良种补贴政策的环境效应研究

以小麦良种补贴政策为例,将单位面积化肥施用量作为环境效应评估的代理变量,基于市级农业数据构建了双重差分模型,量化了政策实施导致的单位面积化肥施用量的变化,进而评估化肥施用量变化导致的农户种植成本、温室气体排放和社会碳成本的变化.结果表明,该政策实施使单位面积化肥施用量下降了5.9%,农户种植成本减少了139.42元/hm²,温室气体排放减少了822.06kg CO₂e/hm²,社会碳成本减少了301.91元/hm²,充分补偿了良种补贴的财政支出.建议未来农业补贴政策的制定、改进及推广应充分考虑其潜在的环境影响,以加强农业增产和环境效益的协同.     

近40年来福建省水稻土有效磷富集效应及潜在生态风险评估

水稻土磷素流失引起的水体富营养化等生态风险已受到普遍关注,而明确其动态变化和富集效应是制定合理防控措施的基础.以福建省1.8×10⁶ hm²水稻土为研究对象,以1982年全国第二次土壤普查1 471个、 2008年农业农村部测土配方施肥项目215 534个和2018年农业农村部耕地质量监测项目2 895个表层水稻土样点建立的1∶5万三期大比例尺土壤数据库为基础,分析全省水稻土有效磷含量近40年来的富集效应及潜在生态风险.结果表明,1982～2018年间福建省水稻土有效磷含量增加了47 mg·kg^-1,富集面积达到1.65×10⁶ hm²,占全省水稻土总面积的91%;其中,1982～2008年福建省水稻土有效磷含量增加了28 mg·kg^-1,富集面积为1.47×10⁶ hm²,占全省水稻土总面积的82%; 2008～2018年福建省水稻土有效磷含量增加了19 mg·kg^-1,富集面积为1.22...     

三峡库区典型粮菜轮作系统施肥管理及环境代价评价

为明确三峡库区两种典型轮作系统的施肥管理现状及其环境代价,随机抽样选取三峡库区腹地涪陵区175个农户进行施肥管理现状调查,从生产力、肥料种类与用量、环境代价和经济效益四个方面进行对比分析榨菜-玉米和榨菜-水稻两种典型粮菜轮作模式,同时设计情景分析,评价优化施肥及新型肥料的施用在降低环境代价方面的作用.结果显示,两个粮菜轮作系统生产力差异不显著,但施肥总量榨菜-玉米轮作系统比榨菜-水稻轮作系统高68.4%,主要原因是玉米种植过程中的氮肥、磷肥和钾肥用量比水稻种植分别高出305kg/hm²、92.3kg/hm²和66.6kg/hm².在施肥过程中,单位收益（每1000元）上榨菜-玉米轮作产生的活性氮损失、酸化效应和富营养化效应分别比榨菜-水稻轮作高147%、73.1%和146%,温室气体效应比榨菜-水稻轮作低38.9%;单位面积（每hm²）上榨菜-玉米轮作体系造成的活性氮损失、酸化效应和富营养化效应比榨菜-水稻轮作体系分别高出44.6%、27.1%和44.1%,而造成的温室气体效应比榨菜-水稻轮作体系低33.3%.运用情景分析方法模拟发现,优化施肥量可以显著的降低环境代价,在优化施肥基础上添加硝化抑制剂可以进一步降低整个轮作体系的活性氮损失、温室气体效应和富营养化效应.本研究为实现源头减量技术防控面源污染提供了理论支撑.     

