农业资源与环境学报杂志

农业资源与环境学报杂志2021年第1期

• 土壤微塑料污染研究进展与展望

  徐湘博,孙明星,张林秀,薛颖昊,李畅,马劭越

  微塑料污染已成为全世界广泛关注的环境问题之一。近年来，土壤微塑料污染问题格外受到关注。本研究从土壤微塑料污染防治体系构建的角度，综述了微塑料定义、土壤微塑料检测方法、土壤微塑料的赋存分布与主要来源、微塑料对土壤生物的毒性效应以及土壤微塑料污染防治等方面的研究进展，最后根据现有研究基础提出进一步加强土壤微塑料基础问题研究，以及开展土壤微塑料污染防控技术和宏观决策体系研究的具体研究路径展望，为今后土壤微塑料的研究提供思路。

• 遥感技术在土壤退化中的应用研究进展

  何发坤,蒲生彦,肖胡萱,刘世宾

  土壤退化已成为一个全球性的问题，严重威胁生态环境和粮食安全。遥感技术具有高效、省时和研究范围广的特点，近些年在土壤退化研究方面得到广泛应用。本研究通过回顾国内外关于遥感技术在土壤侵蚀、荒漠化、盐渍化和污染等方面应用的研究成果，整理分析了基于遥感技术监测和评价土壤退化的直接指标（土壤矿物成分、有机质、水分等）和间接指标（植被指数、土地利用/覆盖变化），列举了监测和反演这些指标的数据源与具体方法，从而系统地阐述了遥感技术在不同土壤退化类型方面的应用进展，并对遥感技术在该方面的应用进行了展望与讨论。

• 3种改良剂对滨海盐碱地土壤理化性状及玉米生长的影响

  王德领,诸葛玉平,杨全刚,娄燕宏,张行,王会,潘红

  为探讨不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果及其对玉米生长的影响，采用盆栽试验研究了钙制剂（GZJ）、糠醛渣（KQZ）和风化煤（FHM）对中度滨海盐碱土理化性质及对玉米株高、叶绿素和产量的影响，试验处理（用量）分别为GZJ1（15 t·hm-2）、GZJ2（22.5 t·hm-2）、KQZ1（30 t·hm-2）、KQZ2（45 t·hm-2）、FHM1（30 t·hm-2）和FHM2（45 t·hm-2）。结果表明，与不添加改良剂（CK）相比较，3种改良剂均能提高盐碱土阳离子交换量（CEC），增幅为17.53%~49.45%，3种改良剂均能降低土壤容重和含盐量，两个用量的糠醛渣和较高量的风化煤均能降低土壤容重，降幅为7.80%~12.06%，降低土壤含盐量效果显著的是两个用量的风化煤和较低量的钙制剂，降幅为13.19%~19.33%；钙制剂和糠醛渣能显著提高水稳性团聚体（0.25~0.5 mm和0.5~1 mm）数量的百分比，分别提高了5.36~6.59个百分点和1.92~2.81个百分点，降低微团聚体（<0.25 mm）数量的百分比，降低了9.93~11.52个百分点。施用30 t· hm-2糠醛渣改善盐碱地土壤理化性质的综合效果最好。糠醛渣和风化煤明显增加玉米不同时期的株高和叶绿素含量（SPAD值），玉米成熟期株高增加了9.71%~13.09%，拔节期SPAD值提高了10.13%~16.44%。3种改良剂明显增加玉米穗粒数和单株产量，分别增加了15.97%~37.43%和25.86%~49.65%，30 t·hm-2糠醛渣增产效果最好。研究表明，钙制剂、糠醛渣和风化煤对中度滨海盐碱地均具有改良作用，均能提高玉米穗粒数和产量，3种改良剂不同用量间的改良效果无显著差异。糠醛渣的综合改良效果优于风化煤和钙制剂，30 t·hm-2糠醛渣综合改良效果最佳。

