农药风险评价技术在农药减量化中的应用

为减少苕溪流域农药施用量,降低该流域农药对水生生物的环境风险,通过调查苕溪流域防治卷叶螟虫(Cnaphalocrocis medinalis)、稻飞虱(Delphacidae)和水稻纹枯病的农药品种及用量,以农药暴露模拟外壳为工具,运用农药风险评价技术分析其产生的环境风险,并根据风险选择农药品种及用量。结果表明:以吡蚜酮代替噻嗪酮可减少农药用量765 g·hm~(-2),以阿维菌素代替骄子可减少农药0.75 L·hm~(-2),以爱苗替代井冈霉素可减少农药4.27 L·hm~(-2),替代后常规农药总用量降低5.79 L·hm~(-2)。同时该替代技术对试验区水稻产量和病虫害的防治效果大多优于当地农户单独分散用药。由于控制了用药次数和用药量,用药成本下降,水稻种植的经济效益则增加。该技术在减少农药总施用量的同时也降低了农药对水生生物环境毒性的影响,从源头控制了农业面源污染中的化学污染物。     

控释肥与尿素配合施用对稻季土壤CH_4和N_2O排放的影响

为明确控释肥和尿素配合施用对稻季土壤CH_4和N_2O排放的影响,通过田间原位试验,采用人工密闭箱法,观测氮肥(尿素单施、控释肥与尿素配合施用)及不同施氮水平(0、80、160、240 kg·hm~(-2))下水稻生长季土壤CH_4和N_2O的排放通量,以寻求综合温室效应最小的施肥管理措施。结果表明:水稻生长季N_2O排放总量、水稻产量均随氮肥施用量的增加而增加,而CH_4排放总量、综合温室效应与氮肥施用量之间没有显著相关性。控释肥与尿素配合施用对水稻生长季CH_4和N_2O排放及水稻产量的影响因氮肥施用量的不同而不同。与尿素单施相比,不同施氮水平下配合施用控释肥能有效降低N_2O排放总量3.6%~49.6%,其中,烤田期是控释肥发挥减排作用的关键时期。与尿素单施相比,在80 kg·hm~(-2)和160 kg·hm~(-2)施氮水平上,配施控释肥分别增加CH_4排放总量48.1%和27.5%及稻田综合温室效应45.0%和22.8%,而水稻产量无显著差异;在240 kg·hm~(-2)施氮水平上,配施控释肥处理土壤CH_4排放总量降低4.2~15.1%,水稻产量增加5.7%~13.9%,且综合温室效应降低7.5%~19.8%。在240 kg·hm~(-2)施氮水平上,与尿素∶控释肥为3∶7、1.5∶8.5、0∶1的配施处理相比,尿素∶控释肥为4.5∶5.5配施处理的综合温室效应最小,且水稻产量最高。因此,施氮量为240 kg·hm~(-2),尿素和控释肥按4.5∶5.5比例混合施用可作为稻田控释肥推荐施用方式。     

不同耕作模式对双季稻田生态系统净碳汇效应及收益的影响

耕作措施是影响稻田生态系统净碳汇效应和经济收益的关键因素。为探明南方双季稻区不同耕作模式下稻田耕层土壤(0—20 cm)固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的变化特征,开展紫云英(Astragalus sinicus L.)-双季稻大田定位试验,设双季水稻翻耕+秸秆还田(CT)、双季水稻旋耕+秸秆还田(RT)、双季水稻免耕+秸秆还田(NT)、双季水稻旋耕+秸秆不还田(RTO,对照)4种耕作处理,系统分析了不同耕作方式对稻田耕层土壤固碳速率和土壤碳密度、年碳汇平衡和经济收益的影响。研究结果表明,各处理稻田耕层土壤的固碳速率变化范围为2.98—3.43 t·hm~(-2)·a~(-1),耕层土壤碳密度为29.77—34.33 t·hm~(-2),其大小顺序均表现为CTRTNTRTO。不同耕作处理稻田生态系统作物的净碳固定变化范围为5.27—7.43 t·hm~(-2)·a~(-1),其大小顺序表现为CTRTNTRTO;CT和RT处理土壤的净碳汇量分别比NT处理增加40.26%和3.90%。不同处理稻田生态系统物质投入的碳成本为0.03—0.85 t·hm~(-2)·a~(-1),年经济收益为7.11—8.81×10~3 CNY·hm~(-2)·a~(-1),稻田生态系统经济效益大小顺序表现为CTRTNTRTO。总之,翻耕、旋耕结合秸秆还田处理均有利于提高双季稻田耕层土壤的固碳速率、碳汇效应和经济收益,是增加耕层土壤有机碳库贮量的有效措施。     

