有机肥等氮替代化肥对稻田CH_4和N_2O排放的影响

自2015年中国实施化肥施用量零增长行动以来,有机肥部分替代化肥的研究越来越受到关注。该试验,采用静态箱-色谱法对宁波地区稻麦轮作系统CH_4和N_2O排放进行了田间原位观测,研究两种有机肥分别以不同比例等氮替代化肥对稻田CH_4和N_2O排放及水稻产量的影响。试验设置不施氮肥(CK)、全量化肥(U)、25%城市污泥堆肥(25%S)、25%猪粪堆肥(25%P)、50%城市污泥堆肥(50%S)、50%猪粪堆肥(50%P)6个处理。结果表明,与U处理相比,有机肥替代处理的CH_4排放量增加18%-51%,其中50%S和50%P处理显著增加稻田CH_4排放量34%-51%(P0.05),CH_4排放量随有机肥替代比例的增加而增加,相同替代比例的城市污泥堆肥处理和猪粪堆肥处理的CH_4排放量无明显差异(P0.05)。相对于U处理,有机肥替代处理显著降低了36%-51%的N_2O排放量(P0.05,25%P处理除外),各有机肥处理间N_2O排放量无显著性差异(P0.05)。稻田排放CH_4和N_2O的全球增温潜势(GWP)为:50%P50%S25%P25%SCKU,其中50%P处理与U处理之间差异显著(P0.05)。有机肥替代处理的水稻产量、有效穗数和穗实粒数分别比U处理高0.2%-3.8%、0.8%-4.1%、0.6%-1.4%(P0.05)。等氮替代条件下,相对于猪粪堆肥,稻田中施用25%城市污泥堆肥替代化学氮肥是一种值得推荐的施肥模式,而其对稻米品质的影响仍需进一步研究。     

有机肥对土壤肥力和土壤环境质量的影响研究进展

施肥是农业生产中补充养分的重要措施,但过量施用化肥的现象越来越严重,导致肥料利用率低,引起土壤肥力下降,破坏农田生态环境。目前,化肥减量和增施有机肥逐渐成为被人们普遍接受和提倡的施肥方式,但仍然存在对有机肥的认识不全面,利用不合理的现象。文章综述了国内外有机肥施用对农田土壤肥力和土壤环境质量的影响效应及作用机理,并对有机肥的合理利用提出了对策。研究表明,有机肥含有丰富的有机质,有机质对土壤肥力水平、土壤重金属有效性和温室气体排放均有至关重要的作用。有机肥能显著改善土壤物理性状,缓解土壤酸化,增加土壤有效养分,维持土壤养分平衡,提高土壤生物和生物化学特性,优化土壤微生物群落的结构组成;然而有机肥(主要来源于畜禽粪便)的长期过量施用会增加土壤重金属含量,加大作物吸收积累重金属的风险,另外,有机肥还可能促进土壤温室气体(CO2,CH4等)的排放,加重温室效应。因此,在农业生产中应加强有机肥的管理,选择安全优质的有机肥(重金属和持久性污染物含量低),建立有机肥施用的配套技术,改革施肥方式,适时适地施肥,有机与无机相结合,尽量降低有机肥施用所带来的环境风险。     

