Proton accumulation accelerated by heavy chemical nitrogen fertilization and its long-term impact on acidifying rate in a typical arable soil in the Huang-Huai-Hai Plain

Cropland productivity has been signiifcantly impacted by soil acidiifcation resulted from nitrogen (N) fertilization, especialy as a result of excess ammoniacal N input. With decades’ intensive agricul...     

黄淮海地区稻茬小麦田杂草组成及群落特征

为明确黄淮海地区稻茬小麦田杂草组成及群落特征,采用倒置W型九点取样法对黄淮海地区稻茬小麦田杂草进行了调查,并进行了区域聚类分析。调查结果表明:从杂草种类来看,黄淮海地区稻茬小麦田杂草共有49种,隶属于17科45属,其中禾本科、菊科、十字花科和石竹科种类最多,分别有10、8、7和6种;从杂草优势度来看,优势杂草有7种,分别为看麦娘Alopecurus aequalis、硬草Sclerochloa kengiana、猪殃殃Galium aparine、牛繁缕Malachium aquaticum、稻槎菜Lapsana apogonoides、荠菜Capsella bursa-pastoris、日本看麦娘A. japonicus,区域性优势杂草有6种,分别为野老鹳草Geranium carolinianum、碎米芥Cardamine hirsuta、大巢菜Vicia gigantea、通泉草Mazus japonicus、菵草Beckmannia syzigachne、委陵菜Potentilla chinensis,这13种杂草是构成黄淮海地区稻茬小麦田的主要杂草,此外还分布有一般性杂草36种;从杂草区域分布来看,江苏省北部稻麦轮作区小麦田物种丰富度最高,有40种,明显高于其它稻麦轮作区小麦田,香农指数和均匀度指数也以该区域最高,分别为2.63和0.71,辛普森指数则以山东省临沂库灌稻麦区最高,为0.27。聚类分析结果表明,黄淮海地区稻茬小麦田杂草群落可以划分为4组,河南省南部稻麦轮作区和山东省临沂库灌稻麦轮作区杂草群落结构相似构成1组,河南省北部沿黄稻麦轮作区和山东省沿黄稻麦轮作区杂草群落结构相似构成1组;江苏省北部稻麦轮作区和山东省济宁滨湖稻麦轮作区各自单独成组。     

黄淮海夏播区联合体国审玉米新品种综合性状分析

对2020年黄淮海夏播区玉米联合体审定的产量前20位品种进行性状分析。结果表明,在选育和种植品种上,应选择比对照增产5.0%以上、抗穗腐病、千粒重在330 g以上、容重在720 g/L以上、穗高系数等于或接近0.382、高淀粉(粗淀粉含量在72%以上)、赖氨酸含量在0.3%以上、中大穗(穗长在17.8 cm以上)、穗行16左右的新品种。     

气候变暖背景下黄淮海平原北部冬小麦生育期霜冻灾害发生规律

为探明气候变暖背景下黄淮海平原北部冬小麦生育期霜冻灾害发生规律,采用线性倾向估计、MannKendall法和R/S分析法,分析1960—2017年的黄淮海平原北部12个气象站点0cm地面最低温度数据。结果表明:1)年均气温表现出一致的上升趋势,北部升温速率高于南部。2)研究区初霜冻推迟,终霜冻提前,无霜期延长,初霜冻延后趋势的空间表现为北部区域比南部区域更明显,终霜冻提前趋势的空间表现为南部区域比北部区域更明显,无霜期延长趋势南部比北部区域更明显。3)初霜冻日期突变年份为2006年,终霜冻日期发生突变的年份为1992年,2007—2017年初霜冻推迟,1993—2017年终霜冻提前。冬小麦(Triticum aestivum)生育期在2004年发生突变,2005—2013年生育期缩短。4)冬小麦生育期间霜冻发生频次平均增加42%,霜冻发生频次显著增加。     

黄淮海平原县域灌区灌溉管理质量时空分析

灌区建设与管理具有公益性、可经营性、垄断性、政策性、学科综合性等特点，这些特点对农业用水，尤其是平原区地下水灌溉提出了特殊的要求。为此，针对平原区灌溉管理特点和农业生产现状，选取了灌溉水利用系数等9个指标，提出了具体的评价灌溉管理质量和措施的方法。并以黄淮海平原的曲周县为例进行了实证分析，结果表明：选取的指标和分析方法能较好地评价县域灌区管理质量；从1980年以来，曲周县各乡镇灌溉管理质量越来越好；曲周镇的管理措施比其它乡镇更加得力。最后，分析了管理质量变化的驱动力，并提出了建议。     

考虑种养平衡的黄淮海小麦-玉米模式下畜禽承载量估算

黄淮海地区作为中国种植业与养殖业优势区,随着国家对农作物秸秆和畜禽粪便所带来农村环境问题的日益重视,研究该区域"以种定养"、实现种养业废弃物资源化利用、践行绿色发展理念显得尤为重要。以区域种植业实际生产情况为基础,确定典型种植模式下可施用畜禽粪便类有机肥量,经推导计算后确定区域畜禽养殖种类与数量。该文选取河北、河南和山东为黄淮海地区典型代表,在保障粮食产量和满足农田环境风险评估的基础上,研究小麦-玉米生产模式中,畜禽粪便类有机肥每年可施用量,经推导得到高温好氧堆肥处理前的畜禽粪污资源量,进而计算得到每年可承载的不同种类畜禽养殖量。这样既可满足种植业生产的肥料需求,也能缓解养殖业粪污带来的环境压力。研究结果表明:黄淮海地区小麦-玉米生产模式中,每公顷农田每年可利用6头奶牛或18头肉牛或47～51头生猪或731～789只蛋鸡或8 062～8 705只肉鸡粪便N量。在实际生产中,土壤肥力和土壤微生物等多因素影响有机肥可施用量,不同种类畜禽的农田承载量还需进一步优化。该研究为促进黄淮海地区种养结合提供一定的理论基础。     

黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌及优势种分析

【目的】 明确黄淮海夏玉米主产区玉米茎腐病的主要病原菌组成及优势种,为病原菌致病机制、抗性育种及茎腐病防治提供依据。【方法】 于2014—2017年采集黄淮海夏玉米主产区3个省（河北、河南、山东）的玉米茎腐病样本850份。通过形态学、通用引物和特异引物对病组织分离物进行鉴定,并采用上述引物直接检测病组织。整合分析分离物鉴定法和组织分子检测法的结果以确定玉米茎腐病的主要病原菌及优势种;分析主要病原菌在各省间以及同一省份不同年度的检出率,揭示主要病原菌的种群动态变化;分析单个样本中病原菌的检出率,探讨多种病原菌的共存模式。【结果】 有667份样本检测出真菌或卵菌,占总样本的78.47%;年度间样本检出率存在差异,2014年的检出率不足50%,而2015—2017年的检出率相近,均高于90%。在所有样本中共检出20属46种真菌或卵菌,其中镰孢菌（Fusarium spp.）的检出率最高,为89.96%,包括禾谷镰孢复合种（F. graminearum species complex）、层出镰孢（F. proliferatum）、拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、厚垣镰孢（F. chlamydosporum）、亚粘团镰孢（F. subglutinans）、尖镰孢（F. oxysporum）、黄色镰孢（F. culmorum）、藤仓镰孢（F. fujikuroi）、变红镰孢（F. incarnatum）、木贼镰孢（F. equiseti）和茄镰孢（F. solani）11个种;腐霉菌（Pythium spp.）的检出率为34.18%,包括芒孢腐霉（P. aristosporum）、禾生腐霉（P. graminicola）、棘腐霉（P. acanthicum）、孤雌腐霉（P. amasculinum）和寡雄腐霉（P. oligandrum）5个种。拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢为4种主要病原菌,检出率依次为62.07%、46.93%、29.09%和28.04%,其中拟轮枝镰孢为优势种。各省之间,上述4种主要病原菌的检出率存在一定差异。拟轮枝镰孢在河北省的检出率为73.98%,明显高于该菌在河南省和山东省的检出率;禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率分别为35.78%和34.31%,均高于在其他两省的检出率。同一省份不同年度上述4种主要病原菌的检出率呈动态变化,其中任何一种病原菌均有可能上升为优势种。进一步分析表明,单个样本中可以检测出一种或多种病原菌,检测出1种菌的样本占38.38%,检出2种和3种病原菌的样本分别占29.24%和19.04%;2种及以上病原菌共存以镰孢菌和腐霉菌、镰孢菌和镰孢菌模式为主。【结论】 黄淮海夏玉米主产区茎腐病主要病原菌为拟轮枝镰孢、禾谷镰孢复合种、芒孢腐霉和层出镰孢,其中拟轮枝镰孢为优势种;拟轮枝镰孢在河北省的检出率最高,层出镰孢和芒孢腐霉在山东省的检出率最高,禾谷镰孢复合种在3个省的检出率相近;单个样本中存在多种病原菌共存的模式。     

黄淮海平原地下水超采区休耕政策过程绩效评价及改进策略研究

为在耕地休养生息背景下开展地下水休耕政策过程绩效评价,以黄淮海平原为研究对象,通过对黄淮海平原的2 个市、5 个县政府相关部门和农户实地调查,以公共价值理论为基础,构建地下水超采区休耕政策过程绩效评价指标体系,并辅以层次分析法、专家打分法等方法对地下水严重超采区休耕政策过程绩效进行评估。结果表明:1)明晰了黄淮海平原地下水超采区休耕政策公共价值体现并从公平性、参与性、效率性、可持续性等4 个维度构建休耕政策过程绩效评价指标体系;2)黄淮海平原地下水超采区休耕政策过程绩效评估总得分为74.38分,绩效等级处在“较好”的水平;3)休耕政策实施过程的关键环节包括休耕政策面积落实环节、资金管理和使用环节、政府组织环节、政策生态目标认识环节;休耕政策实施过程的薄弱环节,包括休耕政策面积落实环节、资金管理和使用环节、政府组织和论证环节。综上,本研究构建的地下水超采区休耕政策过程绩效评价体系具有系统性、科学性和可操作性,可为休耕政策实施过程定量评价提供了研究思路和支撑。     

黄淮海平原区高产粮田秸秆全量还田小麦优化施肥

[目的]针对黄淮海平原区小麦施肥措施与秸秆全量还田耕作环境不相适应的问题,优化最佳施肥方案。[方法]采用"3414"试验设计,研究施肥量与产量之间的关系,建立了最高产量施肥方案和最经济施肥方案。[结果]小麦的最经济产量虽然较最高产量降低了140.13 kg/hm~2,但是纯收益增加了490.92元/hm~2。与农民习惯施肥方案相比,小麦在最经济施肥方案下,产量增加684.54 kg/hm~2,增幅8.65%,纯收益增加1 109.72元/hm~2,增幅6.70%。[结论]小麦最经济施肥方案总体效益最优,环境效益显著。