腐殖酸对外源砷在土壤中形态转化和有效性的影响

通过室内培养的方法,探讨腐殖酸(HAs)的两种活性组分——富里酸(FA)和胡敏酸(HA)及其不同比例(HA/FA)对土壤As形态转化及有效性的影响。结果表明,HAs的两种组分对土壤As的形态均具有显著影响,其影响程度和方向与其浓度、比例及外源As含量有关。FA和添加量≤1%C的HA能增加土壤交换态As(Ex-As)的含量,添加量≥3%C的HA能降低土壤Ex-As含量;两种组分都能降低土壤铝型As(Al-As)和铁型As(Fe-As)含量,增加残渣态As(Res-As)含量,FA比HA的作用效果更强;在等量(1%C)HAs条件下,HA/FA≥5/5时HAs能降低Ex-As含量,≤3/7时则能增加Ex-As的含量。HAs对土壤有效As的影响是其对As形态分配综合作用的结果,对土壤有效As贡献最大的是Ex-As和Ca-As;HA和添加量较高(≥5%C)的FA能够降低外源As在土壤中的有效性,而添加量较低(≤3%C)的FA能在一定程度上增加土壤As的有效性。因此,掌握有机物料合理的用量和活性组分比例是其作为土壤As活性调控剂的前提。     

基于遥感影像的重庆高标准基本农田建设的难度与时序分析

为进一步明晰高标准基本农田在耕地质量、建设难度、建设时序之间的关系,该文以重庆市垫江县为例,借助高分辨率SPOT5遥感影像、农用地质量等级分等数据、外业调查数据,以及土地整治和高标准基本农田建设项目库图件与统计数据,运用熵权TOPSIS模型、建设难度指数法等,在ArcGIS与ENVI支持下,研究分析了垫江县高标准基本农田建设的耕地质量、难度、时序,以及差别化的建设分区和管理模式等。结果表明：1）综合质量上,区域空间存在地域分异性,呈现4个等级。最高Ⅳ等,主要在明月山、黄华山内侧下缘区,以及东西向中部区,呈“H”型格局;其次Ⅲ等,主要以南北中心线向两侧延伸,呈“双核”型格局;再次Ⅱ等,主要在高滩河右下侧鹤大台地区,由“双核”型转变为“单核”格局;最低Ⅰ等,主要在鹤大台地与明月山区及黄华山下缘,核心分布与Ⅱ等基本一致;2）建设难度上,呈现与综合质量较好的对应性,综合质量越高,建设难度越小。建设区划上,呈现4个区,即优先建设区、重点整治区、具备条件区和条件较差区;3）建设时序上,呈现3个时期,即近期（2016—2020年）、中期（2021—2030年）和远期（2031—2050年）。区划与时序之间,二者均呈现区域差异性;4）差别化建设上,呈现3个区,即西部明月山下缘渝巫路沿线服务于多功能农业发展区、明月山-黄华山所夹槽谷区服务于标准化粮油基地区、高滩河右岸鹤大台地为中心服务于立体循环农业区;5）差别化管理上,呈现3个类型,即立地主导型、设施主导型和区位主导型。综上所述,高标准基本农田建设时序受耕地质量和建设难度的影响,高标准基本农田差别化建设与管理应主要考虑建设区域立地条件和产业发展的模式,该文研究成果可以为垫江县高标准基本农田的建设区划工作提供参考。     

丛枝菌根真菌对玉米锌、磷拮抗作用的影响

【目的】 利用丛枝菌根 (arbuscular mycorrhizal fungi,AM) 真菌与作物互利共生的关系来提高作物对锌的吸收是缓解锌、磷拮抗作用的途径之一,本试验在不同锌、磷浓度条件下,研究了接种AM真菌对玉米侵染和锌、磷吸收的影响,以期为揭示AM真菌影响锌、磷拮抗作用的机理提供理论依据。 【方法】 采用盆栽试验,设置三个施磷水平 (0、200 、400 mg/kg),两个施锌水平 (0、5 mg/kg),2个接菌水平[接菌 (+AM)和不接菌 (–AM)],共12个处理,每个处理4次重复。利用生物镝灯补充光照,在人工光照植物培养室内植株生长50天后,地上部与根部分别收获,测定其生物量、锌磷的含量和吸收量。 【结果】 施磷和接种AM真菌都显著提高了玉米植株生物量,不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到400 mg/kg,玉米植株地下部和地上部生物量分别提高6.67倍、9.30倍。接种处理对玉米植株生物量的影响也有相同的趋势。在锌水平为5 mg/kg、磷水平为200 mg/kg的条件下,接种AM真菌玉米植株地下部磷的吸收量和含量分别增加了110%、55%;在同一锌、磷供给条件下,接种AM真菌显著提高了玉米对锌的吸收量,地下部和地上部分别是未接种处理的1.71倍和1.68倍。随着施磷水平的不断提高,玉米植株的锌含量会逐渐下降。不施锌条件下,施磷从0 mg/kg增加到200 mg/kg,玉米植株地上部锌含量降低36%,与之相反,接种AM真菌后地上部锌含量增加35%。但在高磷条件 (400 mg/kg) 下,接种AM真菌对玉米植株锌磷含量和吸收量影响均不显著。 【结论】 在本试验条件下,施磷抑制玉米对锌的吸收,接种AM真菌可提高玉米锌磷的含量和吸收量,有效缓解玉米锌磷拮抗作用,改善玉米的锌营养状况。      