有机肥与化肥配施对黄瓜产量及土壤微生物多样性的影响

有机肥和化肥配合施用比单施化肥或有机肥具有明显的优势,但在配合施用时其对土壤生物多样性的影响方面还缺乏深入探讨。在等氮量条件下,将水葫芦(Eichhornia crassipes)有机肥(WOF处理)、猪粪有机肥(POF处理)和发酵床熟化垫料有机肥(FOF处理)分别以1∶1的比例与化肥〔w(N)∶w(P2O5)∶w(K2O)=15∶15∶15〕配施,并以单施化肥(CF处理)和不施肥(CK处理)为对照,分析其对设施大棚黄瓜(Cucumis sativus)产量及土壤微生物多样性的影响。结果表明:采用不同有机肥与化肥配施可以获得与化肥相当或者超过化肥的产量,其中FOF处理产量最高,比CF处理提高26.77%,其次为WOF处理。有机肥与化肥配施不仅可以保持或提高黄瓜果实产量,同时可以提高果实品质,WOF、POF和FOF处理维生素C含量比CF处理增加30%左右。与CF处理相比,有机肥与化肥配施能提高氮素利用效率,但是不同来源的有机肥与化肥配施在氮素利用效率上存在明显差异。PCR-DGGE分析显示细菌群落结构可分为3大类,CK和CF处理群落结构相似,WOF和POF处理群落结构相似,FOF处理则单独成一类;不同来源的有机肥与化肥配施都能提高土壤中细菌的香农-威尔指数和丰度,与CF处理相比最高能提高5%以上。施入外源有机物质可以改变土壤的细菌群落结构,提高土壤微生物多样性,而施入化肥对土壤的细菌群落结构无显著影响。     

生防枯草芽孢杆菌SQR9固体发酵生产生物有机肥的工艺优化

枯草芽孢杆菌SQR9是一株广谱性的拮抗菌,为促进农业废弃物的资源化利用以及植物土传病害的生物防治,分别以氨基酸有机肥、牛粪堆肥、猪粪堆肥、中药渣堆肥为原料,研究利用SQR9进行二次固体发酵生产微生物有机肥的最佳工艺条件及其原料最佳配比.结果表明,SQR9固体发酵的最佳参数为:发酵最佳原料为中药渣堆肥,接种量10%(φ/mL g-1),麸皮添加量15%,初始含水量65%,发酵温度37℃,翻抛次数1次/24 h,在此发酵条件下,SQR9菌株的活菌总量可达到1.20×1011CFU g-1.中药渣堆肥︰牛粪堆肥︰猪粪堆肥︰氨基酸有机肥的最佳配比为为40︰6︰0︰8,在此原料配比和最佳发酵条件下,SQR9活菌总量可达1.97×1010CFU g-1.因此,用农业废弃物采用合适的工艺条件可以生产出高质量的生物有机肥.     

稻草型生物有机肥对萝卜的作用效果

为推广应用稻草型生物有机肥,采用田间小区试验研究了稻草型生物有机肥对萝卜(Raphanus sativus)功能叶叶绿素含量、碳氮代谢关键酶活性、萝卜产量和品质的影响.结果表明:稻草型生物有机肥处理Ⅰ与等NPK养分施用量的纯化肥处理Ⅱ和菜枯肥处理Ⅲ相比,可提高萝卜功能叶叶绿素含量、防止功能叶早衰;提高硝酸还原酶、蔗糖合成酶、蔗糖磷酸合成酶三种碳氮代谢关键酶活性.处理Ⅰ使萝卜的产量分别比处理Ⅱ和处理Ⅲ提高4.48%、6.01%,维生素C分别提高22.48%、28.24%,可溶性糖含量分别提高10.39%、19.91%,萝卜硝酸盐含量分别下降8.78%和16.67%,且以上4个指标处理Ⅰ与处理Ⅱ和处理Ⅲ的差异均达极显著水平,此外亚硝酸盐含量也明显降低.     