有机肥与磷肥配施对滨海盐渍化土壤磷素淋洗风险的影响

针对滨海盐渍化土壤水稻种植过程中出现的磷素淋洗风险,采用田间微区试验,研究了不同用量有机肥和磷肥对滨海盐渍化土壤有效磷含量及磷素淋洗风险的影响。试验设磷肥与有机肥两个因素,3个磷(P_2O_5)水平,分别为P0:无磷,0kg·hm~(-2);P1:低磷,64 kg·hm~(-2);P2:高磷,128 kg·hm~(-2)。3个有机肥(碳)水平,分别为C0:无碳(有机肥0 kg·hm~(-2));C1:低碳,450 kg·hm~(-2)(有机肥1 000 kg·hm~(-2));C2:高碳,900 k·hm~(-2)(有机肥2 000 kg·hm~(-2))。共设7个处理:T1:无磷施用;T2:低磷;T3:高磷;T4:低碳低磷;T5:低碳高磷;T6:高碳低磷;T7:高碳高磷。结果表明,磷肥施用显著提高了土壤剖面中H2O-P、Na HCO3-P含量;低磷低碳处理下0~20 cm土层土壤中磷饱和度(DPS)较低磷处理低,其他土层土壤中磷饱和度无显著变化;而低磷高碳处理可显著提高40~60 cm土层土壤中磷饱和度,高于28.1%的临界饱和度;高磷低碳处理表层土壤有效磷含量为31.8 mg·kg~(-1),对整个剖面土壤中磷饱和度影响不大,磷素淋洗风险较小;而高磷高碳处理在提高表层土壤有效磷含量的同时,显著提高了20~40、40~60 cm土层土壤中磷饱和度,且均高于临界饱和度,导致整个土壤剖面具有很高的磷素淋失风险。在滨海盐渍化土壤水稻种植中,配施450 kg·hm~(-2) C和64 kg·hm~(-2) P_2O_5(碳磷比为15.1)时,磷素淋洗风险较低,而过量施用磷肥和有机肥将导致土壤磷素淋洗,利用效率降低。     

四川省主要农业投入品时空变化特征及影响因素

当前资源环境约束日益严峻,农业投入品合理利用事关绿色发展与农业供给侧改革的推进。对四川省5个不同农业区主要农业投入品(化肥、农药、农膜)使用现状进行调查,结合往年统计数据并建立主成分回归模型,分析3大投入品施用强度的影响因素。结果表明:(1)研究区化肥使用总量近60 a间呈递增趋势,其中4个区化肥施用量现状超过发达国家上限标准(225 kg·hm~(-2)),有机肥投入量大小趋势与化肥相反。化肥投入结构失衡,各区总体表现为偏氮少钾。各农业区肥料利用效率有分异,川西北高原区最高(25.72 kg·kg~(-1)),攀西山地区最低(13.14 kg·kg~(-1));(2)1993—2013年间农药施用总量增加了56.96%。成都平原区农药投入量(6.17 kg·hm~(-2))是攀西山地区(2.10 kg·hm~(-2))的3倍。农药投入结构不合理,偏重杀虫剂;(3)1993—2013年间农膜总投入量增长了290%,地膜所占比例较大,可降解地膜只占10%;(4)种植便利度、城镇化率与3大农业投入品强度均呈正相关关系,种植结构与投入品强度均呈负相关关系。市场经济导向下种植结构快速调整,生产周期短、复种指数高的经济类作物大面积播种,化学投入品强度增加,并造成环境风险。针对四川省投入品用量不断上升、区域失衡和结构不合理等问题,提出应继续推广投入品高效环保施用技术;因地制宜优化种植结构,发展循环农业;普及适度经营管理模式,依托农业机械化对农户统一指导管理;实施以新型产品和服务为重点的减量增效补偿试点的措施。     