微波强化酸预处理玉米秸秆乙醇化工艺研究

采用酸预处理正交试验和微波强化酸预处理试验,研究时间、温度、基质浓度、硫酸浓度及粒径对玉米秸秆糖化预处理效果的影响。结果表明：酸预处理时,时间、温度、硫酸浓度、基质浓度、粒径5个因素都是主要影响因子,其最佳条件为：时间2 h、温度130℃、硫酸浓度3%、基质浓度35 g/L、粒径0.50 mm;微波可强化酸预处理效果,提高糖化速度,秸秆还原糖得率与酸预处理的得率基本持平,微波强化酸预处理的最优条件为:粒径0.50 mm、基质浓度35 g/L,硫酸浓度4%,在255 W微波作用下预处理60 min。     

化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响

阐明化肥和有机肥配施生物炭对根际/非根际土壤养分和氮赋存形态的影响,有助于农田氮的高效利用及科学管理。采用盆栽试验方法,设置不施肥(CK)、单施化肥(CF)、施有机肥(M)、化肥配施生物炭(CFB)、有机肥配施生物炭(MB)、新鲜有机肥配施生物炭(FMB)6个处理,通过测定根际及非根际土壤养分含量和土壤氮赋存形态,阐明不同施肥处理对氮形态转化的影响。结果表明：与CK处理相比,MB处理提高非根际及根际土壤pH0.32和0.28个单位,FMB处理提高根际土壤pH0.63个单位；MB和FMB处理分别提高根际土壤有机质含量25.37%和84.88%,同时显著提高根际土壤全氮含量25.42%和50.93%。配施生物炭(CFB、MB和FMB)处理能促进土壤非可转化态氮(NTF-N)向铁锰氧化物结合态氮(IMOF-N)和有机硫化物结合态氮(OSF-N)这两种活性更高的氮形态转化,其中IMOF-N和OSF-N分别占可转化态氮的35.85%~61.72%和26.65%~46.56%,是根际及非根际土壤可转化态氮(TF-N)的主要成分。因此,有机肥配施生物炭是改善根际及非根际土壤养分和调控氮转化最有效的方式。     

稻田土壤肥力评价方法及指标研究进展

水稻土作为典型的水耕人为土,其土壤肥力是水稻优质高产的重要基础,肥力评价是稻田培肥和管理的重要内容之一。然而,稻田肥力评价指标和方法的选择存在较大不确定性。通过分析不同土壤肥力评价方法特点,土壤肥力指标的影响因素和变化特征,对我国水稻土肥力评价的现状进行了总结。在选择评价方法时应最大程度地减少人为的主观性,同时,如何将作物产量纳入土壤肥力综合评价值得进一步探讨。在对稻田土壤肥力进行综合评价时,土壤容重、总孔隙度、土壤团聚体和黏粒含量可作为土壤物理肥力指标的主要因子;土壤化学肥力指标随着施肥、耕作模式和稻作区域的差异应各有侧重;众多的土壤生物学指标中,微生物量碳氮、酶活性和微生物群落结构等需重点关注。下一步应制定一套针对不同稻作区典型施肥和耕作模式下比较完整和有代表性的评价指标体系,以及客观又简单实用的评价方法,为以水稻高产优质为目标的土壤培肥技术提供参考。     

近20年三峡库区(重庆段)森林景观退化特征

使用2012年2.5m分辨率SPOT-5影像、2002年森林资源二类调查、参与式农村访谈等数据为基础,选取三峡库区典型森林资源大县且属长江生态屏障区的石柱西沱镇为样区,对近20年的森林景观退化的特征、过程与动因进行分析,旨在丰富人们对三峡库区森林景观退化特征的理解.结果表明:1森林景观作为样区主要的景观类型,受大地貌格局控制以原始林和次生林为主,展现强空间异质性;2样区森林景观退化特征在2002年前就已形成,之后基本沿着"森林转型"的轨迹正向演化,总体展现为前期的退化和后期的恢复两个截然相反的过程;3样区森林景观格局演化遵循临级优先原则,在空间分布上具有强异质性,不同时段的主要轨迹和空间分布差异较大;4立地条件是驱动样区森林景观演化的主要影响因素,农户行为追求收益最大化和政府行为退耕还林与天然林保护工程则是主要驱动因素,两者共同作用下便出现2002年前森林景观被开发为耕地和之后又被恢复为森林.     

