不同轮作模式下作物根际土壤养分及真菌群落组成特征

为研究宁夏中部干旱带不同轮作模式下土壤养分及真菌群落组成的特征,以谷子轮作大豆（MRG）、轮作籽粒苋（MRA）、轮作藜麦（MRQ）及谷子连作（CK）为对象,测定了土壤养分含量,并利用Illumina MiSeq高通量测序平台测定了土壤真菌的ITS变异区序列.结果表明,不同轮作模式对土壤养分的影响存在差异.3种轮作模式下土壤pH和电导率均有所下降,土壤全氮、全钾、全磷和有机质含量均上升,OTUs数和α多样性指数均高于连作.真菌群落组成研究结果显示,子囊菌门（Ascomycota）为4种模式下的优势菌群.聚类分析显示MRA和MRG的真菌属组成最为相似,其次是MRQ,CK与3种轮作模式相差较大.相关性分析显示,土壤养分与几种优势真菌属呈显著相关性（P<0.05或P<0.01）,土壤全氮、全钾、硝态氮和有机质含量是影响土壤真菌群落最主要的因子.主成分分析（PCA）表明,MRG轮作模式优于MRA和MRQ模式.综上所述,轮作提高了真菌群落多样性指数,改变了土壤真菌群落结构,改善了土壤肥力状况,其中以谷子与大豆轮作效果最佳,建议将谷豆轮作作为中部干旱带杂粮产业中主要的轮作模式之一进行推广.     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

肥料投入水平与养分资源高效利用的关系

提高资源利用效率是实现农业可持续发展目标的核心,本文以山东省和全国作物施肥现状研究为基础,探讨了肥料投入与养分资源效率及环境风险的关系。从区域、农户和 吨粮田不同层次上的分析表明,高投入下可以实现高效率,关键是提高综合管理的科学水平;经济作物生产中存在经济效益和资源效率分离的现象,生产者受经济利益驱动,大量投入肥料,由此会带来极低的资源效率和巨大的环境风险;在注意经济发达地区高化肥投入带来的环境问题的同时,还需要关注发展高经济价值作物带来的低资源效率和高环境风险。     

玉米-花生混作系统中的氮铁营养效应

采用盆栽试验的方法研究了不同施氮水平和种间相互作用对花生铁营养、根瘤固氮能力以及系统氮营养的影响。结果表明,在本试验种植密度下,施氮水平和种植方式对下针期单株花生生物量无显著影响。在不同施氮水平下,玉米-花生混作不仅均显著改善了花生铁营养,而且玉米对氮素的大量吸收显著降低了混作花生根际土壤硝态氮的质量分数,从而使得花生根瘤数增加,根瘤固氮酶活性增强。混作花生铁营养受混作玉米氮营养及作物发育状况的影响较大,并且下针期花生固氮酶活性受施氮抑制及花生铁营养改善的促进。这说明,根际土壤硝态氮的质量分数的降低和花生铁营养的改善是石灰性土壤上花生固氮能力增强的关键因素,而花生生物固氮作用的增强是该混作系统体现氮营养优势的主要原因。     

温度对FBAR反应器的运行特性及古菌微生物群落影响

为探讨固定床厌氧反应器（FBAR）在不同温度下的运行特性及微生物群落变化,比较了高温（50℃）、中温（35℃）、低温（4℃）3个温度阶段反应器产甲烷特性及古菌群落变化.结果表明;绝对产气量由大至小依次为高（50℃）、中（35℃）、低温（4℃）,单位负荷产气量依次为中温（2.84L/OLR）,低温（2.5L/OLR）,高温（1.8L/OLR）;甲烷含量依次为低温（74.5%）、中温（63.5%）,高温（57.3%）,不同温度阶段对挥发性有机酸含量变化有一定的影响.克隆文库分析表明：不同温度条件下固定床厌氧反应器内部微生物群落的丰富性存在很大的差异.定量PCR分析表明：甲烷鬃毛菌是中温和高温反应器内的优势菌,低温4℃炭纤维载体和污泥中的优势菌都是甲烷微菌.从能耗、经济效益角度分析低温条件更适合沼气发酵,而主要是以嗜氢产甲烷菌代谢途径为主.     