有机-无机肥不同配施比例对稻季CH_4和N_2O排放的影响

2015年通过大田小区试验,以粳稻品种武运粳29号为供试材料,在等氮量有机肥替代化肥条件下,设置5个不同有机-无机肥配施比例处理,采用静态箱暗箱-气相色谱法,对水稻生长季稻田CH_4和N_2O排放通量进行观测,并运用全球增温潜势(global warming potentials,GWP)对稻田CH_4和N_2O排放的温室效应进行测算。结果表明:(1)不同处理稻季CH_4排放的季节性变化趋势基本一致,但排放量大小差异显著,单施化肥(M1)、25%有机肥(M2)、50%有机肥(M3)、75%有机肥(M4)、100%有机肥(M5)替代化肥处理稻季CH_4累积排放量分别为203.37、242.06、255.04、288.06、334.46 kg·hm-2;不同处理稻季N_2O排放的季节性变化趋势也基本一致,但排放量大小差异显著,M1、M2、M3、M4、M5处理稻季N_2O累积排放量分别为3.96、3.43、3.27、2.97、2.60 kg·hm-2;(2)不同处理稻季排放CH_4和N_2O产生的增温潜势高低顺序为:M5M4M3M2M1,M5处理的增温潜势为9 136.8 kg·hm-2;(3)有机肥替代化肥与单施化肥比较,增加了太湖地区的稻田温室效应,但是,50%有机肥替代化肥的M3处理在获得较高水稻产量的同时,其单位产量的全球增温潜势在配施有机肥的各处理中表现为最低,是相对适宜的有机肥替代化肥的替代比例。     

不同施肥模式下硝化抑制剂DCD与生物炭对菜地N_2O排放和土壤特性的影响

通过田间试验,采用静态箱-气相色谱法研究不同施肥模式下硝化抑制剂(DCD)和生物炭对菜地土壤氧化亚氮(N2_O)排放及土壤特性的影响。试验包括单施化肥氮与有机肥替代25%化肥氮2种施肥模式,共设6个处理:(1)单施化肥氮(CF);(2)单施化肥氮DCD(CFDCD);(3)单施化肥氮生物炭(CFBC);(4)有机肥替代25%化肥氮(MF);(5)有机肥替代25%化肥氮DCD(MFDCD);(6)有机肥替代25%化肥氮生物炭(MFBC)。研究结果表明,施氮量为225 kg·hm-2条件下,有机肥替代25%化肥氮处理较单施化肥氮处理显著降低了菜地N2_O累积排放量和土壤硝态氮含量,降幅分别为46.9%和30.7%。整个菜心季土壤N2_O总排放量与收获季0~15 cm土层土壤硝态氮含量之间呈极显著的线性正相关关系,表明有机肥部分替代化肥氮一定程度上改变了土壤中氮素营养的存在形态及氮转化路径。CFDCD和CFBC处理较CF处理显著降低了土壤N2_O排放,降幅达72.8%和38.8%,MFDCD和MFBC较MF处理土壤N2_O排放减少了44.9%和10.3%,表明在本试验条件下,DCD处理抑制菜地N2_O排放的效果相对高于生物炭处理,而生物炭抑制菜地N2_O排放的效果在单施化肥氮模式下表现得更明显。与此同时,DCD和BC配施处理均有效降低了土壤硝态氮的积累,且DCD处理在整个菜心生长季0~15 cm土壤铵态氮含量明显高于相同施肥模式下的其他处理。综上可知,有机肥部分替代化肥氮模式、生物炭与DCD的添加均能有效抑制菜地土壤N2_O的排放并降低土壤硝态氮水平。本研究结果可为调控菜地土壤N2_O气体排放提供提供参考。     