石灰对生物炭和腐殖酸阻控水稻Cd吸收的效应

采用田间试验,研究了石灰-生物炭和石灰-腐殖酸两种联合修复剂及其不同施用量对酸性土壤中稻米Cd含量、产量和品质的影响,并对不同处理修复效果进行综合评估.结果表明,两种联合修复剂能显著降低稻米Cd含量17.39%~45.96%,降低土壤有效Cd含量18.29%~29.88%,.生物炭、腐殖酸施用量分别为5000,6000kg/hm²时,稻米Cd的降低效果最佳.石灰-生物炭处理中,降低稻米Cd含量的主要因子为土壤pH和土壤有效Cd含量（P<0.05）,而石灰-腐殖酸处理则为土壤有机质含量与土壤有效Cd含量（P<0.05）.施加修复剂后稻米产量可达6637~7890kg/hm²,直链淀粉含量达到19.47%~27.26%;当腐殖酸施用量为7500kg/hm²时可使稻米产量提高10.97%,而石灰-生物炭处理对稻米产量无显著影响;采用层次分析法确定了稻米Cd含量、稻米产量、稻米品质和修复费用在修复效应评估中所占权重为0.608、0.150、0.102、0.140,综合评估结果显示土壤-水稻系统Cd阻控效应的联合修复技术为：在施用1200kg/hm²石灰的基础上同时施加6000kg/hm²腐殖酸.     

牛粪-化肥配施对水稻田氮磷迁移转化的影响

在控制外源N输入量相同的前提下,通过田间小区实验,探讨有机肥与化肥不同施用量（牛粪施用量：5,10,20t/hm²）对稻田田间土-水界面氮磷迁移转化特征的影响.结果表明：控制稻田水中NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP输出的最佳时期分别为施肥后的第5,30,7,20d,且TN和TP浓度随时间变化符合单指数衰减方程（0.7444≤R²≤0.9724;1.1×10^-6≤F≤0.0055）.采用牛粪部分代替化肥的施肥方式,在一定范围内能降低稻田退水中TN、TP输出负荷（41.8%、36.0%、64.3%;20.3%、39.1%、48.9%）,还可以降低稻田水中N/P,降低水体富营养化风险.同时,牛粪的施用可提高土壤中脲酶和磷酸酶的含量,促进氮磷向植物可吸收形态转化.综合经济成本和生态效益核算,采用10t有机肥代替无机肥的处理是相对经济环保的施肥方法,该施肥方式下,氮磷年输出负荷分别为17.70,1.26kg/hm².     

基于栅格数据的耕地测土配方施肥技术研究

论文以山东广饶县为例,进行了基于栅格数据的耕地测土配方施肥技术研究。利用GIS技术对研究区域养分采集样点进行插值,得到县域氮、磷、钾养分含量分布图,然后对县域目标产量区划图、土壤养分校正系数分布图、县域氮、磷、钾肥料利用率分布图进行栅格化处理,图件栅格大小为50m×50m,数量为1145×1684个。研究区域耕地面积为61609.51hm²,每个栅格代表的面积是0.032hm²。最后在GIS中对栅格图件进行计算,得到每个栅格的施肥量,进而得到施肥配方。结果表明,栅格数据具有较高的表达精度,研究结果对耕地利用和施肥工作有积极的指导作用。     

猪粪还田对土壤硝态氮淋失的影响研究——以黄灌区稻旱轮作制为例

宁夏引黄灌区是水污染严重地区之一,大部分排水沟水质属于劣五类,主要污染物是硝态氮与铵态氮.猪粪还田试验共有3个处理:传统施肥+空白(CK)、传统施肥+猪粪还田4500 kg/hm²(T1)和传统施肥+猪粪还田9000 kg/hm²(T2).采用树脂芯法测定了30,60,90cm土层的硝态氮淋失量.结果表明,30cm土层处,猪粪还田没有明显增加土壤硝态氮淋失.与对照(15.96±0.41) kg/hm²相比,T1(16.85±0.40) kg/hm²与T2(17.01±0.46) kg/hm²没有达到显著差异(P>0.05);60cm土层处理与对照也没有达到显著差异;90cm土层处的猪粪处理与对照达到显著差异,处理之间没有差异.猪粪还田有利于土壤有机质和总氮提高,30cm土层,与对照相比,T1和T2的有机质增加0.95g/kg和1.41g/kg,分别提高7.50%和11.13%;总氮增加0.06和0.16g/kg,分别提高7.72%和22.04%.猪粪还田提高了作物产量,水稻增产12.26%~11.56%,冬小麦产量提高9.32%~12.52%.     

