渣(CM)。化学氮肥的种类对CH4排放有一定的影响,但特征不明显,而随着氮肥用量(N)的增加,CH4排放逐渐降低。当0N≤150kgN·hm-2,150N250kgN·hm-2和≥250kgN·hm-2时,CH4排放较不施任何肥料降低12%、29%和65%。中国稻田N2O排放的地域性分布特征不明显。水稻生长季节水分管理方式、非水稻生长季水分状态和总氮投入量是影响N2O排放的最重要的因素(P0.05)。与CF相比,F-D-F、F-D-F-M和M能够提高稻田N2O排放12%、140%和478%,而且在F-D-F、F-D-F-M模式下的氮肥N2O排放因子分别为0.43%和0.68%。不同非水稻生长季水分状态模式下N2O排放平均值表明,SD、LD和TD比F增加40%—110%的排放。【结论】稻田CH4和N2O排放的消长关系表现在水分管理、非水稻生长季节的水分状态和氮素的投入量等方面。合理的减排措施应基于二者的综合考虑。通过优化稻田水肥管理措施可降低稻田CH4和N2O排放的温室效应。     

纳米TiO2光催化系统的构建及其去除营养液中根分泌物的效果

以甲基橙为降解对象,研究了通气和固载量(6、11、16、21g/m2)对纳米TiO2光催化效果的影响。结果表明:通气可以显著提高光催化的效率;随着固载量的增加,光催化的效果越好,但是,当固载量大于16g/m2时,光催化效果提高的非常有限,综合考虑,最优的固载量应为16g/m2。基于以上及课题组前期的研究结果(以254nm紫外灯为激发光源,纳米TiO2粒径为10nm时,光催化效果最好),设计了一套基于人工光光源的纳米TiO2光催化系统,以处理水培营养液,表明此催化系统可以有效去除水培营养液中的根分泌物,且营养液处于流动状态下时,纳米TiO2的降解效率显著高于静止状态。