• 3种耐盐植物对滨海盐土化学性质及微生物群落结构的影响

  刘雅辉,孙建平,马佳,姚玉涛,吕晶晶,张宏伟

  为探讨耐盐植物种植对滨海盐土化学性质及微生物群落结构的影响，在滨海盐土环境下，以种植耐盐植物费菜（Sedum aizoon L.）、田菁（Sesbania cannabina（Retz.）Poir.）、蒲公英（Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.）的样地和未种植植物的裸地土壤（CK）为研究对象，采用土壤农化分析技术和磷脂脂肪酸（PLFA）生物标记法，对土壤化学性质、微生物群落结构及多样性进行分析。结果表明，与裸地比较，种植植物样地土壤电导率和速效钾含量均显著下降，分别下降了20.26%~57.21%和23.42%~37.80%；而有机质含量和有效磷含量显著升高，分别升高了39.16%~53.01%和106.48%~259.92%。种植植物样地土壤中PLFA种类明显增加，微生物群落也有所改变，3个植物样地土壤中总PFLAs含量和革兰氏阴性菌、放线菌、AM真菌、真核生物、真菌PFLA含量显著升高，分别升高21.53%~103.32%、4.96%~63.37%、82.91%~222.72%、50.00%~160.25%、32.05%~268.59%、19.39%~454.77%；真菌/细菌（F/B）PFLA含量也显著升高1.00~6.50倍，而革兰氏阳性菌PFLA含量和革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌（G+/G-）PFLA含量却显著下降，分别下降了48.06%~57.78%和59.77%~68.68%。此外，种植植物样地土壤微生物群落结构多样性也明显提高。研究表明，种植费菜和蒲公英可以降低滨海盐土土壤电导率，有利于土壤有机质的积累，同时其促进多种微生物的繁殖，可有效改善滨海盐土的微生态环境。

• 立式旋耕对小麦生长季土壤紧实度及产量的影响

  聂胜委,张浩光,张巧萍,许纪东,张玉亭

  为了探究土壤立式旋耕方式对小麦生长季关键生育时期土壤紧实状况的影响，以常规旋耕（TR，12 cm±5 cm）为对照，连续两季（2017—2018年和2018—2019年）研究了立式旋耕（VR，30 cm±5 cm）在不施肥（nF）、施肥（F）条件下小麦关键生育时期土壤紧实度、产量及养分效率的变化。结果表明，与常规旋耕相比，立式旋耕能连续两季持续增加小麦产量，提高氮肥利用率，降低耕层土壤紧实程度；而且立式旋耕能进一步激发土地生产潜力，与常规旋耕不施肥（nFTR）处理相比，2018年立式旋耕施肥（FVR）、常规旋耕施肥（FTR）处理产量分别增加50.16%、36.28%，2019年分别增加42.91%、34.79%。与FTR处理相比，FVR氮肥农学效率提高38.29%（2018年）、23.35%（2019年）；氮肥偏生产力提高10.15%（2018年）、6.02%（2019年）。与常规旋耕相比，立式旋耕能显著降低第一季小麦拔节期、灌浆期10 cm土壤耕层的紧实度；而第二季处理间差异不显著。立式旋耕能降低小麦拔节期20 cm耕层土壤紧实度，在施肥情况下显著降低。两种耕作方式下灌浆期5 cm耕层的土壤紧实度差异不显著。研究表明，立式旋耕较常规旋耕能够有效降低当季小麦拔节期、灌浆期耕层（10 cm）土壤的紧实度，构建良好的土壤结构，提高小麦产量和养分利用率。

