麦-稻轮作系统中小麦施氮水平对后季直播水稻产量和氮肥利用效率的影响

【目的】研究华中地区麦—稻轮作系统中小麦季不同施氮水平对后季直播水稻生长发育、产量和氮肥利用效率的影响,探讨此系统中最佳的氮肥管理模式,为制定合理的氮肥管理方案提供理论依据和技术支持。【方法】采用裂区设计,主处理为小麦季3个不同氮处理(施N 0、105和210 kg/ha,分别记作WN0、WN105和WN210),副处理为后季水稻3个不同氮处理(施N 0、90和180 kg/ha,分别记作RN0、RN90和RN180),测定小麦和水稻不同生育期的株高、分蘖数、叶面积指数和生物量等指标,成熟期测定产量、产量构成因子及秸秆和籽粒氮含量。【结果】与其他施氮量相比,麦季施氮210 kg/ha对后季直播水稻的株高、分蘖数、生物量、产量和氮肥利用效率均有明显影响,其中WN210RN90处理的各项指标均较高,整体表现较好。在麦稻季均施氮的情况下,系统周年产量表现为WN210RN180>WN105RN180>WN210RN90>WN105RN90,前3个处理的系统周年产量均在13.50 kg/ha以上;结合小麦产量来看,WN210RN180和WN210RN90处理(3.55 t/ha)高于WN105RN180处理(2.79 t/ha)。【结论】小麦—直播水稻轮作系统中水稻生长季应充分考虑前季小麦的氮肥后效,适当降低后季直播水稻的施氮量。综合考虑产量和氮肥利用效率,麦季210 kg/ha和稻季90 kg/ha的施氮组合(WN210RN90)为华中地区小麦—直播水稻轮作系统的最佳氮肥管理模式。     

水肥液膜配合对玉米生物学特性及水分利用效率的影响

玉米节水节肥高产研究对保障粮食安全具有重要现实意义,本研究供试玉米品种为‘郑单958’,采用旱棚盆栽试验,研究液膜覆盖、灌水与施肥对夏玉米生物学特性、产量及水分利用效率的影响。结果表明:在欠水条件(200mm)与贫水条件(300mm)下,液膜覆盖促进夏玉米生长发育的效果显著,L3水平(液膜45kg/hm~2)玉米株高和叶面积指数比L1水平(无液膜)分别增加了33.88%,36.07%,产量增加53.77%,20.76%;平水(400mm)、丰水条件(500mm)下,夏玉米株高、茎粗与叶面积指数在全生育期均高于欠水、贫水处理,并且产量显著高于欠水、贫水处理,水、肥、液膜对夏玉米生物学特性及产量的影响为:W(水分)F(施肥)L(液膜);以C11(W3F3L1)处理玉米茎粗、叶面积指数、产量均为最高,分别为20.2mm,5.86,148.83g/pot。综上,在缺水条件下,喷施液态膜可提高玉米水分利用效率,最高达28.18kg/(mm·hm~2);水分充足时夏玉米高产高效的最优方案为:W3(400mm)+F3(N-P-K:180-120-135kg/hm~2)+L1(液膜0kg/hm~2)。     

氮肥配施调控剂对麦田土壤N_2O排放及氮素利用的影响

针对目前农田氮肥用量大,造成氮素利用率低,增加土壤N_2O排放等问题。本试验采用田间试验法研究了不同氮肥调控模式对麦田土壤N_2O排放、氮素利用和表现损失、作物产量的影响。结果表明:土壤N_2O排放主要集中在播种-苗期和返青-拔节期,N_2O排放通量与土壤湿度呈极显著指数相关。与推荐减氮处理(RN)相比,施用锌腐酸尿素(RN+HA+Zn)和有机无机配施处理(OM+N)N_2O排放总量分别降低24.8%、35.4%;氮素利用效率分别提高0.7%,32.8%;氮素表观损失分别减少2.2%,63.4%;分别增产9.4%,11%且差异达显著水平。与RN+HA+Zn相比,OM+N处理的N_2O排放总量降低14.2%,氮肥生产效率和农学效率分别增加20.2kg/kg,9.9kgGrain/kgN,氮肥利用率提高32.1个百分点,土壤残留氮素和氮素表观损失分别减少27.5%和62.6%,籽粒产量略有上升但二者间无显著差异。说明OM+N处理可以减少N_2O排放,提高氮素利用率、增加小麦产量,是利于麦田安全生产的一种氮素调控模式。     