减氮配施生物炭对水稻生长发育、干物质积累及产量的影响

探讨了化学氮肥减量配施秸秆生物炭对双季稻生长发育、光合作用、物质积累及产量的影响,为水稻作物的养分管理提供参考依据。通过两季田间试验,设置对照(不施氮,CK),常规施氮(180 kg·hm~(-2),N100)、减氮20%(144 kg·hm~(-2),N80)、减氮20%+15 kg·hm~(-2)生物炭(N80+BC),减氮40%(108 kg·hm~(-2),N60)、减氮40%+15 t·hm~(-2)生物炭(N60+BC)6个处理来对比研究减量施氮配施稻秆生物炭对水稻生长、光合特性、物质积累及产量性状的影响,为化肥减量化和生物炭的农业生产利用提供参考依据。结果表明,与常规施氮相比,单纯减氮(N80、N60)或减氮配施生物炭(N80+BC、N60+BC)对水稻株高无显著影响;移栽70 d后与单纯减氮相比,N60+BC提高水稻分蘖数8.37%;晚稻分蘖期N80+BC的最大光化学量子效率(F_v/F_m)比N80显著增加8.17%,配施生物炭对叶绿素含量(SPAD)无显著影响。在早稻分蘖期和晚稻成熟期,N80+BC比N80的干物质重量显著增加40.33%、20.43%;减氮20%、40%配施生物炭(N80+BC、N60+BC)比常规施氮2018年早稻分别增产11.64%和18.07%,晚稻则差异不大。研究表明,施用15 t·hm~(-2)稻秆生物炭可以在稳定水稻产量的同时减少20%—40%的化学氮肥施用量,实现水稻氮肥管理的"减量增效"。     

稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹分析

探明稻-虾(克氏原螯虾)综合种养模式的碳足迹大小及其构成特征,对促进稻-虾综合种养低碳发展具有重要意义。该研究采用问卷调查法,运用碳足迹理论系统分析稻-虾生产模式碳足迹产生及其构成,并进一步分析其主要影响因素。结果表明:稻-虾生产模式下单位面积碳足迹为7 859 kg·hm~(-2)(以CO_2当量计,全文同),介于稻-麦(10 650 kg·hm~(-2))和单季稻生产模式(5 483 kg·hm~(-2))之间;单位产值和单位利润碳足迹分别为0.11和0.26 kg·元~(-1)(以CO_2当量计,全文同),分别比稻-麦和单季稻生产模式降低64.26%、60.65%和67.37%、45.02%。与稻-麦相比,稻-虾生产模式显著降低直接碳排放,间接碳排放无显著性差异;与单季稻相比,稻-虾生产模式显著提高间接碳排放,对直接碳排放无显著影响。稻-虾生产模式下,碳足迹大小与虾产量、产值和利润呈"抛物线"型变化趋势,在碳足迹为7 458、7 855和7 363 kg·hm~(-2)时能够分别获得产量、产值和利润最大化。生产规模对稻-虾生产模式碳足迹具有显著影响,小规模(5.00 hm~2)和大规模(20.00 hm~2)生产有利于降低碳足迹、提高产值和利润。总之,相对于传统稻田生产方式,稻-虾生产模式能够有效减排增效,但应关注碳足迹与经济效益之间的权衡点,促进稻-虾生产模式的绿色高效发展。     