• 3种改良剂对连作川党参生长及土壤生化性质的影响

  周武先,刘翠君,何银生,吴海棠,段媛媛,魏海英,艾伦强,张美德

  为评价土壤改良剂对川党参连作障碍的消减作用，以有机肥、微生物肥和硅钙钾镁肥为改良材料，研究不同改良剂对连作川党参生长及土壤生化性质的影响。结果表明，有机肥、微生物肥和硅钙钾镁肥显著提升了川党参叶片SPAD值，增幅分别为41.2%、20.7%和47.4%。有机肥和硅钙钾镁肥显著增加川党参产量，增幅分别为20.2%和13.8%。有机肥和微生物肥显著提高川党参多糖百分含量，分别增加9.3个百分点和6.2个百分点。微生物肥显著增加川党参炔苷含量，增幅为18.3%。3种改良剂对川党参根际土壤生化性质影响差异较大，与对照相比，有机肥和硅钙钾镁肥处理显著提高了土壤pH，分别提高0.28个和0.14个单位；显著降低土壤交换性铝含量，降幅分别为8.7%和19.9%。微生物肥显著降低土壤有机质，降幅为12.0%。有机肥、微生物肥和硅钙钾镁肥均显著增加土壤速效钾含量，增幅分别为107.5%、23.2%和32.6%。硅钙钾镁肥显著增加细菌丰度，降低真菌丰度，细菌/真菌比例较对照处理提高5 038倍。综上，3种改良剂均可提高川党参光合代谢能力，但不同改良剂对连作川党参生长及土壤生化性质的影响存在差异。有机肥和硅钙钾镁肥显著提高川党参产量，微生物肥显著提升川党参炔苷含量。综合效应分析表明，3种改良剂（施用量）对连作川党参土壤的改良效果依次为有机肥（4 500 kg·hm-2） > 微生物肥（750 kg·hm-2） > 硅钙钾镁肥（750 kg·hm-2）。

• 贵州荔波干细洞和拉梭洞陆生动物群落结构与环境因子的关系

  雷莉莎,田大海,徐承香,张思强,胡碧露,杜维锋

  贵州省荔波县岩溶洞穴多，洞穴动物丰富，具有重要的科研价值。在洞穴生态系统中，洞穴动物是重要的生物类群，为探讨洞穴动物群落结构及其与环境的关系。本研究对荔波的干细洞（未受人类干扰）和拉梭洞（已受人类干扰）的洞穴动物进行了调查，并比较了两个洞穴的动物群落结构特征，应用主成分（PCA）法分析了动物群落结构与环境因子的关系。结果表明：干细洞共获动物536号，计56种，拉梭洞共获动物363号，计23种。多样性指数、丰富度指数、均匀度指数、优势度指数最高的分别是干细洞有光带群落（2.748 6）、干细洞有光带群落（6.733 8）、干细洞黑暗带群落（0.841 9）、拉梭洞黑暗带群落（0.395 5）；群落多样性指数和丰富度指数均沿有光带、弱光带、黑暗带呈递减趋势。群落间相似性指数偏低，除了群落E-F（0.428 5）、群落C-F（0.272 7）处于中等不相似水平，其余群落之间均处于极不相似水平。PCA分析表明，影响干细洞动物群落结构的主导因子为土壤营养元素（Na、K）、土壤有机质、气温、空气湿度和土壤湿度，影响拉梭洞动物群落结构的主导因子为土壤营养元素（Na、K）、土壤有机质、空气湿度、CO2含量和滴水pH。研究可为洞穴动物的保护、生态资源可持续发展提供科学依据。

• 基于GWLF模型的于桥水库流域氮磷负荷估算及来源变化解析

  李泽利,罗娜,苏德岳,高锴,赵兴华,梅鹏蔚,张震

  外源氮磷污染物输入是于桥水库富营养化加剧的主要原因之一。为了研究“水十条”实施以来于桥水库流域氮磷污染负荷的变化，采用GWLF模型模拟各个子流域产流量，再乘以子流域出口断面总氮（TN）、总磷（TP）监测浓度，进而估算整个流域氮磷污染负荷，并对2016—2017年氮磷污染的来源和变化情况进行分析。结果显示：2016—2017年于桥水库流域年均TN负荷2 574.6 t，TP负荷94.6 t。引滦调水、入境河流、库周产流和大气降水对TN的贡献占比分别为27.9%、46.8%、17.3%和8.0%，对TP贡献占比分别为66.3%、17.3%、13.6%和2.8%。与2016年相比，2017年流域TN负荷增加35.6%，主要是由于引滦调水TN浓度大幅上升（增幅239%）、沙河等流域产流量增加（增幅11.4%）导致；2017年流域TP负荷减少74.0%，主要是由于引滦调水和沙河等河流TP浓度均明显下降（降幅分别为87.8%和71.0%）导致。因此，建议于桥水库流域环境管理部门加强总氮面源污染防控，同时选择大黑汀水库氮磷浓度较低的时期调水，以减少氮磷污染负荷。