减施化肥和配施有机肥对茶园土壤养分及茶叶产量和品质的影响

通过化肥减施和配施有机肥改善土壤质量,降低氮磷径流损失,提高茶叶产量及品质,为浙江省茶园化肥减施增效、改善茶园土壤环境等提供思路。试验处理分为化肥减施和有机肥配施,以100%化肥施加处理(CK)作为对照,设置化肥减施处理,分别为80%化肥(F1)和50%化肥(F2);有机肥配施处理,分别为20%有机肥配施(OF1)、50%有机肥配施(OF2)和80%有机肥配施(OF3)。分析不同处理中的土壤养分情况、氮磷径流损失量对茶园环境的影响及各处理下茶叶的产量和品质差异。结果表明,(1)茶园化肥施肥量减少20%,茶园土壤速效养分仍可以达到Ⅰ级土壤肥力标准,保证茶叶生长所需养分;随施肥量的减少,径流全氮、全磷浓度显著降低(P0.05);茶叶产量与茶叶品质均未达到显著性差异(P0.05)。(2)有机肥-化肥配施比例为20%～50%时,达到最佳效果,茶园土壤中铵态氮、有效磷、有效钾含量较单施化肥有所提高,土壤养分含量达到Ⅰ级土壤肥力标准;径流全氮、全磷浓度显著降低;2017年全年茶叶产量较CK显著提高,2018年茶叶产量亦显著增加;2017年的OF1、OF2处理中夏茶(采茶日期2017年6月26日)水浸出物含量显著升高,春茶(采茶日期2017年4月29日)、夏茶、秋茶(采茶日期2017年8月20日)的酚氨比显著降低,有利于提高绿茶品质,2018年茶叶品质未达显著性差异。因此,有机肥-化肥配施比例为20%～50%时,土壤养分、茶叶品质及产量均是最优的。     

连平县有机肥日益缺乏及其对策

连平县化肥使用量不断增大，10年来增长了42.6%，但全县耕地面积基本稳定在144496 hm2（表1）水平，复种指数保持在247%的幅度。在农作物产量无重大突破的情况下，化肥使用量的增大，意味着有机肥使用量的减少。 1 连平县有机肥的现状 过去，连平县有机肥来源渠道较多。如今，有机肥来源渠道不多。在对完善镇4户、陂头镇3户、隆街镇1户共8户农民的调查中，发现连平县有机肥现状令人担忧。 1.1 秸秆还田 连平县以稻秆、花生苗等还田面积较大，但总量呈逐年减少趋势。早晚稻收割后有533 hm2被烧毁，占全年水稻面积的2.9%。烧毁稻秆…     

红壤双季稻田不同施肥下的氨挥发损失及其影响因素

在红壤双季稻田上采用密闭气室法测定了施用等氮量化肥(尿素)、有机肥(猪粪)及化肥有机肥(有机氮无机氮各占一半)配施下氨挥发及其田间表面水NH4 -N含量、温度和pH动态变化,研究氨挥发损失及影响因素.结果表明,与施用尿素相比,单施有机肥及化肥有机肥配施显著降低了稻田氨挥发,施用尿素的早稻和晚稻氨挥发损失率分别达41.4%和39.9%,单施有机肥的分别为0.3%和0.9%,化肥有机肥配施的分别为19.6%和8.9%.施肥后,短期内田面水NH4 -N含量和pH均显著上升,其与氨挥发速率均呈显著正相关.     

我国化肥施用量及其可能污染的时空分布特征

近年来，随着化肥施用量的增加，由化肥污染所引起的环境问题逐渐被人们所认识。文章利用我国各省历年主要农作物播种面积和化肥用量资料，提出了化肥施用量评价指数。我国总的化肥施用量没有超过适宜施用量；氮肥实际施用量基本接近于适宜施用量，而磷肥、钾肥的实际施用量严重不足。但对全国各省情况的研究表明，东部地区的氮肥施用量普遍超过或接近于适宜施用量，而中西部地区的氮肥施用量普遍小于适宜施用量；各省磷肥和钾肥的施用量普遍严重不足。因此，应降低东部的氮肥用量以减少污染，同时增加中西部的氮肥施用量。全国各省均应增加磷、钾肥施用量，调整氮、磷、钾肥的比例，有计划地安排我国氮、磷、钾肥的施用量及合理比例，从化肥污染的源头减少化肥污染。     

