豆科绿肥替代化学氮肥促进柑橘幼苗生长和氮素吸收

  【目的】  果园豆科绿肥还田是实现有机肥替代化肥的重要途径。研究不同绿肥替代化学氮肥比例对柑橘幼苗生长、氮素吸收、根系形态及土壤微生物量的影响,以期为柑橘减施氮肥和实现绿色有机生产提供理论依据。  【方法】  以1年生柑橘(Citrus reticulate L.)幼苗为材料进行盆栽试验,供试绿肥为拉巴豆(Dolichos lablab L.)和印度豇豆(Vigna sinensis Hayata)。在相同氮磷钾养分施用量下,设置5个绿肥氮替代比例:0 (100%F)、25% (25%G+75%F)、50% (50%G+50%F)、75% (75%G+25%F)和100% (100%G),磷钾量不足时由化肥补齐。在柑橘抽春梢期测定其各部位干物质量和氮素累积量,分析柑橘根系形态和根系活力,并测定土壤微生物量碳氮含量。  【结果】  相比100%F处理,两种豆科绿肥替代化学氮肥均显著提高了柑橘干物质量和氮素累积量,以75%G+25%F和100%G处理的效果最好,其干物质量和氮素吸收量分别提高42.71%～82.95%和38.88%～53.31%;土壤微生物量碳含量提高了5.12%～48.42%,土壤微生物量氮含量提高了6.35%～133.67%,并且微生物量碳氮含量随着绿肥替代化学氮肥比例的增加而增加。绿肥替代化学氮肥处理明显提高了柑橘幼苗总根长和根表面积,其中以< 1.5 mm径级根提高最多。相比100%F处理,绿肥替代化学氮肥处理的柑橘幼苗总根长和根表面积分别提高88.34%～324.87%和78.82%～372.91%;柑橘根径级<1.5 mm 根长和根表面积随着拉巴豆替代化学氮肥比例增加而增加,而印度豇豆处理则以替代50%和100%化学氮肥处理最高。同时,相比单施化肥处理,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥处理柑橘根系活力分别提高43.95%～47.48%和40.61%～66.14%。相关性和结构方程分析表明,两种豆科绿肥替代化学氮肥可直接影响柑橘干物质量,也可通过改善柑橘根系形态和活力,增加土壤微生物量碳氮含量,直接或间接地影响柑橘氮累积量和干物质量;绿肥C/N值和柑橘氮素累积量存在显著正相关性,其通过直接影响柑橘氮素累积量,或间接改变柑橘根系形态、根系活力和微生物量,进而直接或间接影响柑橘干物质量。  【结论】  在等氮磷钾养分条件下,拉巴豆和印度豇豆替代化学氮肥均明显促进了土壤微生物增殖,提高柑橘根系活力、根系长度和根表面积,促进柑橘氮素吸收和干物质积累。在不改变柑橘常规氮磷钾施用量的前提下,豆科绿肥替代75%～100%的化学氮肥为较适宜的替代比例,其能够促进柑橘幼苗氮素吸收和干物质积累。     

BP神经网络L-M优化算法在地下水动态预测中的应用

根据地下水动态的时间序列数据资料,建立地下水动态模型,应用BP神经网络的L-M优化算法进行模拟和预测,并与灰色模型预测法的分析结果进行比较,得出该方法不仅简单可行,而且预测精度更高,可在地下水动态、河流水质、大气环境质量预测等方面广泛使用的结论。     

农牧交错带耕地时空动态变化特征及驱动力分析——以乌兰察布市为例

采用乌兰察布市1990—2010年遥感解译获取的土地利用变化数据,研究中国北方农牧交错带中乌兰察布市1990年以来耕地时空动态变化过程。结合土地利用动态度模型对不同类型的耕地转入转出速度进行计算,并采用空间转移矩阵等方法分析了乌兰察布市1990—2010年耕地演化的时空过程,探讨了影响耕地变化的驱动因子。结果表明:1990—2010年期间,乌兰察布市耕地变化主要是以耕地和草地交替变化为主;1990—2000年期间耕地增加,耕地增加以草地变耕地为主,2000—2010年期间耕地减少,减少的耕地以耕地变草地、林地为主;1995—2005年这10a乌兰察布市耕地变化最为显著,平均动态度为0.55%;人口因素、自然因素、政策因素和生态工程的实施是乌兰察布市耕地变化的主要驱动因子。     

人工神经网络在渭北灌区地下水位动态预测中的应用

地下水位动态变化受自然和人为因素的影响和制约,是一个复杂的非线性系统,而准确地预测地下水位变化在灌区水资源开发利用和生态环境建设中有着重要的意义。利用人工神经网络方法具有并行分布处理的高度非线性功能,对渭北黄土台原灌区典型水井地下水位进行了模拟预测。结果表明,人工神经网络有较高的预测精度,具有一定的推广应用价值。     

沼渣生物菌肥改良2,4-二氯苯酚污染土壤急性毒性和健康风险研究

针对农田中残留大量农药的问题,文章从南京某废弃农药厂的土壤中筛选出了一株能降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的生物菌,将其与养猪场沼渣复配制成沼渣生物菌肥,对2,4-DCP农药污染土壤进行改良,利用发光菌法对改良前后土壤浸提液和土壤中种植的水稻、花生果实毒性进行检测、分析,对沼渣生物菌肥改良后2,4-DCP污染土壤进行健康风险评价。结果表明,施加沼渣生物菌肥后土壤浸提液急性毒性明显降低,由原土的“剧毒”降低到“重毒”,污染土壤中种植的水稻与花生果实浸提液毒性级别为“无毒”。GC-MS污染物产物解析表明改良后的土壤中主要污染物为2,4-DCP,2,6-二硝基甲苯,邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯,其致癌风险分别为2.74×10^-8,1.5×10^-8,2.15×10^-10小于10^-6(即可接受水平),非致癌危害商值小于1,污染土壤的致癌和非致癌风险基本消除,说明沼渣生物菌肥能有效修复2,4-DCP农药污染土壤,恢复土壤微生物多样性,降低土壤急性毒性、致癌和非致癌风险。该研究实现了沼渣生物菌肥改良2,4-DCP污染土壤,为污染土壤生态系统重构提供了一种绿色、环保的新方法,实现了“以废治污”。