1,4-丁二醇法对棉秆木质素的高效绿色分离研究

木质素是芳香性单体聚合后形成的天然高分子,对其进行高效绿色分离研究具有重要的意义。将1,4-丁二醇应用于棉秆木质素的分离,通过系统考察和试验优化,得到的最优条件是以80%的1,4-丁二醇为溶剂,按其体积与棉秆质量的比例12∶1(m L∶g)投料,以36%的硫酸为催化剂(用量为溶液体积的2.2%),在210℃下蒸煮3 h后,木质素的产率达到97.4%。对该溶剂的重复利用4次后,木质素的产率才开始明显下降,为木质素的高效绿色分离和棉秆的资源化利用提供了新的方法。     

中国农业用水效率区域差异及影响因素研究

运用DEA测算了2003—2012年的中国各省、市、自治区农业用水效率,并采用Tobit模型考察了农业用水效率的影响因素。结果表明,从总体上看,目前中国农业用水效率比较低,但呈逐年上升趋势;农业用水效率具有明显的区域差异,东部地区最高,中部地区次之,西部地区最低;有效灌溉指数、节水灌溉指数、农村居民人均纯收入和人均水资源占有量与农业用水效率呈显著正相关,而农业用水比重和粮食播种面积比重对农业用水效率具有显著负向影响。提出了提高中国农业用水效率的对策与建议。     

中国地方政府财政民生支出效率实证分析

利用DEA方法计算出2009-2013年5年间全国31个省份财政民生支出资金配置的综合技术效率、纯技术效率、规模效率三种效率值,分析出各省份政府财政民生支出所处规模报酬阶段.结果显示：大部分省份的政府财政民生支出DEA得分在0.9以上,说明虽然效率没有达到最优水平,但是总体来说效率水平还是比较高的.另外,各省市财政民生产出存在较大的差异,东部地区综合产出水平高于中西部地区,其中,西部地区效率最低,改进空间最大.     

基于UAV-WSN的农田数据采集

【目的】将UAV（Unmanned aerial vehicle）引入传统的WSN（Wireless sensor network）中,可给静态WSN系统带来移动性和灵活性。通过将UAV-WSN结合起来应用于农田信息监测,有效地扩展单个WSN的覆盖面积,增强网络的鲁棒性,解决静态WSN在恶劣的自然环境中被划分成无法有效通信的独立子网所带来的农田监测信息采集失败的问题。【方法】选择3个物理位置独立的地块构建分簇的WSN网络,将UAV-WSN结合起来,系统中的传感器节点采用休眠-唤醒-工作-休眠的工作周期,利用UAV上的移动采集节点与UAV飞行轨迹经过的地面上的独立子网交互并采集农田信息,通过移动节点携带的3G网络将农田信息传输到农田监测数据中心。【结果】地块间距离超过100 m、UAV飞行高度维持在10 m时,UAV-WSN网络能够较好地完成农田信息采集任务,UAV WSN的通信质量明显优于静态WSN的通信质量,地块1、2和3的平均链路消耗分别降低了约10%、27%和14%,平均丢包率降低了约24%、68%和29%。【结论】UAV-WSN结构的网络通信扩展了静态WSN的传输距离、提高了WSN系统的能量效率、延长了系统的生命周期,可以为大面积的平原或山地环境下的农田信息采集提供参考。     