• 纳米氧化锌对两种蔬菜种子发芽及幼苗生长的影响

  林茂宏,沈玫玫,吴佳妮,陈慧玲,徐艺萌,刘维涛

  为研究金属型纳米颗粒对蔬菜种子发芽性能和幼苗生长的影响，于2017年7月采用种子发芽试验，探究了不同浓度（0、50、100、200、500、700、1 000 mg·L-1）下纳米氧化锌颗粒（ZnO NPs）和硫酸锌（ZnSO4）处理对樱桃萝卜（Raphanus sativus L.）和小白菜（Brassica chinensis L.）种子发芽性能及幼苗生长的影响。结果表明：不同浓度ZnO NPs或ZnSO4处理下两种蔬菜作物的发芽率与对照处理相比均无显著差异（P>0.05），而两种蔬菜的生物量则均受到抑制。ZnO NPs及ZnSO4处理对两种蔬菜根长的抑制作用强于芽长。ZnO NPs对两种蔬菜种子根长的抑制率比ZnSO4更大，且抑制率均随着处理浓度的升高而增加，在1 000 mg·L-1时最高，达到98%。而ZnSO4对两种蔬菜芽长的抑制作用强于ZnO NPs。研究表明，尽管ZnO NPs和ZnSO4对两种蔬菜发芽率无显著影响，但二者均在一定程度上抑制了两种蔬菜根长和芽长。

• 勐海县茶园土壤养分状况及肥力质量评价

  刘娟,张乃明,邓洪

  勐海是云南省产茶大县，深入了解全县茶园土壤养分状况与肥力水平，可为勐海县茶园土壤改良与精准施肥提供科学依据。本研究对勐海县茶园面积集中的6个乡镇进行实地调查和布点采样，分析了151个茶园土壤pH、有机质及大量营养元素的含量，并采用模糊数学隶属度函数模型，计算土壤肥力综合指数（IFI），进而对勐海县茶园土壤养分状况进行数值化综合评价。结果表明，勐海县各乡镇茶园pH为3.83~6.16，大部分土壤pH适合茶树生长。茶园土壤有机质含量范围在20.88~101.80 g·kg-1之间，有机质含量比较丰富，均达到Ⅰ级标准。勐海县各乡镇茶园全氮、全磷和全钾含量较高，但碱解氮和有效磷含量不足。除勐混镇外，其他各乡镇达到优质高产茶园土壤碱解氮含量的比例低于30%。速效钾供应充足，仅勐阿镇和勐混镇分别有6.25%和20.00%土壤速效钾处于Ⅲ级标准。勐海县各乡镇茶园土壤肥力综合指数为0.30~0.84，勐阿镇、勐遮镇、格朗和乡和布朗山乡有部分茶园土壤达到Ⅰ级和Ⅱ级标准，茶园土壤肥力等级主要分布在Ⅲ级和Ⅳ级，除布朗山乡外，其余各乡镇茶园土壤肥力处于中低水平的比例超过60%。研究表明，勐海县茶园大部分土壤pH适合茶树的生长，土壤有机质、全氮、全磷、全钾及速效钾含量丰富，而碱解氮和有效磷含量不足，需要有针对性地调整施肥策略。