覆膜和有机无机配施对夏玉米农田温室气体排放及水氮利用的影响

为探究地膜覆盖和有机无机肥等氮施用对夏玉米农田土壤温室气体(N₂O、 CO₂和CH₄)排放、作物产量和水氮利用的影响,在关中地区设计了以地膜覆盖(M)和传统不覆膜为主因素,施肥为副因素的试验,副因素以不施肥(CK)为对照,设置等氮条件下有机肥替代化肥0%(T0,有机肥0.00 kg·hm^-2,化肥225.00 kg·hm^-2)、 25%(T25,有机肥56.25 kg·hm^-2,化肥168.75 kg·hm^-2)、 50%(T50,有机肥112.50 kg·hm^-2,化肥112.50 kg·hm^-2)、 75%(T75,有机肥168.75 kg·hm^-2,化肥56.25 kg·hm^-2)和100%(T100,有机肥225.00 kg·hm^-2,化肥0.00 kg·hm^-2)这5个梯度,共计12个处理.结果...     

农业生产性服务对农户耕地质量保护行为的影响——来自江汉平原水稻主产区的证据

利用江汉平原水稻种植农户调查数据,建立Ordered Probit模型,讨论农业生产性服务对农户耕地质量保护行为的影响,揭示服务规模经营促进农户耕地质量保护行为的理论机制和现实逻辑。研究表明：（1）目前农户对修整农田水渠、施用农家肥、测土配方施肥、秸秆还田四类典型耕地质量保护措施的采纳比例分别为17.79%、17.31%、7.89%和90.69%;（2）控制其他条件不变,农业生产性服务能显著促进农户耕地质量保护行为,经检验后该结论依然稳健;（3）排除秸秆还田这一强制性措施后,生活型农户偏向采纳资本投入型技术,生产型农户则更偏好劳动投入型技术;（4）较之于生产型农户,农业生产性服务对生活型农户采纳耕地质量保护措施的促进作用更强。     

我国化肥施用量持续增长的原因分解及趋势预测

我国化肥大量使用在提高农业生产的同时也对环境产生了严重的负面影响。目前国内外学术界对我国化肥施用量持续增长的原因以及未来我国化肥使用的发展趋势还存在较大争议。论文利用过去20 a 间我国化肥施用量的相关数据, 对化肥施用量持续增长的成因进行了分解。研究结果表明:化肥使用强度的增长是我国化肥施用总量增长的主因, 但从2007 年以来, 使用强度的贡献不断下降, 播种面积调整的贡献有所提高。根据分解结果并利用“中国农业可持续发展决策支持系统”(CHINAGRO) 预测了2020 年全国和各省化肥使用量情况。模型分析结果表明如果不采取措施, 我国未来化肥的使用总量和单位播种面积化肥施用量将依然呈现增长趋势, 且单位面积化肥用量将长期高于225 kg/hm²的国际上限标准。预计到2020年我国化肥总施用量和单位播种面积化肥施用量比2010 年分别提高2%和4.3%。东部地区单位播种面积化肥施用量较高, 2020 年广东、福建、天津、北京等省(市) 化肥单位面积施用量将接近或超过600 kg/hm², 这将对当地环境造成巨大压力。     

