多梯度氮磷添加对高寒草甸植物群落生物量与氮磷含量的影响

为研究不同梯度氮、磷单独及混合添加对高寒草甸植物群落生物量、植物养分含量及化学计量比的影响,本实验分析了青海省门源县典型高寒草甸植物群落地上总生物量,功能群水平地上生物量,植物全氮、全磷含量及氮磷比对多梯度氮、磷添加的响应情况。结果表明：氮、磷添加均对群落地上生物量影响极显著(P<0.001);氮添加对禾草类和豆科生物量影响极显著(P<0.001);磷添加对禾草类和莎草类生物量影响极显著(P<0.001);氮磷交互作用对豆科和莎草类生物量影响显著(P<0.05)。群落水平上,氮添加显著提高了植物全氮含量,对植物氮磷比(N∶P)有正效应,磷添加显著提高了植物全磷含量,对植物N∶P有负效应,植物全磷对N∶P的负效应大于全氮对N∶P的正效应。本研究表明氮、磷添加可能会使高寒草甸植物群落组成和植物养分含量发生改变,植物群落逐渐向禾草类发展;此外,高寒草甸植物生长趋向于受氮磷共同限制。     

地源热泵技术在中国温室设施中的应用探讨

当前在中国温室设施中应用和推广地源热泵技术尚存在诸多不利因素,大大限制了该项技术在设施农业领域中的发展。为探寻合理的解决途径,对地源热泵空调系统的关键技术和其在中国的发展概况进行了相关的阐述和分析,并以中国农业大学上庄实验站已经建成使用的地下水式温室地源热泵空调系统为实例,介绍该系统的组成、工作流程、性能参数和使用情况,探讨温室地源热泵空调系统在推广和使用中可能出现的投资较高,长时间运行性能不稳定等问题,分析其原因并提出相应的对策建议。     

北方旱地土壤氮素平衡

北方大部分地区的旱地土壤中,农业氮素一般表现亏损,平衡强度约87%;园田土壤氮素略有盈余,平衡强度约123%.~(15)示踪研究表明,旱地土壤主要作物氮素利用率平均为27.04%,土壤残留24.79%,亏缺损失48.17%.园田主要蔬菜氮素和用率平均为29.11%,土壤残留22.67%,亏缺损失48.23%,其间差异很小.北方旱地施用铵态氮化肥主要损失是氨的挥发.影响氨挥发的因素有风速、温度、土壤水分、土壤质地、化肥品种.氮肥深施是防止氨挥发的有效方法.     

Analysis of the uncertainty associated with the estimation of nitrogen losses from farming systems

This work describes the analysis of the uncertainty linked to the annual direct and indirect losses of different nitrogenous compounds at the scale of a group of farms. The nitrogen (N) forms taken into account are: ammonia (NH₃), nitric oxide (NO), nitrous oxide (N₂O), dinitrogen (N₂) and nitrate (NO₃). The gaseous N emissions for the different components of the farms are estimated with a selection of adapted emission factors. The NO₃ losses at the farm scale are calculated as the difference between the surplus of the farm-gate N balance and the gaseous N emissions.     

Evaluation of the RZWQM-CERES-Maize hybrid model for maize production

The root zone water quality model (RZWQM) was developed primarily for water quality research with a generic plant growth module primarily serving as a sink for plant nitrogen and water uptake. In this study, we coupled the CERES-Maize Version 3.5 crop growth model with RZWQM to provide RZWQM users with the option for selecting a more comprehensive plant growth model. In the hybrid model, RZWQM supplied CERES with daily soil water and nitrogen contents, soil temperature, and potential evapotranspiration, in addition to daily weather data. CERES-Maize supplied RZWQM with daily water and nitrogen uptake, and other plant growth variables (e.g., root distribution and leaf area index). The RZWQM-CERES hybrid model was evaluated with two well-documented experimental datasets distributed with DSSAT (Decision Support System for Agrotechnology Transfer) Version 3.5, which had various nitrogen and irrigation treatments. Simulation results were compared to the original DSSAT-CERES-Maize model. Both models used the same plant cultivar coefficients and the same soil parameters as distributed with DSSAT Version 3.5. The hybrid model provided similar maize prediction in terms of yield, biomass and leaf area index, as the DSSAT-CERES model when the same soil and crop parameters were used. No overall differences were found between the two models based on the paired t test, suggesting successful coupling of the two models. The hybrid model offers RZWQM users access to a rigorous new plant growth model and provides CERES-Maize users with a tool to address soil and water quality issues under different cropping systems.     

沙湖水体富营养化评价及防治对策

本文采用营养状态指数法对沙湖营养状况进行综合评价。评价结果表明,沙湖富营养化日趋严重,已经由2002年的轻度富营养发展到2005年的中度富营养,磷和有机污染物是沙湖富营养化限制因子。对富营养化成因进行分析,结果表明外源污染和内源释放是造成沙湖富营养化的主要原因,黄河补水和地表径流是主要的外污染源,最后根据分析结果提出沙湖富营养化的防治对策。     

基于RapidSCAN CS-45的新疆滴灌冬小麦氮肥推荐研究

为给滴灌小麦氮营养状况实时评估和氮肥合理施用提供参考,通过2年田间定位试验,以当地主栽品种新冬22号为试验材料,设置5个施氮水平(0、120、240、360、480 kg· hm-2),利用主动式光谱仪RapidScan CS-45获取各生育时期冠层归一化植被指数(NDVI)和归一化红边植被指数(NDRE),分析其与滴...     