竹炭与有机肥混施对火龙果产量和品质影响及其改土作用

以元谋红心火龙果地为研究对象,设置3个水平有机肥施肥量,分别为低(22.5 t·hm~(-2),L)、中(45 t·hm~(-2),M)、高(90 t·hm~(-2),H),有机肥中竹炭添加量分别为0%(Y0)、3%(Y3)、6%(Y6),采用完全随机组合设计,分析竹炭与有机肥混施对红心火龙果地土壤性质及其产量和品质的影响,以期为生物炭和有机肥的混施在元谋地区农业生产和红心火龙果高效生产中的应用提供参考依据。结果表明,竹炭与有机肥混施后0—20 cm土壤中养分含量比单施有机肥显著提高;竹炭与有机肥混施提高了土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性,降低了脲酶活性;土壤性质与酶活性之间存在显著或极显著正相关关系。单施高量有机肥量比低量有机肥量红心火龙果增产24.98%;竹炭与有机肥混施显著增加了红心火龙果总产量,与Y6H处理相比,Y6M、Y6L处理分别增产9.94%、29.82%,且混施增加了红心火龙果中维生素C和花青素含量,而对可溶性蛋白含量影响不显著。在本试验条件下,22.5 t·hm~(-2)或45 t·hm~(-2)的有机肥用量下添加3%或6%的竹炭,0—20 cm土壤养分含量最高,增产效果最好,且火龙果品质更佳。因此,需要继续探究施用有机肥用量为22.5—45 t·hm~(-2)与添加3%—6%竹炭的最佳配比,达到既能改良土壤,降低施肥成本,又能提高产量和品质的目的。     

生物降解地膜性能及对棉花产量的影响评价研究

地膜残留污染是新疆棉花生产面临的最突出的环境问题,而生物降解地膜是解决地膜残留污染问题的重要手段。采用一种新型生物降解膜,在棉田开展了连续两年的评价试验研究,系统评价了生物降解地膜(BD)的田间降解特性、物理机械性能、增温保墒功效以及对棉花生长发育及产量形成的影响,并结合生物地膜经济效益分析了生物降解膜在棉花生产中的应用前景。结果表明,BD降解性能稳定,于覆膜51-62 d开始降解,基本满足前期棉花生长需求,直至棉花收获BD降解率为78.2%。随着覆膜时间的增长和降解进程的发展,地膜拉伸负荷与断裂伸长率均明显下降。BD保水性能明显低于普通地膜(PE)。整个生育时期内BD日平均温度较PE降低0.46℃,苗期和蕾期BD土壤温度较PE分别降低0.91℃和0.39℃,花铃期和吐絮期BD土壤温度较PE分别提高0.35℃和0.50℃。2015年和2016年BD较PE分别减产237.6 kg·hm~(-2)和181.5kg·hm~(-2),2 a平均减产209.6 kg·hm~(-2),平均减产率为4.86%,因生物降解地膜不断改进,每年产量差异逐渐减小,在忽略普通地膜回收成本的前提下,2 a BD较PE净利润收入减少1 802.49 yuan·hm~(-2),产投比下降0.08。综上,降解地膜要实现大面积的推广和应用,在功能和产品价格上仍需不断改进。     

施用城市污泥堆肥对稻田温室气体排放及重金属含量的影响

随着城市污泥量日益增多,污泥农用受到极大关注。该研究,以水稻扬宁3号为供试材料,设置田间原位试验,研究不施肥(CK)、常规尿素施肥(N240)、施用污泥堆肥(OF)对稻田CH4和N_2O排放,土壤和植物重金属累积的影响。结果表明,OF处理水稻生长季CH_4排放量为68.09 kg·hm~(-2),是N240和CK处理的两倍多(P0.05);N_2O排放量为0.94 kg·hm~(-2)(以N计),比N240处理少46%(P0.05),比CK处理多6倍(P0.05);OF处理GWP(Global Warming Potential)比N240处理高37%(P0.05),二者水稻产量相当且无显著差异,OF处理GHGI(Greenhouse Gas Intensity)比N240处理高41%。水稻移栽后3个处理的土壤重金属Cr、Cu、Cd含量均无显著性差异(P0.05),Ni、Zn含量差异显著:OF处理Ni、Zn含量分别比N240高6%、16%(P0.05);水稻成熟期土壤中Cr、Cu、Cd含量无显著差异,Ni、Zn含量OF处理分别比N240处理高16%、19%(P0.05),且均低于《土壤环境质量标准》GB15618—1995二级标准。重金属在水稻不同部位的富集程度不同,Zn、Cd表现为秆壳籽粒,Cr、Ni、Cu表现为壳秆籽粒。与N240处理相比,OF处理稻米中重金属Cu含量减少10%(P0.05),而Cr、Zn、Cd含量分别增加76%、31%、50%(P0.05)。Ni在N240中未检出,在OF中含量为0.24mg·kg~(-1)。各处理稻米中重金属含量均在国家食品安全标准限值范围内。综上,污泥堆肥作为稻田施用仍需对其环境效应进行监测。     