聊城冬小麦测土配方施肥项目生命周期环境效益分析

测土配方施肥行动已在全国范围内开展,其实施效果还有待评估,而生命周期分析有助于系统地评估其实施的直接与间接环境效益.因此,本研究以山东省聊城市2006—2010年冬小麦的测土配方施肥项目为例,对冬小麦施肥生命周期资源消耗与污染物排放进行清单分析,并以常规施肥区为参照对象评估测土配方施肥项目的环境净效益.结果表明,测土配方施肥通过化肥减量使用和合理搭配,提高了单产,显著减少了冬小麦生命周期资源消耗与污染物排放量,其富营养化、环境酸化的减缓效益和节能效益分别相当于2000年世界人均影响潜力的6.90%、1.38%和0.89%.环境效益年际间总体上呈下降趋势,表明测土配方施肥项目起到了一定的示范推广作用,常规施肥区农户对氮肥的使用趋于理性,但磷肥投入尚有减量潜力,是继续改善项目实施效益的关键.     

基于WOFOST模型的京津冀地区冬小麦生产潜力评价

研究利用近40年的逐日气候数据,借助WOFOST作物模型模拟分析了京津冀地区冬小麦的生产潜力,通过与实际产量的比较,探讨了提高冬小麦产量的潜力与措施。研究表明：①京津冀地区(除张家口和承德地区)冬小麦光温潜力介于6934~9143kg/hm²之间,从冀中南部向京津地区和冀东北地区逐渐增大,区域平均生产潜力为8037kg/hm²;②冬小麦雨养潜力介于4515~6639kg/hm²之间,由东部和南部随降水量降低依次向西北递减,到冀西北区降至最低,区域平均产量为5771kg/hm²;③影响冬小麦产量的自然因子中,水分是关键限制要素,北部地区也受低温霜冻的影响;④京津冀中部和南部地区的冬小麦生产潜力年际变化波动相对较小,东北部变化波动相对较大;⑤2005-2007年研究区冬小麦的实际单产在2721~7300kg/hm²之间,区域平均5247kg/hm²,相当于潜在产量的50%~80%,其中石家庄地区附近实际产量达到潜在产量的80%以上,天津和沧州地区以及邯郸地区,实际产量与潜在产量的差距较大。     

农户沼肥还田决策行为及其经济效应评价

论文基于江苏省淮安市和连云港市沼气池使用户调查数据,运用Probit模型考察农户沼肥还田决策行为的影响因素,构建产出供给方程评价农户沼肥还田决策行为的经济效应。结果表明：沼气池使用天数越多、户主年龄越小、户主是村干部或农民专业合作社成员以及人均承包地越多的农户,越倾向于选择沼肥还田,而家庭总资产较少或较多的农户都不愿意选择沼肥还田。控制其他条件,农户沼肥还田可能性每增加1%,单位面积农地产值提高0.07%（10.81 元/hm²）,若研究区域沼气池使用户全部选择沼肥还田,单位面积农地产值将提高356.55元/hm²,具有一定的经济效应,倾向得分匹配方法（PSM）的稳健性分析进一步证实这一结论。目前中国沼肥还田率总体不高且没有规范的沼肥还田管理项目,进而提出鼓励沼气池使用户充分利用沼气池,提高农户沼肥还田积极性的政策建议。     

化肥减量对紫色土坡耕地磷素流失的影响

采用人工径流小区对紫色土坡耕地降雨产流、磷素流失浓度进行定点观测,研究不施肥(CK)、常规施肥(T1)、优化施肥(T2)、化肥减量配施秸秆(T3) 4种不同处理对紫色土坡耕地磷素在地表径流、壤中流中流失的影响.结果表明,壤中流是紫色土坡耕地的主要产流方式,占比高达70%以上,其中磷素主要通过泥沙、地表径流2个途径流失.化肥减量配施秸秆处理的全磷流失通量为0.412kg/(hm²·a),相比其他施肥处理下降了29.37%~62.62%;正磷酸盐流失通量表现为优化施肥>常规施肥>化肥减量配施秸秆>不施肥,其地表径流流失通量占比达到55.35%~84.65%;化肥减量配施秸秆处理下地表径流中颗粒态磷流失通量最低,为0.032kg/(hm²·a),相比于常规施肥和优化施肥处理,显著下降了70.92%和60.28%;化肥减量配施秸秆处理不仅对地表径流中的磷素流失具有很好的消减效应,对壤中流中的磷素流失同样具有很好的消减效应,配施秸秆处理下壤中流全磷平均流失通量最小,为0.031kg/(hm²·a).因此,化肥减量配施秸秆对于控制三峡库区紫色土坡耕地磷素流失,降低库区农田土壤污染和水体富营养化风险具有可行性.     

