不同原料好氧堆肥过程中碳转化特征及腐殖质组分的变化

为探讨不同畜禽粪便（牛粪和羊粪）为主料,添加不同作物秸秆（玉米秸秆和小麦秸秆）为辅料在堆肥过程中的碳转化特征及腐殖质组分的变化规律,采用条垛式好氧堆肥研究了不同原料组合（T1：牛粪+玉米秸秆;T2：牛粪+小麦秸秆;T3：羊粪+玉米秸秆;T4：羊粪+小麦秸秆）在堆肥过程中总有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）和腐殖酸含量的碳转化特征以及胡敏酸（HA）和富里酸（FA）的含量变化规律。结果表明：所有处理的TOC含量随堆肥过程的推进而下降,至堆肥结束时T1~T4处理的TOC含量分别下降了22.1%、21.5%、23.6、23.7%;DOC含量也随堆肥过程的推进而降低,至堆肥第15天时降低至最低,T1~T4处理分别降低至6.57、5.47、4.73 g·kg^-1和4.93 g·kg^-1,但不同处理的变化规律明显不同：以牛粪为主料的T1和T2处理在第10天以前几乎无变化,而以羊粪为主料的T3和T4处理从一开始就迅速下降至最低值,至堆肥第15天时T1~T4处理的降幅分别为32.4%、36.5%、51.8%和39.3%;总腐殖酸(THA)含量的增加始于堆肥的第10天,第15天时达到最高值,最高值分别为25.5%、22.5%、29.8%和30.0%,整个堆肥过程中T3和T4处理显著高于T1和T2处理（P＜0.05）。随堆肥过程的推进,游离腐殖酸(FHA)含量逐渐降低,堆肥结束时降幅为7.6%~18.0%; HA含量逐渐增加,至堆肥结束时增幅为65.4%~197.8%,堆肥过程提高了胡敏酸态碳。T3和T4处理的FHA和HA含量在整个堆肥过程中始终高于牛粪组合T1和T2处理。FA含量随堆肥进程推进逐渐下降,至堆肥结束时降幅为44.9%~54.9%。羊粪中较高含量的纤维素、半纤维素和HA可能是堆肥产品中THA和HA含量较高的主要原因,在以牛粪为主料的堆肥配料中适当加入羊粪可以提高堆肥产品的腐殖酸含量和胡敏酸态碳。     

耕作方式及秸秆还田对土壤性质、微生物碳源代谢及小麦产量的影响

以小麦品种济麦22为试验材料,采用裂区试验设计,耕作方式为主区,分别设常规翻耕(C)、深松(S)、旋耕(R)处理,副区为秸秆还田量,分别设秸秆全还田(P)和秸秆不还田(A)处理,采用Biolog Eco技术测定土壤微生物碳源代谢功能,并分析土壤基本理化性质和作物产量。结果显示:深松与秸秆还田均有利于土壤含水量和有机碳含量的提高,0～15 cm土层分别提高了9.78%和24.00%,15～30 cm土层分别提高了7.08%和15.81%;深松提高了15～30 cm土层的pH值6.67%,秸秆还田提高了0～15 cm土层的pH值4.32%。深松和秸秆还田均有利于代谢多样性(丰富度指数、香浓多样性指数)、碳源代谢强度的提高,0～15 cm土层分别提高了26.84%、3.84%和38.02%,15～30 cm土层分别提高了11.87%、 3.63%和14.74%。主成分分析表明常规翻耕秸秆不还田和旋耕耕作秸秆不还田碳源代谢功能相近,15～30 cm层次内常规翻耕秸秆全还田碳源代谢功能和深松耕作秸秆全还田处理相近。深松和秸秆还田平均提高了小麦产量5.82%,微生物碳源代谢功能与小麦产量具有极显著的相关性。     

