南京地区农业耗水量估算与分析

结合南京地区的农业生产状况,采用Penman-Montieth法计算参考作物的潜在蒸散,建立了本地区农业耗水的物理模型,计算了南京地区历年的农业用水量,并根据实际资料对模型进行了检验,结果表明该模型具有较高的精度,能够反映农业用水的实际情况。在分析该地区历年农业用水量变化及其用水现状的基础上,对影响农业用水量的因素和该地区的农业用水效率进行了分析和计算。南京地区农业用水量的大小很大程度上取决于耕地面积和各类作物播种面积的变化,同时也受当年气候状况的影响。南京地区多年的农业用水效率计算结果表明,该地区的灌溉水利用率较低。最后对该地区的水资源可持续利用提出了相应的建议。     

耕作深度调控秸秆还田对农田土壤呼吸的影响

秸秆还田和耕作深度处理是影响农田土壤呼吸最重要的农业管理措施之一,但二者交互作用影响农田土壤呼吸的机制尚不清楚.基于此,针对中国的旱地农田生态系统,利用已发表的116篇研究论文,借助Meta分析技术,探究秸秆还田和耕作深度处理及其二者交互作用对农田土壤呼吸的影响及其调控因素,为农田生态系统实现“碳中和”提供重要的数据支撑和理论依据.结果表明,免耕导致土壤呼吸减少了8.3%,而浅耕和深耕处理对土壤呼吸的影响不显著,但对土壤呼吸的增加量仍呈现出深耕>浅耕>免耕的趋势.虽然,浅耕和深耕对土壤呼吸和土壤有机碳（SOC）的影响均相对较小,但是免耕导致土壤呼吸减少了8.3%的同时却又导致SOC增加了7.05%,因此实施免耕措施对农田土壤固碳减排具有重要意义.此外,耕作深度会显著调控秸秆还田对土壤呼吸的影响,且土壤呼吸的增加量呈现出深耕秸秆还田>浅耕秸秆还田>免耕秸秆还田的趋势,整体平均增加了14.51%.秸秆还田后不同深度耕作处理下土壤呼吸的增加量与土壤容重、农作物产量、土壤有机碳、以及土壤温度和水分的改变量密切相关,且对土壤呼吸增加量的贡献呈现出土壤容重>农作物产量>土壤有机碳>土壤水分>土壤温度的趋势.虽然SOC在深耕秸秆还田、浅耕秸秆还田和免耕秸秆还田处理下分别增加了29.32%、10.12%和23.94%,但是土壤呼吸在深耕秸秆还田和浅耕秸秆还田处理分别增加了29.32%和18.92%,而在免耕秸秆还田处理下仅增加1.2%.所以,免耕秸秆还田也有利于农田土壤固碳减排.因此,在中国的旱地农田生态系统中,耕作深度会调控秸秆还田对土壤呼吸的影响程度,而这种调控主要与土壤理化性质有关,尤其与土壤容重关系最为紧密,且免耕和免耕秸秆还田均是有利于农田土壤固碳减排的重要农业管理措施.     

安徽省农作物干旱损失动态评估模型及其试用

利用安徽省78个气象站1971-2005年资料,采用FAO Penman-Monteith模型和一季稻作物系数计算作物需水量,得到针对一季稻的农业干旱指标;在分析了1980年以来一季稻主要发育期变化不大的基础上,利用多年农业气象观测资料,采用詹森乘法作物-水分模型新解法进行一季稻干旱敏感性系数分解,得到一季稻逐旬敏感性系数;建立了基于农业干旱强度、作物敏感性和区域脆弱性的一季稻旱灾损失评估模型。试用结果表明,模型的相对误差大部分为20%～35%,绝对误差为2.9～4.0,基本满足业务应用。由于各地水稻品种不同,抗灾能力也有差异,因此模型误差仍偏大,需进一步修正模型,并加强抗灾能力对减轻灾害损失贡献的研究。     

区域尺度土壤-农作物体系营养元素铁的地球化学评价及膳食补铁区划

铁(Fe)是人体健康必需的微量元素,人体Fe摄入不足或过量都会引起严重健康问题。目前区域尺度的土壤-农作物体系中Fe元素的预测及膳食摄入评估方面的研究较少。本文以四川省邻水县为研究区,采集了109套玉米与根系土样品以及6 980件表层土壤样品,开展了土壤-农作物体系营养元素铁的地球化学评价及膳食补铁区划研究。结果表明,研究区表层土壤Fe含量范围为3 070～198 100 mg/kg,算术平均值为52 370±1 270 mg/kg,明显高于我国的土壤Fe背景值。研究区玉米籽实Fe含量范围为10.09～24.4 mg/kg,算术平均值为15.57±2.89 mg/kg,显著低于我国玉米中Fe含量均值。建立了玉米Fe生物富集系数预测模型,预测了玉米籽实Fe含量,并依据日均摄入Fe含量推荐值和居民膳食结构调查结果,给出了研究区玉米最佳Fe含量范围值为13.88～30.85 mg/kg。研究区膳食摄入评估结果表明,研究区大部分区域18～60岁人群Fe摄入较为充足;摄入缺乏区域零星分布,占研究区总耕地面积的3.87%。最后,给出了食用玉米不同地区需要补充Fe微量元素区划图,为研究区居民预防缺F...     