密云水库库滨带植被水土保持作用的研究

以裸露荒坡地为对照,在密云水库库滨带不同植被中设置径流试验小区,研究植物生物学特性及其动态变化对坡地水土流失防治的影响,结果得出,不同恢复植被中,人工草地建植1年后,植株密度可达545.0×104株/hm²,植被覆盖度与0~30cm土层地下生物量最高可达92.3%~97.7%和2 238.8kg/hm²;雨季玉米植株高度与地上生物量在各类型植被中最高,可达133.3cm 和11035.3kg/hm²,此时自然恢复地植被地上、地下生物量相对最低。坡地水土流失与降雨有关,降雨量越大,水土流失越严重,但无论降雨量大小,人工草地水土保持效果最佳,保水、固土能力可达92.3%~93.2%和99.8%~99.9%,其次是围封1年后的自然恢复植被,保水、固土能力为83.3%和98.7%;玉米作物水土保持效果最差,保水、固土能力仅为8.9%和18.5%。     

黑河中游绿洲区地膜残留特征及农户行为分析

近年来我国地膜施用量及覆盖面积快速增加,在提高农业产量的同时也产生了严重的农膜污染,在西北干旱区的表现尤为突出。论文利用实地采样数据及农户调查数据,建立Probit模型与多元线性回归模型,分析黑河中游绿洲区地膜的残留水平与影响农户地膜施用行为的主要影响因素。结果表明：1）目前张掖市农用地膜覆盖现象已经非常普遍,有69.9%的农作物播种面积覆盖了地膜;2）仅2014年1 a研究区地膜的残留率平均为25.7%;耕地中地膜的残留总量达到了63.75 kg/hm²,相当于2014年单位玉米种植面积的地膜用量,已经接近我国国家标准限定值（75.0 kg/hm²）,明显高于内蒙古与华北地区;3）在低温少水的黑河中游山区,农户并未大规模施用地膜进行保温保湿,而是采用种植春小麦与大麦作物应对气候不足。地膜施用与否的高程界线约为2 100 m。从多元线性回归模型的结果来看,农户地块数量和农户的非农工资水平对农户地膜回收率有明显的负面影响,农业劳动投入时间与高程则具有明显的正面影响。从原因上看,农户非农收入水平的高低对地膜回收率具有决定性的影响。值得注意的是,农业补贴与户主的受教育程度对地膜回收率的影响不明显。为提高地膜回收率,减少地膜污染,需要提高地膜质量,防止破碎以便于捡拾;加快地膜回收机械的研发与推广,替代逐步提高的人工费用;加快研发与推广可快速降解的地膜技术。     

临沂市畜禽粪便养分资源量及替代化肥潜力

为明确临沂市畜禽粪便养分资源状况及其肥料化利用潜力,该文基于2010-2020年畜禽养殖和农作物种植数据,估算全市及12区县畜禽粪便及其养分资源量的时空变化,测算主要农作物生长的养分需求量,并分析畜禽粪便替代化肥潜力。结果表明：临沂市畜禽粪便养分资源量呈现不断增长的趋势,2020年达到20.98万t,主要分布在北部和西部的区县。在全部肥料化利用的情况下临沂市畜禽粪便养分有效供给量能满足农作物养分需求量的33.45%,替代同期化肥施用量的48.28%,可使单位播种面积化肥施用强度由315 kg/hm²下降至163 kg/hm²。畜禽粪便与秸秆相结合替代化肥,还田比例30%、50%和70%的情景下,替代潜力分别为31.23%、52.05%和72.87%,资源化利用潜力十分可观。该研究可为临沂市畜禽粪便养分资源合理利用、化肥减施目标制定和种养循环农业发展提供理论参考。     