• 冬季作物-双季稻轮作模式资源利用效率及经济效益比较研究

  张帆

  湖南省是长江中游双季稻主产区，冬季作物-双季稻轮作模式是该区重要的三熟种植制度。为优化种植模式、促进资源高效利用及农民增收，开展了13年的长期冬季作物-双季稻轮作种植定位试验，分析比较冬闲-双季稻、马铃薯-双季稻、黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻5种轮作模式的光热资源利用效率、NPK养分资源利用效率及经济效益。结果表明：马铃薯-双季稻模式年总光能利用率显著高于其他模式；马铃薯-双季稻模式轮作周年光能生产效率比黑麦草-双季稻、紫云英-双季稻、油菜-双季稻模式分别显著提高了0.16、0.18、0.21 g·MJ-1（P0.05）；各轮作模式周年N养分干物质生产效率大小依次为马铃薯-双季稻（73.23） > 冬闲-双季稻（69.84） > 油菜-双季稻（68.30） > 黑麦草-双季稻（65.47） > 紫云英-双季稻（60.99）；各轮作模式周年K养分干物质生产效率大小依次为紫云英-双季稻（70.63） > 冬闲-双季稻（66.10） > 油菜-双季稻（57.58） > 黑麦草-双季稻（56.37） > 马铃薯-双季稻（47.91）。各轮作模式的早、晚稻NPK偏生产力差异不显著（P>0.05），晚稻NPK收获指数差异显著（P油菜-双季稻>黑麦草-双季稻>紫云英-双季稻>冬闲-双季稻。马铃薯-双季稻模式为高投入高产出型，黑麦草-双季稻和油菜-双季稻模式为低投入中产出型，紫云英-双季稻模式为低投入低产出型。综合来看，马铃薯-双季稻模式适合在湖南双季稻区推广应用。

• 聚天门冬氨酸尿素对水稻产量及田面水氮素变化的综合影响

  王娜,徐嘉翼,张鑫,隋世江,叶鑫,牛世伟

  为探究聚天门冬氨酸（PASP）尿素对水稻产量及田面水氮素变化的综合影响，以聚天门冬氨酸钙盐（PASP-Ca）与尿素复配为供试材料，通过水稻大田试验研究基于减量施氮下PASP-Ca尿素对水稻生长、氮吸收利用及田面水氮素浓度变化的影响，并利用灰色关联度法评价PASP-Ca尿素的控污效果。结果表明，与常规施氮量处理相比，减量施氮处理降低了水稻田面水氮素浓度，尤其在施基肥、蘖肥后第1 d，田面水总氮（TN）浓度降低了12.70%、17.23%。减量施氮后，水稻产量增加了0.78%、氮累积吸收量增加了0.39%，氮肥表观利用率提高了9.35个百分点，差异不显著。减量施氮处理满足了水稻生长的养分需求，节约了氮肥，保证了水稻稳产。与常规尿素处理相比，减量施氮下各PASP-Ca尿素处理降低了田面水氮素浓度，尤其施基肥1~7 d内，基、蘖肥和穗肥施氮比例50%、30%和20%处理的田面水铵态氮（NH4+-N）浓度降低了24.94%~68.66%，其中第5、7 d显著降低。施蘖肥1~7 d内，基、蘖肥施氮比例80%、20%处理的田面水NH4+-N浓度降低了2.72%~51.30%。施用PASP-Ca尿素有利于水稻生长、养分吸收及产量提高，使水稻产量增加了0.87%~7.27%，氮累积吸收量增加了7.05%~35.20%，氮肥表观利用率提高了6.11~30.26个百分点，其中基、蘖肥施氮比例80%、20%处理的籽粒氮吸收量显著增加了30.08%，秸秆氮吸收量显著增加了46.27%，氮肥表观利用率显著提高了30.26个百分点。综合评价水稻产量、氮吸收量、氮肥利用率以及田面水氮素浓度，减量施氮处理效果优于常规施氮量，减量施用PASP-Ca尿素处理效果优于常规尿素，且最佳基、蘖肥施氮比例为80%、20%。