陕北固沙林恢复过程中土壤碳氮组分库特征与固存效应

选取陕北毛乌素沙地从半固定沙地到恢复2354a的灌木和乔木固沙林地,采用密度分组法分析表层土壤轻、重组分碳氮含量、C/N的演变及累积速率、固定碳氮贡献率特征。结果表明:固沙林从恢复2354a,乔木和灌木林土壤轻组碳分别增加了14.040.6倍和8.819.2倍,显著高于对应重组碳3.27.7倍和3.58.1倍的增幅;对应轻组氮分别增加了14.540.9倍和11.829.1倍,也显著高于重组氮4.68.5倍和4.412.6倍的增幅,说明轻组碳氮相对重组碳氮对固沙林恢复更加敏感。土壤轻重组碳氮含量增加使得乔木和灌木林轻组碳密度增速分别达0.57mg·hm^-2·a^-1和0.26mg·hm^-2·a^-1,重组碳密度增速则仅为0.18mg·hm^-2·a^-1和0.20mg·hm^-2·a^-1;同时,轻组氮密度增速分别达0.03mg·hm^-2·a^-1和0.02mg·hm^-2·a^-1,重组氮密度增速则分别达0.02mg·hm^-2·a^-1和0.04mg·hm^-2·a^-1。按此碳氮组分增速,到固沙林恢复54a时,乔木林和灌木林土壤轻组碳可分别贡献75.9%和59.4%的全有机碳增量;土壤重组氮则可贡献44.6%和63.9%的全氮增量。另外,恢复54a两种林地土壤重组C/N分别比半固定沙地降低11.4%和38.5%。但轻组C/N在乔木林并无显著变化,在灌木林恢复2354a土壤轻组C/N降低了21.7%31.0%,显著改变了土壤碳库性质。表明陕北固沙林恢复土壤表现出显著的固定碳氮效应,并且乔木林有更好的固碳能力,灌木林则有较好的固氮效应。     

不同生长条件下切花向日葵生产效益和碳足迹分析

为探究切花向日葵生产碳足迹和经济效益,通过调研切花向日葵生产企业,利用生命周期评价法评估露地,拱棚和日光温室3种不同生长条件下切花向日葵碳排放,核算生产成本和效益,结果表明：露地切花向日葵生产碳足迹为2174.46kg/hm2,生产成本51994元/ hm2,收入178608元/ hm2;拱棚向日葵生产碳足迹为2041.13kg/ hm2,生产成本59443元/ hm2,收入175973元/ hm2;日光温室向日葵生产碳足迹为2038.92kg/ hm2,生产成本58465元/ hm2,收入179544元/ hm2。3种不同生长条件下切花向日葵生产的主要成本均来自人工,种子,地租和肥料,碳排放最主要的来源均为厩肥和氮肥。在未来切花向日葵生产中,可通过优化生产技术提高肥料利用率,研发专用机械降低劳动力投入,增加轮作等途径来实现减排增收的目的。     

采用碳水足迹评价中国与哈萨克斯坦大豆机械化生产模式

农业生产已进入机械化生产时代,定量评价作物机械化生产的环境影响、水资源消耗、生产效率等已成为迫切需要解决的问题。该研究以中国黑龙江垦区和哈萨克斯坦阿拉木图州的大豆机械化生产模式为例,从碳足迹、水足迹和产量3个方面对大豆的机械化进行分析与评价生产模式。研究结果表明:中国黑龙江垦区下属嫩江农场大豆机械化生产的碳足迹、水足迹和大豆产量分别为0.51 kg/kg、1.82 m3/hm2和2 875 kg/hm2,哈萨克斯坦阿拉木图州阿曼格迪农场分别为0.52 kg/kg、2.76 m3/hm2和2 000 kg/hm2。相较于嫩江农场,阿曼格迪农场大豆机械化生产的碳足迹高2.08%,水足迹高51.83%,大豆产量低30.43%。因此,阿曼格迪农场未来大豆机械化生产需以节水增产为重要发展目标。结合实际生产情况,更新与配套大豆机械化生产的各类农机具、推广节水灌溉技术、建立大豆机械化生产作业规范,有助于提升哈萨克斯坦大豆机械化生产水平。该研究可为多角度评价不同区域作物机械化生产模式提供案例参考。     

碳交易视域下养殖户畜禽粪污资源化利用受偿意愿与影响因素——基于河北省7市694户养猪户调研数据

为进一步探究养殖户粪污资源化利用受偿意愿、受偿水平及其影响因素,基于碳交易视角,利用2023年3—4月对河北省7市694户养猪户的调研数据,运用条件价值评估法、二元Logit模型和Tobit模型对此进行系统分析。结果表明：1）88.76%的养猪户愿意接受补偿,其受偿水平在25.03~31.50元/t;2）养猪户年龄、养殖场地面积以及粪污资源化利用生态效益等因素会显著影响养猪户受偿意愿;风险偏好、场地面积、养殖规模、养殖信息获取渠道、粪污资源化利用经济效益显著影响其受偿水平;3）规模异质性视角下,粪污资源化利用生态效益显著正向影响不同规模养猪户受偿意愿。自动化设施配置数量和粪污资源化利用社会效益显著影响不同规模养猪户受偿水平,但其影响方向存在显著差异。为使养殖户更好参与资源化利用,应加强对畜禽粪污资源化利用正面效果的宣传,将宏观政策规范与地方实际相结合、因地制宜,有序推进碳交易补偿机制的建立。     