北京地区春季稻稻田甲烷排放的研究

观测不同农业管理条件下,北京地区春季稻稻田甲烷的排放通量。以当地农民所惯用的管理方式为代表,排放通量为８．７ｍｇ／（Ｍ＾２．ｈ）。甲烷排放有季节性变化,以分蘖期和扬花期为峰值,土壤氧化还原电位的变化与甲烷排放有很好的相关性,施用过量的有机肥会增加排放,采用科学的间歇灌溉方式可以增产并降低甲烷的排放旱直播技术虽可大大降低甲烷和但影响水稻产量,有待进一步的研究。     

奎河污灌区的氮、磷污染

田间污灌模拟实验及污灌区和非污灌区土壤,地下水中氮,磷含量的调查和对比分析表明,污水中含量高的氮,磷能显著提高土壤肥力,污灌区作物长势良好,但土壤中积累的氮和磷是污灌区地表水和地下水的潜在污染源,虽然土壤对ＮＨ４离子有很强烈的吸附,截留和转化作用,但含量高的ＮＨ４离子能缓解慢下移,并在上层潜水中积累,污灌和降雨能淋溶土壤中经硝化作用产生的ＮＯ２和ＮＯ３离子,造成地下水的污染,饱和污灌３个月后,浅层     

季冻区农药化肥施用的湖泊富营养化响应

为探究中国北方季冻区湖泊富营养化及驱动因素,以吉林省西部查干湖为研究对象,利用监测数据,应用BP神经网络模型,开展湖泊富营养化现状评价,识别超限营养指标,并分析其动态特征;采用EQC多介质模型,评估灌区排水中残余农药化肥等对水环境的影响,探讨湖泊富营养化状态的驱动因素.结果表明:2016-2019年,湖泊水质总体为轻度富营养化,主要超限营养指标为COD_Mn、COD_Cr、TP和TN等.超限指标COD_Mn、COD_Cr和TP受低温驱动,在冰封期浓度呈上升趋势,其中,湖泊TP浓度上升约10%.受灌排驱动,在灌区退水期TP和TN呈现上涨趋势.通过EQC模拟,获得灌区排水进入湖泊的TN和TP浓度贡献值,分别为2.717、0.080mg/L,灌区退水中残留的农药化肥组分入湖,是驱动退水期湖泊TN含量上升的主要因素,最大上升比例约27%.低温是冰封期湖泊总磷浓度上升(最大上升约10%)的主要驱动因素.加之春季农药化肥施用对湖泊夏季富营养化程度的影响,导致季冻区湖泊在冬夏两季呈现富营养化加剧趋势.研究区湖泊富营养化治...     

基于RS和GIS技术的区域农田灌溉量预报研究及应用

区域尺度上开展农田灌溉量预报需要考虑土壤、作物和大气的空间差异性。论文针对农田灌溉现状分别建立了需水量灌溉预报模型和土壤湿润层灌溉预报模型,并在预报模型中引入RS和GIS技术来考虑预报参数的空间差异性,初步实现了区域尺度上250 m分辨率网格化的农田灌溉量预报,并在北京地区冬小麦灌溉量预报中进行了应用。结果表明:北京地区2010年冬小麦6月灌浆期间和11月下旬越冬前冻水的预报灌溉量分别为375 m³/hm²和600 m³/hm²,均较现行农业生产中建议的灌溉量明显偏少,具有节水经济效益潜力。这些结果显示了RS和GIS技术在区域尺度上农田灌溉预报中的良好应用潜力,且预报结论和应用效果能达到较好统一。     

灌溉后通气对盆栽番茄土壤酶活性的影响

为改善作物根系生长环境,采用空气压缩机控制盆栽番茄供气,研究了不同水、气条件对土壤酶活性及盆栽番茄生长的影响。研究结果表明:土壤过氧化氢酶、脲酶和脱氢酶活性在番茄生育期内均呈先增大后减小的变化趋势;不同水分条件下通气处理均能提高过氧化氢酶、脲酶和脱氢酶活性,但以80%田间持水量、通气量系数为0.8组合时效果最好;番茄产量与植株干物质积累在该组合下也达到最高值。说明80%田间持水量、通气量系数为0.8组合可改善番茄根际土壤气体环境,提高酶活性,促进植株生长,提高果实产量。     

华北典型污灌区有机氯农药残留特征及健康风险评价

在我国华北地区由于水资源的匮乏及农业生产的需要,采用污水灌溉与施用有机氯农药(OCPs)结合的农业管理方式普遍存在。大量OCPs则被引入到当地环境中,进而可能对该地区的居民产生潜在的健康风险。本研究分析石家庄市汪洋沟污灌区OCPs的残留状况,探讨污水灌溉条件下土壤-作物系统OCPs残留对土壤质量影响,并评价经口摄入及皮肤接触两种暴露途径下对人体产生的健康风险。结果表明:汪洋沟污灌区地表水、沉积物、土壤和玉米籽粒中检出了14种OCPs,其平均残留浓度分别为36.5 ng·L~(-1)、62.9 ng·g~(-1)、57.3 ng·g~(-1)和27.0 ng·g~(-1),滴滴涕(DDTs)是其最主要的污染物,占OCPs的73%以上,其次是六六六(HCHs)和甲氧滴滴涕。р,р'-DDT是DDTs的最主要成分,其主要来源于污水灌溉或近期DDTs的使用。γ-HCH是环境HCHs残留的主要成分,其主要来源于林丹的输入和使用。此外,在该地区污灌条件下OCPs残留对土壤中C、N循环及有机S的矿化产生一定的负面影响。研究区OCPs残留对人体产生的非致癌风险和致癌风险均不超过控制标准,但经口摄入所引致的非致癌风险应予以关注,其中р,р'-DDT与γ-HCH为主要风险物质。