新疆玛纳斯河流域灌溉水资源保证程度及提升策略

从供需两方面,构建了区域灌溉水资源保证程度分析模型,利用该模型对玛纳斯河流域灌溉水资源保证程度进行了分析。结果表明,现状年玛纳斯河流域灌溉水资源保证程度为79.21%,各灌区存在较大的差异,下野地、莫索湾、金安、玛纳斯等灌区灌溉水资源保证程度较低,分别为69.09%、78.76%、78.25%、71.24%,明显处于亏缺状态,而石河子灌区达115.06%,处于相对盈余状态。在各灌区灌溉总面积维持现有数量以及保证灌区水资源安全的前提下,随着加大部分灌区(金安、玛纳斯和石河子灌区)地下水资源开发力度,大力发展高新节水技术以及调整种植结构,近期流域灌溉水资源保证程度总体可接近100%,但流域内除石河子灌区外,下野地、莫索湾、金安、玛纳斯等灌区灌溉水资源仍处于亏缺状态。2020年随着各种综合措施的进一步实施,全流域灌溉保证程度将增加至113.19%,各灌区将实现灌溉水资源供需平衡。最后,针对3类不同灌溉水资源保证程度地区的水资源利用状况,提出了差别化的提升策略。     

县域农田生态环境质量监测数据库的设计与建立

农田生态环境质量监测数据库是农田数据管理和环境质量监测的新方式。文章以绿色食品生产基地的建设为目标，通过监测单元的划分、数据采集和处理的规范化、数据编码、数据表的创建、数据录入、查询和应用分析等关键环节，对建立县域田块尺度生态环境质量数据库的方法和体系作了探讨。     

不同灌水条件下冬小麦的产量、水分利用与氮素利用特点

了解不同灌水量(次数)处理条件下华北平原地区冬小麦的产量形成、氮素利用与水分利用的特点.在大田相同的施肥量与施肥方式、播前浇底墒水750m3.hm-2条件下,设置春季不灌水、春季灌2水(拔节+开花)和春季灌4水(起身+孕穗+开花+灌浆)3个水分处理(每次灌水定额750 m3.hm-2),分析了不同灌水量(次数)对植株氮素吸收利用、产量、土壤水分动态及利用效率的影响.冬小麦生育期内总耗水量和开花后耗水量均表现为随灌水次数(量)增加而增大的趋势,但耗土壤水量却随灌水增加而显著减少.春季灌水处理的经济产量均显著高于春季不灌水处理,但春灌2水和春灌4水之间无显著差异.水分利用效率(WUE)在春不灌水和春灌2水间无显著差异.但它们均显著高于春季灌4水处理.植株总吸氮量均随着灌水次数(灌水量)的增加而呈现出上升的趋势,春灌2水和灌4水处理的总吸氮量无显著差异,但它们均显著大于不灌水处理.氮素生理效率和氮素收获指数随灌水量(次数)增加略有下降,不同灌水处理之间并无显著差异.春灌2水处理相对春季不灌水处理显著提高了经济产量和植株总吸氮量,水分利用效率并没有明显下降;与春灌4水处理相比,经济产量和植株总吸氮量没有明显降低.但水分利用效率和水分边际效益显著提高.冬小麦节水栽培(春灌2水)有利于节水、氮素高效利用和高产的实现.     

沼液安全利用的总量匹配研究——以光泽县山头村沼液浇灌稻田为例

为光泽县实施沼液安全利用的可行性提供科学支撑,在光泽县山头村开展10组不同沼液灌溉水稻的方式,观测稻谷产量、品质、氮素利用率等指标。结果表明:沼液与化肥合理搭配,能够提升水稻产量和稻米品质,不同处理稻米重金属含量均符合食品中重金属限量标准。综合稻谷产量和沼液消纳等因素考虑,试验宜选用基肥50%化肥+100%沼液分蘖肥配施100%沼液处理的方案为最佳,该方案稻田沼液消纳能力为(纯氮)153 kg/hm^(2)。据此测算光泽县适宜沼液浇灌的稻田承载力为该县生猪达产养殖负荷的136.8%。     

免耕对农田土壤团聚体的影响研究：Meta分析

为明确免耕对农田土壤团聚体的影响,通过Meta分析整合已发表的116项研究,综合探究免耕对土壤团聚体粒径分布、平均重量直径（MWD）以及团聚体有机碳含量的影响.结果表明,与耕作相比,免耕显著提高土壤大团聚体占比（10.9%）和MWD（12.8%）,减少黏粉粒占比（-15.5%）,但对微团聚体及团聚体有机碳含量没有显著影响.亚组分析表明,免耕显著提高西北地区土壤大团聚体占比（17.6%）,提高华北地区土壤团聚体MWD（15.4%）;在旱地及黏壤土中,免耕分别提高团聚体MWD效应值12.6%和18.4%;免耕提高大团聚体占比的效果随土壤pH值增加而增加;秸秆还田条件下,免耕显著提高土壤大团聚体占比（9.6%）及MWD（11.6%）,秸秆移除后,免耕对团聚体的影响效应均不显著;在试验年限方面,短期免耕（< 5 a）显著提高土壤大团聚体比例,而长期免耕（> 10 a）提高团聚体MWD;在土壤深度方面,免耕仅能改善耕层（0~20 cm）土壤团聚体粒径分布及MWD,而对深层土壤（> 20 cm）团聚体没有影响.综上所述,免耕能够改善土壤团聚体粒径分布及稳定性,但对团聚体碳含量无显著影响.在实际生产中,要充分考虑生产区域、土壤性质和田间管理等因素,以达到有效改良土壤团聚体的目的.