• 硒对油菜根际土壤微生物的影响

  程勤,胡承孝,明佳佳,蔡苗苗,刘康,汤艳妮,赵小虎

  为明确硒对土壤根际微生物生态特征的影响，采用盆栽试验，基于高通量测序技术研究了不同浓度（0、0.5、1.0 mg·kg-1）外源硒对油菜根际土壤微生物群落结构与多样性的影响。群落结构分析结果表明：油菜根际土壤细菌优势菌门主要为变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）等；真菌优势菌门为子囊菌门（Ascomycota）。多样性分析结果表明，硒未显著影响土壤细菌和真菌群落的多样性。主坐标分析表明，硒处理对细菌群落结构具有显著影响，而对真菌群落的影响不明显。显著差异物种线性判别分析（LDA）显示：Microtrichales显著富集于低浓度（0.5 mg·kg-1）硒处理土壤中；产黄杆菌（Rhodanobacter）、Nitrolancea、热微菌科（Thermomicrobiaceae）和无色杆菌属（Achromobacter）则显著富集于高浓度（1.0 mg·kg-1）硒处理土壤中。研究表明，施硒有助于油菜根际土壤富集有益根际微生物，从而促进植物生长，提高植物应对不良环境胁迫的能力。

• 施用生物质炭5年后夏玉米土壤呼吸研究

  马雯琪,蒋靖佰伦,李典鹏,唐光木,徐万里,贾宏涛

  为探明施用生物质炭对风沙土土壤呼吸及其组分的影响，在新疆石河子121团，以单施化肥（T0）为对照，探究了一次施加15.75（T1）、31.50（T2）、63.00 t·hm-2（T3）和126.00 t·hm-2（T4）生物质炭5年后农田风沙土土壤呼吸组分特征及其影响因素。结果表明：风沙土土壤呼吸与异养呼吸日动态均呈单峰曲线，峰值出现在13：00左右；T4处理日平均呼吸速率为2.74 μmol·m-2·s-1，显著高于其他处理（P<0.05）；生物质炭显著改变了土壤异养呼吸，对自养呼吸无显著影响。土壤呼吸速率随生物质炭施用量的增加显著增加，随玉米生育期的推进而降低。土壤呼吸速率与土层5、10、15 cm温度显著相关，与土壤含水率无显著相关性；土壤呼吸温度敏感性随生物质炭施用量的增加而增强。综上，生物质炭通过改变绿洲农田风沙土土壤异养呼吸进而改变总呼吸，增强了土壤呼吸的温度敏感性，促进了土壤CO2排放。

• 小麦秸秆生物质炭对碱性土壤中油菜生长和镉吸收的影响

  任心豪,陈乔,李锦,贺飞,吴思沛,郭军康

  为探讨小麦秸秆生物质炭对镉（Cd）污染碱性土壤的修复效果，采用序批式吸附试验和Cd污染土壤盆栽试验，研究了小麦秸秆生物质炭施用（1%，m/m）对碱性土壤吸附Cd的影响，以及对Cd污染土壤中油菜生长和Cd吸收的影响。结果表明：Cd在生物质炭上的吸附等温线非线性较强，生物质炭对Cd的表面吸附起主导作用，Cd在生物质炭上的分配系数（Kd）是在土壤上的1.5~3.0倍。生物质炭施用可促进土壤对低浓度Cd的吸附，0.1 mg·L-1平衡浓度下Kd值提高了19.5%；生物质炭施用可抑制土壤对高浓度Cd的吸附，在10 mg·L-1条件下Kd值降低了37.2%。生物质炭施用对土壤pH值影响不显著，但缓解了Cd污染对油菜生长的抑制作用，油菜生物量最高提高了45.0%，也抑制了油菜对Cd的富集，油菜富集Cd的量最高降低了40.6%；CaCl2、Mg（NO3）2、NH4OAC、HCl、DTPA和BCR1作为提取剂提取出土壤中Cd的量与油菜地上部分吸收Cd的量相关性较强（线性回归方程决定系数R2> 0.8），而Mg（NO3）2萃取出土壤中Cd的量更能预测油菜地上部分吸收Cd的量。研究表明，小麦秸秆生物质炭有利于降低碱性土壤中Cd的生物有效性，但并非通过提高土壤pH值和吸附能力来实现。