湖北省油菜测土配方施肥下N2O减排潜力估算

以油菜种植大省-湖北省为案例地,在分析农田氮肥施用与油菜籽产量的基础上,依据氮肥利用率变化,估算测土配方施肥技术在湖北省全面推广的情况下,带来的N2O减排潜力.结果表明,在湖北省油菜种植中,测土配方施肥技术的推广将带来646.32ktCO2-eq的理论减排.以2012年湖北省油菜测土配方推广情况为基础,进一步全面实施该项技术,将产生173.91ktCO2-eq的减排量,占油菜种植因氮肥使用而产生的N2O排放总量的13.98%.测土配方施肥通过优化营养元素配比,提高油菜氮肥利用效率,是一项控制与减少农业N2O排放、减少氮素在环境中盈余量的有效措施.     

组配改良剂联合硅肥对Cd污染稻田的修复效果

选取湖南省浏阳市某Cd污染稻田进行田间试验,研究组配改良剂石灰石+海泡石（LS）、基施硅肥及叶面喷施硅肥对Cd污染稻田修复效果,结果表明：（1）基施硅肥90kg/hm²和叶面喷施硅肥（0.2,0.4g/L）对土壤pH值无明显影响,添加LS（2250,4500kg/hm²）的各处理均显著提高土壤pH值（P < 0.05）.（2）基施硅肥90kg/hm²分别降低土壤交换态、毒性特征浸出（TCLP）提取态Cd含量20.0%和18.5%,叶面喷施硅肥对土壤Cd两种提取态含量无明显影响,添加LS的各处理（2250,4500kg/hm²）分别使土壤交换态、TCLP提取态Cd含量降低25.8%~49.9%、26.4%~44.5%.（3）3种单一技术措施均能明显降低水稻各部位Cd含量,但降低糙米中Cd含量的效果低于3种技术措施的组合处理;“组配改良剂LS+基施硅肥+叶面喷施硅肥”各处理（JL1F1、JL1F2、JL2F1、JL2F2）使水稻糙米中Cd含量降低25.6%~70.5%.（4）“组配改良剂LS+基施硅肥+叶面喷施硅肥”的组合技术处理能显著降低土壤中Cd的有效性,显著降低水稻各部位中Cd含量,其中JL2F2处理效果最佳,能使对照糙米Cd含量从0.66mg/kg降低到0.19mg/kg,实现中重度Cd污染稻田的水稻安全生产.     

重庆化肥投入驱动因素、减量潜力及环境效应分析

为定量化揭示重庆市种植业结构变化对化肥投入和环境代价的影响,制定科学合理减肥策略,基于重庆中等生产力水平下农作物化肥定额标准和大样本农户调查数据,采用差值法和生命周期法,评价分析重庆种植业化肥的减施潜力及其环境效益.结果表明：(1)自重庆直辖(1997年)以来,粮食作物(水稻、玉米、小麦、豆类和薯类)播种面积占比下降21%,而水果和蔬菜播种面积占比增加20%.(2)蔬菜(37%)和柑橘(17%)生产系统消耗了近55%的化肥总量,而水稻、玉米和薯类则分别消耗了11%、12%和12%.(3)依2000～2019年化肥总消费量的变化趋势分析“,十四五”期间重庆化肥消费量预计将降至8.6×10⁵ t.定额标准全部实现后,总减肥量可达1.69×10⁵ t,减肥潜力为18.6%,其中,水稻、玉米、柑橘和蔬菜的减肥潜力(减肥量)分别为0.3%(2.9×10² t)、 12%(1.45×10⁴ t)、 21%(3.65×10⁴ t)和30%(1.18×10⁵ t).另一方...