不同施肥管理对“多花黑麦草-水稻”轮作系统杂草防控效应的影响

为解决我国南方冬季稻田闲置造成资源浪费、杂草丛生问题,在湖南湘西地区引入"多花黑麦草(Lolium multiflorum L.)-水稻(OryzasativaL.)"轮作(IRR)系统,探讨冬种黑麦草施肥管理对农田杂草的影响。黑麦草季设置不同施肥量和肥料种类处理:种草无肥(NF)、种草施复合肥(F1、F2、F3)、种草施尿素(N1、N2、N3),并设置冬闲田为对照(CK)。黑麦草生长期间对农田杂草进行了跟踪调查,同时采用镜检法对不同处理的表层土壤(0-20 cm)杂草种子进行鉴定与计数;后作水稻生长期间,调查了不同处理的杂草种类与密度。结果表明:冬种黑麦草期间施用复合肥1 500kg·hm~(-2)(F2处理),黑麦草干草产量显著高于其它处理,达12.93 t·hm~(-2)(鲜草达80.21 t·hm~(-2)));前作黑麦草期间,种草处理组的杂草密度相比于CK最多降低了81.94%(P0.05),土壤杂草种子库密度降低了65.49%(P0.05),后作水稻杂草密度降低了58.14%(P0.05);而单施尿素超过540 kg·hm~(-2)有增加杂草种子库的趋势,并显著增加了后作水稻的杂草发生。黑麦草生长期间的土壤肥力与杂草密度有一定的相关性,冗余分析结果表明施肥措施引起土壤全K含量的差异是影响冬季杂草群落的主要因素,与杂草总密度呈正相关;而土壤P、N含量差异是影响土壤杂草种子库的主要因素,两者呈正相关。可见,冬种黑麦草可在冬季提供青饲料的同时,有效控制农田杂草,且平衡施用NPK对IRR系统中的黑麦草产量和杂草防控具有极为重要的作用。     

施氮水平对河套灌区套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮的影响研究

通过田间试验研究了河套灌区套作小麦(Triticum aestivum L.)-玉米(Zea mays L.)在不同施氮水平下(小麦N0 0 kg·hm~(-2)、N1 90 kg·hm~(-2)、N2 180 kg·hm~(-2)、N3 270 kg·hm~(-2);玉米N0 0 kg·hm~(-2)、N1 135 kg·hm~(-2)、N2 270 kg·hm~(-2)、N3 405 kg·hm~(-2))土壤微生物量碳、氮的变化规律,为农业生产中定量施氮提供有益的生物参数和指标。结果表明:小麦全生育期内土壤微生物量氮、碳含量呈现出"升-降-升"趋势,抽穗期土壤微生物量氮达到最大值,灌浆期的下降幅度最大,土壤中的养分被小麦大量吸收消耗,此时微生物矿化出一部分微生物量氮以供作物吸收利用,土壤微生物量含量大幅下降。玉米土壤微生物量氮、碳含量随生育期进程推进而先增加后降低,在抽雄期出现峰值,土壤中的有效养分充足,同时,根系代谢活动旺盛,分泌物增多,使微生物代谢加快,为微生物的生长和繁殖提供了充足的营养环境。套作小麦-玉米土壤微生物量碳、氮含量均随着施氮水平的升高呈现出先增加后降低的趋势,在N2(小麦180 kg·hm~(-2)、玉米270 kg·hm~(-2))水平下,土壤微生物量碳、氮含量最高。N2处理的小麦微生物量碳较N0增加了53.7%,微生物量氮则是N0的3.29倍;N2处理的玉米微生物量碳、氮分别是N0的2.61、5.38倍。回归分析表明,土壤微生物量与施氮量之间表现为显著的二次型回归关系,适宜的氮肥施用量对微生物量碳、氮的负效应较低;根据边际分析及综合土壤微生物量碳、氮,推荐小麦最佳施肥量为165.9~187.5 kg·hm~(-2),玉米最佳施肥量为227.5~287.9 kg·hm~(-2)。     