• 生物质炭对华北平原4种典型土壤冬小麦生育前期氨挥发的影响

  张水清,张博,岳克,孙贇,张秀玲,林杉,黄绍敏

  为了探明生物质炭对华北平原土壤氨挥发的影响，以该区域4种典型土壤（水稻土、砂姜黑土、褐土、潮土）为研究对象进行微区试验，设置了对照（CK）、单施化肥（NPK）、单施生物质炭（BC）、化肥配施生物质炭（BC+NPK）4个处理，于冬小麦生育前期观测土壤氨挥发损失，分析土壤矿质氮含量、土壤pH和温度对土壤氨挥发的影响。结果表明，4种土壤单施化肥处理氨挥发累积损失分别为2.70、3.14、2.90、4.00 kg N·hm-2，占施氮量的比例（氨挥发损失率）为3.3%、3.8%、3.5%、4.9%。与单施化肥相比，化肥配施生物质炭可以降低砂姜黑土（15.3%）和潮土（14.8%）的氨挥发损失，但增加了水稻土（3.0%）和褐土（6.9%）氨挥发。添加生物质炭显著提升土壤pH值和土壤温度，相关性分析表明，土壤pH值是决定生物质炭对土壤氨挥发增减的关键因素。综上所述，在华北平原砂姜黑土和潮土施用生物质炭可以有效降低小麦生育前期土壤氨挥发。

• 中国省际农业生态效率评价及其改进路径分析

  方永丽,曾小龙

  农业生态效率是衡量农业绿色可持续发展的重要指标，对农业生态效率进行科学的评价，有利于准确评估农业生态系统的真实水平，以实现农业资源的高效利用。采用超效率SBM-DEA模型，对2000—2017年中国内地31个省（市、区）的农业生态效率进行了测度和分组，并分析了2017年未达DEA效率状态地区的农业投入产出的冗余与不足。高效率组中的省份一类位于东部地区，一类位于西部地区，而东北部和中部地区及西部地区的部分省份主要处于中、低效率组；2017年，只有青海、宁夏和天津出现农业产出不足情况，其余未达到DEA效率状态的地区均存在不同程度的机械、用水、农药、化肥、农膜、能源等要素投入冗余和碳排放、污染排放过度的情况。中国省际农业生态效率水平空间差异明显，发展变动态势不一，效率损失的主要原因是要素投入冗余和非期望产出过度，但各省份冗余的具体构成不同。因此，各省应根据其实际情况和效率损失的具体原因，采取适宜性的措施提升农业生态效率。

• 我国不同区域粮食作物产量对有机肥施用的响应差异

  任科宇,徐明岗,张露,段英华,王伯仁

  探明全国不同气候、土壤和作物类型条件下，化肥配施有机肥对产量的影响及其增产效果的主控因素，可为粮食增产和有机肥的合理施用提供重要的理论依据。本研究通过收集109篇已公开发表的文献，建立了包含不施肥（CK）、单施化肥（NPK）和化肥配施有机肥（NPKM）处理的402组作物产量的数据库。采用整合分析（Meta-analysis）方法分析了不同施肥处理对小麦、玉米和水稻产量的影响，以及不同土壤性质和气候条件下有机肥的增产差异；采用随机森林（Random forest）方法量化土壤和气候因素对有机肥增产效果影响的重要度。全国来看，与NPK相比，NPKM处理下作物的产量平均增幅4.7%，其中小麦、玉米和水稻的增产率分别为5.6%、7.6%和4.5%；作物的平均增产率在西北地区最高，东北和华北地区次之，南方和华东地区较低。配施有机肥对产量的提升作用在我国温带大陆性气候区和温带季风性气候区显著高于亚热带季风性气候区，其中年降雨量是影响小麦和水稻产量对有机肥响应的主要因素，年均温和无霜期是影响玉米产量对有机肥响应的主要因素。有机质和全氮含量是土壤性状中影响有机肥增产效果的主要因素，其中土壤有机质和全氮含量越低，配施有机肥后产量的增幅越高。总的来说，化肥配施有机肥可显著提高作物的产量，尤其在低温少雨、土壤养分含量较低的地区，可通过化肥配施有机肥来进行增产促产。