不同酸性改良剂对葡萄园土壤及葡萄品质的影响

采用大区试验,比较了3种土壤酸化改良剂(生石灰、含硅钾土壤改良剂和含腐殖酸土壤改良剂)对葡萄园土壤养分、质量状况以及对葡萄果实品质的影响.结果表明,3种土壤酸化改良剂都可以显著改善土壤酸化,在施用生石灰、含硅钾土壤改良剂和含腐殖酸土壤改良剂后,土壤pH由5.78分别上升为5.92、6.37和6.55.与生石灰处理相比,...     

东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征

【目的】玉米的总产量在我国三大主粮作物中最高,位居世界第二位。东北三省玉米种植面积占全国的39%,而资源投入相对较低。本研究旨在明确东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征。【方法】基于生命周期评价（life cycle assessment）方法,采用适用于东北三省玉米生产的活性氮损失模型,定量化评价东北三省2007—2016年玉米生产系统的资源投入（肥料、农药和柴油等）及其相关的活性氮损失和温室气体排放等环境风险。【结果】东北三省玉米生产资源投入在时空尺度上均存在较大差异。吉林省玉米生产的平均总施肥量为400 kg·hm^-2,单产为7 065 kg·hm^-2,平均单位面积温室气体（GHG）排放量为2 965 kg CO₂ eq·hm^-2,均为三省最高,而碳、氮足迹较低,平均单位面积活性氮（Nr）损失量为中间水平且年际间变化不大。辽宁省的平均氮肥投入量为198 kg·hm^-2,Nr损失量为20.8 kg N·hm^-2,碳、氮足迹为493 kg CO₂ eq·Mg^-1和3.53 kg N·Mg^-1,均为最高。单产为5 966 kg·hm^-2,处于中等水平,GHG排放量年际间变化不大。黑龙江省平均施氮量为149 kg·hm^-2,单产水平为5 318 kg·hm^-2,Nr损失量和GHG排放量等均为三省最低,碳、氮足迹均处于中等水平。时间尺度上,2008—2015年东北三省玉米种植面积逐年增大,累积增加了5.73 Mhm²。2015年东北三省玉米产量最高,达91.2 Mt（百万吨）;2007—2016年玉米平均总产量占全国的32%,其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占13.9%、11.7%和6.7%;10年平均种植面积占全国的30%,其中黑龙江省、吉林省和辽宁省分别占14.7%、9.3%和6.4%。东北三省玉米10年平均单产为6 116 kg·hm^-2,平均单产最高年份为2013年,为6 824 kg·hm^-2。2007—2016年10年间东北三省玉米生产的肥料投入整体呈上升趋势,氮肥稳中有降,磷钾肥逐年升高,2014—2016年3年肥料增长趋势大幅减缓,逐渐趋于稳定,10年间氮、磷、钾肥平均用量分别为177、101和70.2 kg·hm^-2。2007—2016年,东北玉米生产农药投入量呈现稳步上升趋势;柴油投入量前4年较为稳定,后逐渐上升。东北玉米生产10年间的平均农药用量为10.2 kg·hm^-2,平均柴油用量为94.6 L·hm^-2。10年间玉米生产（2007—2016）平均单位面积Nr损失量和GHG排放量分别为19.0 kg N·hm^-2和2 770 kg CO₂ eq·hm^-2。Nr损失量10年间较为稳定。2007—2008和2009—2011年玉米生产的平均GHG排放量呈下降趋势,2012—2016年呈稳定上升趋势,2016年达到最高的3 045 kg CO₂ eq·hm^-2。氮肥田间施用产生的氨挥发是玉米生产中活性氮损失的主要途径,硝酸盐淋洗损失次之,而氧化亚氮排放占比最低。温室气体的主要排放环节为肥料生产运输与田间施用。10年间,东北玉米生产的平均氮足迹和碳足迹分别为3.16 kg N·Mg^-1和459 kg CO₂ eq·Mg^-1。【结论】东北三省玉米生产的资源利用和环境代价在空间尺度上差异较明显,吉林省的平均肥料投入量比黑龙江省高124 kg·hm^-2,GHG排放量高524 kg CO₂ eq·hm^-2;在时间尺度上,10年间东北三省玉米生产的氮肥投入量为170—182 kg·hm^-2,Nr损失量变化范围为18.4—19.4 kg N·hm^-2,为我国玉米主产区中较低的氮肥投入与损失量。玉米生产碳、氮足迹的高低主要取决于资源投入（尤其是氮肥投入）与单产水平之间的平衡。东北三省玉米生产资源投入和环境效应的时空特征分析有助于明确现阶段限制因素与主控因子,为优化养分管理实现粮食安全和碳减排的双赢提供理论支撑。     

两轮土地利用总体规划执行情况对照研究

采用对比分析法,从规划基期土地利用现状、规划目标完成及分区落实3个方面评估了两轮规划存在的差异。研究结果表明:重庆江北区前后两轮规划基期土地利用现状发生了显著变化,第三轮规划的目标完成情况和土地分区管制效果好于第二轮规划。研究认为,土地利用总体规划的编制和实施,应遵循快速城镇化背景下土地利用变化的规律,注重与区域经济社会发展的差异性相结合,采取综合型用地分区与重点用地专项管制分区相结合的手段。