施肥及作物生长对田间非点源产污的影响

为了揭示施肥及作物生长对田间非点源污染的影响,分别在节瓜地布设不施肥、无机肥、无机肥＋有机肥、有机肥、有机肥＋多肽肥、多肽肥等6种施肥处理的小区,并于节瓜生长的初瓜期、盛瓜期、清藤期采用放水浸泡土壤的方法,测试不同施肥及作物生长状态下田间非点源产污强度。研究表明：在节瓜的生长过程中,各试验小区非点源产污强度呈现初瓜期〉清藤期〉盛瓜期的趋势。各营养元素的主要输出时段有所差异,总N、NH4-N的为初瓜期,总P、总K的为清藤期,NO3-N的为盛瓜期。在灌溉水作用下整个作物生长阶段的非点源产污总量从大到小依次为,有机肥、无机肥＋多肽肥、无机肥＋有机肥、不施肥、多肽肥、无机肥,试验表明该多肽肥具有一定的减污效果。     

江浙沪地区人为NH_3排放量的估算

对１９９０年江浙沪地区人为氨排放进行了统计计算，结果表明江浙沪地区人为氨排放总量为７６９．３０ｋｔ，主要的氨来源为化肥的使用、家畜以及能源的消耗，其中家畜占３００％、化肥使用占２５０％、能源消耗占２５８％。江浙沪地区单位面积排放强度为３．６５ｔ／ｋｍ２，而人均排放量为６２６ｋｇ／人。     

配施猪粪对麦季CH4和N2O排放及温室效应的影响

采用遮光密闭箱和气相色谱法研究配施猪粪条件下麦季CH4和N2O的排放特征,并运用全球增温潜势(PGW)对麦田CH4和N2O排放的温室效应进行估算。结果表明,常规施肥、秸秆还田、50%猪粪和100%猪粪替代化肥处理CH4平均排放通量分别为6.10、10.26、5.32和2.35μg.m-2.h-1,N2O平均排放通量分别为24.25、38.24、12.21和16.06μg.m-2.h-1。CH4排放通量在拔节后随温度升高而增加,N2O排放主要发生在苗期灌溉或降水后。与常规施肥相比,100%猪粪和50%猪粪替代化肥处理麦季CH4和N2O排放产生的总PGW分别降低34.3%和48.9%,单位产量的PGW分别降低26.0%和48.9%,秸秆还田措施的PGW及单位产量的PGW分别提高57.9%和52.0%。然而,与常规施肥与秸秆还田处理相比,100%猪粪处理的小麦产量显著降低(P<0.05)。试验结果表明,在作物高产、稳产要求下,50%猪粪替代化肥措施的减排效果较好。     

科学施肥与农业生产可持续发展

化肥的施用，实现了农业的增产，一百多年来为解决中国人民的温饱问题做出了重大贡献。肥料仍然是粮食安全的重要保障。但不合理施用化肥造成环境污染和食品安全问题，使人们产生了对化肥的错误认识。文章认为必须树立起科学施肥的观念，努力提高化肥利用率，形成有机、无机肥料合理配合使用的格局，促进农业生产可持续发展。此外，还认为应加强肥料市场管理，使之有法可依，并能迎接入世的挑战。     

基于LMDI的中国二氧化硫排放区域变化的因素分解

运用LMDI方法将中国SO2排放变化分解为规模效应、区域经济结构效应、能源强度效应、能源结构效应、产污系数效应和污染治理效应六个因素,并进行了东、中、西和东北四个地区的差异分解分析。结果表明：规模效应是造成各地区SO2排放增加的最重要原因,不同地区不同时段SO2排放的减排因素不同。1999―2003年间,东部、中部地区能源结构和产污系数的减排效应显著,西部、东北地区能源强度和产污系数效应突出;2003―2006年间,东中西部污染治理和产污系数减排效应明显,东北地区能源效率减排贡献大;2006―2009年间,东部、中部的污染治理和能源效率减排贡献突出,西部的产污系数效应和污染治理作用显著,东北的产污系数和能源强度效应突出。建议按照不同地区结合实际情况实行灵活的减排政策。     

Technological influences and abatement strategies for industrial sulphur dioxide in China