展望21世纪中国与世界的乡村发展前景——灵丘全域有机农业实践与理论认识

为探索21世纪的中国乡村与世界乡村发展情况,本研究以山西省大同市灵丘县全域有机农业的实践成果为依据,利用地理科学与系统科学方法分析中外乡村面临的主要问题并提出对策,综合国家乡村振兴战略目标任务部署,预测中国乡村与世界乡村发展情况。结果表明：中外乡村面临的主要问题为食品安全问题、粮食安全问题、乡村社会安全问题、生态环境安全问题和国际农业安全问题;解决乡村五大安全问题的对策方案为建设全域有机农业;预测2030年时我国需要完成食品安全任务,2035年完成粮食安全任务,2040年完成乡村社会安全任务,2045年完成生态环境安全任务,2050年完成国际农业安全任务。本研究还进一步预测了世界乡村安全在2100年前实现的阶段建设目标。     

国际有机农业运动的发展历程对中国有机产业的启示

为深入探讨国际有机农业和中国有机产业的发展历程,以其整体发展情况为研究对象,利用对比研究法和经验总结法,对国际有机农业和中国有机产业的发展历程进行了回溯和对比。结果表明：1）20世纪初,科学和技术的发展推动了现代农业的发展进展。在整体论和还原论这2种不同观点指导下,现代农业分化成有机农业和常规农业2大体系,两者既矛盾又统一;2）国际有机农业理念多样,经历了起源、发展壮大和迈向主流化等3个发展阶段,分别称为有机1.0、2.0和3.0阶段。3）20世纪90年代,有机农业主要以农产品认证的形式正式被引入国内,国内对其理念、政策、人才和技术尚未成体系。因此,中国有机产业虽然市场发展快速,但是面临生产端需要更高质量发展的境况;4）基于还原论的常规农业是机械唯物主义在农业领域的表现,与以辩证唯物主义与历史唯物主义为指导的中国特色的社会主义农业农村现代化终将存在分歧。中国农业现代化不能只是侧重常规农业,更必须发展以整体论为指导的有机农业。总之,有机产业在中国取得了优异的成果,同时也正面临巨大挑战。在新常态下,中国有机产业应着力建立起全面的科学哲学、科学与技术以及产业与实践体系,以满足消费者对有机理念到产品与服务的多维度需求。     

稳定同位素技术分析不同养殖方式下鳙饵料的贡献率

应用碳氮稳定同位素技术分析了不同养殖方式(A组:施肥;B组:施肥+1/2投饲;C组:施肥+投饲;D组:投饲)围隔中鳙(Aristichthys nobilis)肌肉碳氮稳定同位素变化情况,及其可能摄食饵料的贡献率。结果表明,A组鳙肌肉的δ13C和δ15N值分别为(–23.8±0.1)‰和(10.8±0.4)‰,显著高于B组、C组和D组的值(P0.05),后三者之间值没有显著差异。围隔中的食物源有浮游动物、颗粒有机物和饲料,它们的δ13C和δ15N值均低于消费者鳙的同位素值。3种食物在不同养殖方式下的贡献率不同,浮游动物是A组鳙的主要食物来源,平均贡献率为(65.6±3.2)%,饲料是另3个组鳙的主要食物来源,其中B组饲料的贡献率相对较大,达82.1%。说明投饲鳙后,鳙对饲料能够较好地吸收利用,但在池塘中同时培育天然饵料能有效提高饲料的贡献率,减少投饲量,降低残饵的污染。本研究旨为实践养殖中合理投饲鳙的管理技术提供理论依据。     

天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区水质分析

为了对天津大神堂牡蛎礁国家级海洋特别保护区进行水质环境分析,2012年4月、9月和2013年5月、9月分别对该特别保护区海域进行了4个航次的水质环境调查,并通过单项水质评价法、海水营养指数评价法、有机污染综合指数法等对该特别保护区海域的水质进行质量分析。调查数据表明,该保护区海水受无机氮污染严重,4个航次无机氮污染指数均大于1;海水营养指数分布范围为1．60～93．76,平均值为14．58,处于重度富营养状态;有机污染指数分布范围为0．96～6．58,平均值为2．76,处于3级轻度污染状态。结果表明,无机氮为该海域主要污染因子,富营养化及有机污染情况严重并呈增加趋势。目前保护区已经建立,但对于保护区的治理有待进一步开展,还需对该保护区进行长期的监测与科学研究。