改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响

华南地区蔬菜地土壤磷极易被固定,磷的生物有效性极低。生物炭作为一种土壤改良剂,能够改善土壤的理化性质,提高磷的生物有效性,促进植物磷素吸收和生长。采用田间小区试验,设置5个改性生物炭施用水平:F0(0)、F1(2 250kg·hm~(-2))、F2(4 500 kg·hm~(-2))、F3(6 750 kg·hm~(-2))、F4(11 250 kg·hm~(-2)),研究改性生物炭对小白菜生长和磷素吸收的影响,以期为改性生物炭在蔬菜保质保量生产上的应用提供理论依据。结果表明:在施用改性生物炭处理中,土壤有机质含量均呈增加趋势,增加幅度为3.28%～17.98%,仅F4(11 250kg·hm~(-2))处理与其他处理相比差异达显著水平(F=4.28,P=0.028);改性生物炭可以提高小白菜产量,提高幅度为6.92%～32.04%;改性生物炭的施用可以降低硝酸盐含量,与对照相比,F2(4 500 kg·hm~(-2))和F3(6 750 kg·hm~(-2))处理小白菜硝酸盐含量显著降低,分别降低幅度14.86%和9.92%;改性生物炭的施用可以提高维生素C和可溶性糖含量,提高小白菜的吸磷量,其中F3(6 750 kg·hm~(-2))和F4(11 250 kg·hm~(-2))处理提高幅度最大,且与对照差异显著(F=11.71,P=0.001)。总体而言,改性生物炭可以提高蔬菜的产量,改善蔬菜品质,提高蔬菜对磷的吸收。     

硝化抑制剂对覆膜稻田CH_4和N_2O排放的影响

为明确硝化抑制剂对覆膜稻田CH_4和N_2O排放的影响,采用静态箱-气相色谱法和荧光定量PCR技术研究了双氰胺(Dicyandiamide,DCD)和2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(Nitrapyrin,CP)两种硝化抑制剂的配施(处理为:覆膜施用尿素,PM;覆膜施用尿素配施DCD,PM+DCD;覆膜施用尿素配施CP,PM+CP)对覆膜栽培下稻田CH_4和N_2O排放及其相关功能菌群落丰度的影响。结果表明:整个水稻生长期,配施DCD(PM+DCD)显著降低N_2O季节总排放(P0.05),降幅达24%,提高CH_4季节总排放(P0.05);配施CP(PM+CP)同时降低CH_4和N_2O的季节总排放,降幅均为11%。CH_4排放主要集中在水稻分蘖盛期,此阶段,配施DCD显著提高产甲烷菌群落丰度,降低甲烷氧化菌群落丰度(P0.05),而配施CP则降低产甲烷菌群落丰度,显著提高甲烷氧化菌群落丰度(P0.05),这可能是由于配施DCD提高了CH_4排放总量而配施CP降低了CH_4排放。在N_2O排放集中时期(水稻生长前期),配施DCD和CP均降低了氨氧化菌群落丰度,显著提高了反硝化菌群落丰度的趋势(P0.05)。配施DCD(PM+DCD)、配施CP(PM+CP)和覆膜栽培(PM)处理的碳交易成本GWP-cost分别为831、735和822 yuan·hm~(-2);温室气体排放强度GHGI分别为0.69、0.61和0.70 t·t~(-1);产量分别为9.20、9.24和9.00 t·hm~(-2)。因此,综合考虑温室气体效应和经济效益,覆膜栽培稻田模式下,配施CP可以保证增产和减排,值得推广。     