生物炭对棕壤NH3挥发、N2O排放及氮肥利用效率的影响

通过田间试验,采用封闭式酸吸收法和静态箱法,研究秸秆生物炭对棕壤玉米旱田NH_3挥发和N_2O排放以及氮肥利用效率的影响。试验设不施氮肥(对照CK)、单施氮肥(NB0)、施氮基础增施20 t·hm~(-2)生物炭(NB20)、施氮基础增施40 t·hm~(-2)生物炭(NB40)4个处理。结果表明,各施肥处理的NH3挥发量差异显著,表现为NB0NB20NB40,NB20和NB40分别比NB0降低24.07%和37.62%。NB20和NB40可显著降低N_2O排放量,分别比NB0降低21.76%和19.57%,而NB20和NB40之间差异不显著。NB20和NB40显著增加了土壤的p H、全氮和有机碳含量,降低了土壤的容重。相关分析表明,NH_3挥发量与土壤容重和铵态氮含量均呈极显著正相关,与土壤有机碳含量呈显著负相关;N_2O排放量与土壤容重呈显著正相关,与土壤硝态氮含量和有机碳含量呈显著负相关。与NB0相比,NB20提高了氮肥利用效率,玉米产量显著提高6.07%,而NB40降低了氮肥利用效率,玉米产量显著降低了13.88%。     

糖厂滤泥发酵制成生物有机肥

[目的]掌握采用糖厂滤泥经功能菌发酵制成生物有机肥的特点和规律,为促进广西蔗区糖料蔗产业可持续生产提供技术支持,同时为政府制定农业种植环境保护相关政策提供决策参考.[方法]在广西重要蔗糖生产区(来宾市兴宾区和崇左市大新县)开展以糖厂滤泥为原料、发酵生产生物有机肥的田间试验,研究糖厂滤泥发酵生产生物有机肥的特征及肥效.[结果]采用功能菌发酵糖厂滤泥生产生物有机肥的腐熟速度快,受环境因素影响较小,发酵效果稳定,发酵温度最高达77.2℃,且70.0~77.2℃的维持时间长达12 d;发酵后的有机质含量和有机酸转化率优势明显,分别较传统(自然)发酵提高30.2%和12.3%(绝对值).功能菌发酵生物有机肥对水稻、黄瓜和甘蔗有明显的增产作用,对应的平均产量分别为5971.5、76705.5和118780.5 kg/ha,较施等量传统(自然)发酵生物有机肥处理分别增产7.83%、41.19%和6.91%.施用功能菌发酵生物有机肥的土壤理化性状指标均高于施用传统(自然)发酵生物有机肥处理,其中土壤有机质、速效氮、速效磷和速效钾的含量分别为15.75 g/kg、67 mg/kg、14 mg/kg和69 mg/kg,而氮、磷和钾利用率分别为39.3%、12.8%和52.8%.[结论]采用功能菌发酵糖厂滤泥生产生物有机肥较传统(自然)发酵糖厂滤泥生产生物有机肥更具优势,具体表现为腐熟速度快、发酵温度高且保持时间长、发酵后有机质含量和有机酸转化率优势明显,同时具有增产、提高土壤肥力和肥料利用率的作用,生产上可大面积推广应用.     

基于LMDI模型的黑龙江粮食生产变化耕地利用效应

为合理规划黑龙江耕地资源,实现粮食的稳定增产,采用LMID分解法,将1994—2014年黑龙江省粮食生产变动的耕地利用效应分解为规模效应、广度效应、结构效应和强度效应,定量分析黑龙江粮食生产的时空变化。结果表明:在时间维度上,粮食总量呈现稳中有升-波动-快速增长的阶段特征,耕地利用效应作用大小为规模效应强度效应结构效应广度效应,耕地面积有显著的增量效应,复种指数呈减量效应,粮食单产和粮作比例效应为正-负-正变化;空间维度上,耕地利用效应在各市作用不一,且规模效应和强度效应在各市粮食增产中发挥主要作用。在提高耕地质量,增加种粮面积和提高粮食单产方面提出政策建议。