Industrial SO₂ is the most important air pollutant in China. This paper outlines the technological impacts on industrial SO₂ emissions in China in terms of: amount, intensity, structure of energy consumption and structure of energy-intensive industries. It shows that industrial SO₂ emissions have linear growth alongside increases in energy consumption, particularly the rise in coal consumption. The contribution of technological factors to decreases in the intensity of energy consumption is 25%, while the structural factor is 75%. The power industry accounts for 52.6% of total industrial SO₂. Optimisation of the structure of energy consumption can reduce SO₂ emissions by 1.98 million tonnes per year. We propose the following technological strategies for industrial SO₂ abatement: adjustment of the system and structure of thermal power generating units, acceleration of flue gas desulphurisation projects, transformation of industrial structures, development of eco-industries and a reduction in energy consumption per unit product. In addition, an effective way to abate industrial SO₂ emissions is to promote governance strategies to stricly enforce SO₂ emission standards, conduct emission trading, and formulate incentives for encouraging cleaner production and clean energy development.     

Methods to empirically estimate direct and indirect rebound effect of energy-saving technological changes in households

Energy efficiency policies have a special importance within carbon emission reduction policies to mitigate the climate change effects. However, potential reductions of energy consumption and, consequently, its resulting emissions, can be offset through the so called “rebound effect”. The concept of “rebound effect” refers to a set of mechanisms whereby the improvement of efficiency reduces the cost of the energy service and this results in the household energy consumption rising and totally or partially negating the reduction achieved by the energy efficiency improvement. This paper provides a methodology to estimate the static direct plus indirect rebound effect of energy efficiency improvements in the use of energy in households. It is based on the combination of econometric estimations of energy demand functions, re-spending modelling and generalised intput-output of energy modelling. It also provides estimations for Catalonia.     

控制稻田甲烷排放的农业技术选择

本文探讨了通过农业技术措施，控制稻田甲烷排放以及减少甲烷排放的潜力。试验结果表明：（１）用沼渣代替农家肥堆肥作基肥时，４种沼渣基肥处理中，有３种处理稻田甲烷排放通量比施农家肥的处理减少２４～６２％，比单纯施化肥处理减少１１～５６％；１种沼渣（马粪）由于腐熟度不够，其处理甲烷减排效果不明显；（２）改换氮肥的施用种类。以硝铵、硫铵代替尿素作追肥，甲烷排放通量分别减少２６％和４６％；（３）稻田的科学灌溉技术，从水用分蘖到抽穗期间，间歇落干，可以明显减少甲烷排放，而对产量无影响；（４）水稻半旱式栽培技术，也可明显抑制稻田甲烷排放。     

中国农业领域温室气体主要减排措施研究分析

气候变暖已成不争事实,主要是由于人为温室气体（GHG）排放增加所致,为减缓气候变暖趋势,各领域迫切需要采取减排措施;农业是一个重要的GHG排放源,农业领域采取减排措施对于减少我国GHG排放、保护农村生态环境有重要意义。文章在大量阅读前人研究结果的基础上,总结我国农业领域主要的减排管理措施,主要从农业活动、农村生活和生物质能源利用三方面进行阐述,并简要分析各措施的减排效果和存在问题。分析发现,农业活动的水肥管理是农田温室气体减排的研究热点,但由于地域和管理流程上的差异,对措施的减排效果尚存在争议;农村生活中存在巨大的减排潜力,采取恰当的减排措施不但可以减少GHG排放,还可以改善农村生态状况和环境卫生条件;农村生物质能源有很大发展潜力,合理开发利用,可以有效替代化石能源消耗,缓解能源危机,减少GHG排放,保护生态环境。总之,在农业领域采取积极的减排措施,有助于国家效应对气候变化,降低农业源污染和GHG排放,减轻环境压力,转换农业发展模式,加速农业现代化,促进农业生产的可持续发展和社会主义新农村建设。