橡胶林氮肥施用后在土壤中的残留、累积和迁移

氮肥在土壤中的残留是土壤氮库的重要补充,对于维持土壤氮水平和保证作物高产具有重要作用。目前人们对热带季风气候下橡胶林氮肥施用后的残留特征了解还很少。利用微区试验结合~(15)N示踪技术,研究了橡胶林酸性砖红壤中不同施氮水平下(0、100、200和400 kg·hm~(-2))氮肥的残留、累积和迁移。结果表明,不同施氮水平下肥料氮当年根层土壤(0-100cm)残留量为23.36-109.36 kg·hm~(-2),残留率为23.36%-31.85%,施氮量的升高显著增加了肥料氮的残留量;2年后,不同施氮水平下肥料氮根层土壤残留量仅20.45-41.78 kg·hm~(-2),残留率10.45%-20.45%,施氮量的增加显著降低了肥料氮残留率;试验第1年(枯水年),不同施氮水平下土壤硝态氮主要在根层土壤累积(24.61-172.47 kg·hm~(-2)),而淋洗迁移到深层土壤(100-200 cm)的硝态氮不多(13.89-51.66 kg·hm~(-2))。根层土壤硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系;试验第2年(丰水年),不同处理的根层土壤硝态氮累积很少(仅5.39-22.95 kg·hm~(-2))。3个氮肥处理的硝态氮均不同程度地迁移、淋洗到深层土壤,达53.36-201.42 kg·hm~(-2)。深层土壤中的硝态氮累积量与施氮量呈极显著正相关关系。综上,橡胶林氮肥施用后的土壤残留率较低,施氮量是影响橡胶林土壤硝态氮累积、迁移的重要因素。     

水稻与水合欢间作对作物群体产量、氮素吸收及土壤氮素的影响

豆科与禾本科作物间作有利于提高氮素利用率及作物群体产量。旱地条件下豆科与禾本科作物间作产量优势的研究已多见报道,但水田环境下水稻(Oryza sativa)与豆科水生作物间作模式的研究报道甚少。在华南地区水田条件下分别构建了2015年晚稻和2015年早稻水稻与水合欢(Neptunia olerace)间作模式,并探讨该模式对产量和稻田土壤氮素的影响。试验设常规施氮水稻单作(N 180 kg·hm~(-2),CK)、低氮水稻单作(N 140 kg·hm~(-2),LRM)、水稻-水合欢间作(N140 kg·hm~(-2),LRN)和水合欢单作(N 140 kg·hm~(-2),NOM)4种处理,测定不同种植模式下的作物产量、吸氮量、土地当量比及稻田土壤全氮含量的变化。结果表明,间作栽培模式下的水稻茎蘖数、叶面积指数和地上部生物量均显著高于CK和LRM,其中与水合欢相邻的边行水稻茎蘖数、叶面积、地上部生物量和产量均显著高于内行。水稻实地面积产量表现为LRNCKLRM,LRN处理下水合欢实地面积产量低于NOM。2014年晚稻和2015年早稻,以LRN、NOM和CK计算的土地当量比分别为1.01和1.20,以LRN、NOM和LRM计算的土地当量比分别为1.12和1.25,表明间作模式下作物整体产量明显提高。LRN处理下水稻群体总吸氮量显著低于CK和LRM,经过两季种植后,LRN处理下土壤全氮含量分别比CK和LRM提高了0.21%和1.69%。在水田环境中,水稻与水合欢间作在低氮投入下能维持较高的土地当量比,且提高了作物群体产量和土壤全氮。     

施用河道污泥对水稻磷素吸收利用的影响

于2013、2014年以苏州市相城区望亭镇某河道污泥为研究对象,设计施氮量为120 kg/hm~2(LN)、240 kg/hm~2(NN)2个水平,连续两季种植粳稻品种武运粳24,探讨河道污泥农田施用对水稻不同生育时期磷素含量、吸收、分配和利用效率的影响.结果表明:1施用河道污泥后,水稻不同生育时期植株含磷率显著提高,各生育时期吸磷量显著提高;2施用河道污泥对水稻多数生育时期磷素在茎鞘、叶片和穗中分配比例无显著影响;3施用河道污泥后,水稻不同生育时期磷素干物质生产效率均极显著降低,磷素籽生产粒效率和P素收获指数显著降低;4增施氮肥后,水稻不同生育时期的植株磷素含量和吸磷量均显著或极显著增加,磷素干物质生产效率和籽粒生产效率显著下降;5河道污泥×氮对稻株多数生育时期磷素吸收利用无显著互作效应.综上,施用河道污泥后,水稻植株含磷率、磷素吸收量显著提高,磷素干物质生产效率和籽粒生产效率均显著降低.     