脲酶/硝化抑制剂配施氮肥对春玉米农田氨排放的影响

通过两年田间定位试验,探讨脲酶/硝化抑制剂配施氮肥在黑土区玉米体系中的氨减排及氮素增效效果。设置两种耕作模式(条耕和旋耕)和3种氮肥类型(常规尿素、添加脲酶抑制剂尿素、添加硝化抑制剂尿素)。结果表明,条耕产量和氮素利用率分别为8 631 kg/hm2和33.4%,明显低于旋耕;氨挥发总量为20.6 kg/hm2,明显高于旋耕。脲酶/硝化抑制剂配施氮肥的产量和氮素利用率分别为10 737 kg/hm2和46.0%,较常规尿素分别提高25.6%和23.6%;土壤氨挥发累积量为18.6 kg/hm2,明显低于常规尿素。抑制剂类型显著影响氨排放,添加脲酶抑制剂尿素低于添加硝化抑制剂尿素。相同氮素投入条件下,添加脲酶/硝化抑制剂尿素在土壤条耕和旋耕模式下均可实现增产增效及氨减排效果,且添加脲酶抑制剂尿素具有较好的氨减排效果。     

设施菜地土壤氮素运移及淋溶损失模拟评价

设施菜地因大水大肥管理方式导致的氮素淋失已成为当前关注焦点。探寻氮素淋失阻控技术需要首先探明土壤中NO_3~--N的运移和淋失过程,找到淋失阻控的关键点,从而实现蔬菜栽培高产量低环境成本。本研究以京郊设施菜地黄瓜-番茄轮作系统为研究对象,通过田间试验获取土壤温度、湿度、NO_3~--N含量等数据,对反硝化-分解(DNDC)模型进行参数校验,并以农民常规种植模式为基线情景,设置改变土壤基础性质、灌溉量、施氮量等不同情景,运用DNDC模型对设施菜地系统土壤氮素运移及淋溶损失进行定量评价。结果表明:经验证后的DNDC模型能够较好地模拟蔬菜产量、5 cm土壤温度和0～20 cm土壤孔隙含水率变化以及NO_3~--N的迁移过程,是模拟和评价氮素运移和损失的有效工具。模拟不同情景表明,设施菜地0～60 cm土壤NO_3~--N累积主要受灌溉水量和氮肥施入量的影响,此外土壤pH和土壤有机碳的变化也是影响NO_3~--N运移的重要因子。节水节肥是设施菜地氮素淋失减量的最有效方法,相比常规措施,同时减少20%灌溉量和20%施氮量可明显降低59.04%的NO_3~--N淋失量。同时,在节水节肥的基础上改变灌溉方式并提高20%土壤有机碳含量,在保证蔬菜产量的前提下,能够进一步降低69.04%的NO_3~--N淋失量。可见, DNDC模型为设施菜地NO_3~--N淋失评价和阻控提供了一个较好的解决方案。在当前重点关注减氮节水等管理措施的同时,提高土壤本身的质量,不失为一种更有效的减少设施菜地氮素淋失的途径。     

华北平原潮土区粮田氮淋失阻控措施及效果分析

华北平原潮土区是我国重要的粮食主产区,改革开放40多年来该区农业经历了以高水肥投入为主要特征的集约化进程,相应的氮淋失导致的面源污染自20世纪90年代以来不断加剧。本研究针对华北平原潮土为主要类型的粮田,对过去40多年间主要研究文献进行全面分析,梳理氮肥和水分投入与氮淋失之间的定量关系,比较主要农田管理措施对氮淋失的阻控效果及其机理,以期为我国农业面源污染提供决策支持。研究发现,氮肥和灌溉是影响华北平原潮土区粮田氮淋失的主要因素,其中氮淋失与氮盈余量之间呈指数关系,比与施氮量的指数关系更显著。基于机器学习的随机森林回归模型能够考虑包括施肥、灌溉、土壤条件和气象等多因素对氮淋失的影响,未来在定量预测中有较好前景。同等氮肥投入条件下,由于氮供应与作物吸收契合度高,有机无机配施能显著降低氮淋失。以缓控释肥、尿酶和硝化抑制剂为代表的肥料增效剂可以降低约1/3的氮淋失,值得重点推广应用。秸秆还田可以实现包括提高土壤有机物和微生物氮库、增加无机氮缓冲容量等综合效益,有利于降低氮淋失风险(降低比例达10%),但免耕的阻控效应较低且呈现较大不确定性。调整种植制度、休耕、间作套种和种植填闲作物等措施会影响粮食产量,推广过程中应慎重。氮淋失的阻控效果更多受到社会、经济和政策等因素的影响,今后应采取包括生态补偿等手段发挥农民主动性,从政策和法律法规层面创造实施氮淋失阻控措施的社会环境。