基于高时空分辨率的气候变化对全球主要农区气候生产潜力的影响评估

气候变化背景下,对全球主要农区气候生产潜力进行定量评估不仅可以反映出该地气候生产潜力水平与光、温、水资源配合协调的程度及地区差异,而且对提高土地生产力水平,指导农牧业生产具有重要意义。以全球主要农业区为研究对象,应用全球高时空分辨率气象格点资料和气候生产潜力模型,评估了1981-2015年气候变化对全球主要农区气候生产潜力的影响。结果表明,(1)1981-2015年全球主要农区气候生产潜力呈波动上升趋势,在7.68-8.28t·hm~(-2)之间变化,平均为7.97 t·hm~(-2),最大值出现在2010年,最小值出现在1987年。(2)同年际变化相似,气候生产潜力年代际增长也十分明显,其中20世纪80年代和20世纪90年代之间的增长最显著。(3)35年间,全球主要农业区平均农业气候生产潜力空间分布的基本特点是南高北低,区域差异显著。全球农业区主要集中在东亚、南亚、中亚、西亚、南欧、大洋洲南部、南美洲东部和北美洲南部等地,最高值出现在亚洲东南部,为28.9 t·hm~(-2),北美洲南部、大洋洲南部、亚洲中部、非洲中部等地气候生产潜力较低,大部分地区在5.1t·hm~(-2)以下。(4)35年间,亚洲西南部、中部和北部以及北美洲中部和东南部等地的农业区气候生产潜力显著提高,大部分地区提高了0.00-6.00 t·hm~(-2);而在欧洲大部分地区、南美洲北部和东部、非洲中部和南部以及大洋洲大部分地区气候生产潜力明显减少,变化幅度在-7.99-0.00 t·hm~(-2)之间。总体而言,气候变化对亚洲和北美洲农业区农业生产有利,而对欧洲、南美洲、非洲和大洋洲农业生产不利。     

泸州市农业碳收支时空变化及公平性评价

根据泸州市空间面板数据,分别采用参数估算法及IPCC清单估算法估算该市2006—2015年农业生产碳收支状况,并用生态承载系数及经济效率系数进行区域农业碳排放公平性评价。结果表明:(1)2006—2015年该市农业碳吸收量由166. 47×10~7kg增长到188. 38×10~7kg,水稻碳吸收占比最大。农业碳吸收强度由2006年的8×10~3kg·hm~(-2)上升到2015年的8. 96×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区叙永县明显减弱,而泸县和合江县显著增强。(2)研究期该市农业碳排放量由144. 02×10~7kg减少到127. 71×10~7kg,其中牲畜养殖是最大排放源。农业碳排放强度由2006年的6. 92×10~3kg·hm~(-2)下降到2015年的6. 07×10~3kg·hm~(-2),其中龙马潭区、纳溪区、叙永县和古蔺县明显减弱,而泸县显著增强。(3)农业碳排放生态承载力从大到小依次为江阳龙马潭泸县合江纳溪古蔺叙永;农业经济效率从大到小依次为龙马潭江阳泸县合江纳溪古蔺叙永。(4)农业碳排放公平性聚类分析结果显示,该市北部平原地区在一定程度上分担了其他地区的农业碳减排压力,南部山区农业碳排放则加重了该市农业碳减排压力。     

氮肥施用对西藏青稞产量及氨挥发损失的影响

为了解西藏农田系统氮肥施用对青稞产量和氨挥发氮损失的影响规律,通过田间随机区组试验,设置了N0～N3共4个施氮水平,采用田间原位测定-通气法,研究了土壤氨挥发通量、变化规律及其与产量的关系。结果表明:青稞产量与施氮量呈显著正相关(P0.05),氮肥贡献率高达32.13%,氮肥农学效益为3.62～4.78 kg·kg~(-1)。氨挥发总累积量为3.38～21.51 kg·hm~(-2),氨挥发导致的氮肥损失率为10.75%～15.49%,与施氮量呈极显著相关(P0.01)。青稞农田氨挥发主要发生在基肥期,基肥氨挥发周期44 d,第10天开始陆续出现挥发峰,追肥氨挥发集中在施肥后7 d内。综合考虑生产效益和以氨挥发为指标的环境安全,该区域青稞农田纯N建议施用量为:基肥40.02 kg·hm~(-2),拔节追肥13.32～26.70 kg·hm~(-2),抽穗追肥40.02 kg·hm~(-2)。