农业资源与环境学报杂志2026年第1期
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- 苏打盐碱地水田治理技术研究进展
- 吴绪海,李家亮,谢黎栋,王月玫,宫婷,孟庆雪,杨飞,冯中华,王明明
- 种稻是实现苏打盐碱地高效利用的重要方式,当前苏打盐碱地大面积新垦水田多源自中重度盐碱地,存在pH高、渗透性低、肥力差、理化性状恶化、治理难度大且见效慢等重大科技问题。本文回顾了近年来苏打盐碱地水田的治理历程以及在工程措施、化学措施、物理措施、生物措施、农艺措施与综合措施等治理方向取得的进展。同时,基于苏打盐碱地水田治理的技术短板与需求,本文提出了新阶段苏打盐碱地水田治理技术研究的重点任务,主要包括苏打盐碱土绿色长效调理剂创制与应用、高效脱盐降碱技术、耐盐碱高产优质品种、水稻专用肥创制与应用、节水灌溉、耐盐碱促生微生物培育与应用绿色丰产栽培技术等方面,旨在为苏打盐碱地水田障碍消减、地力提升、水稻产量与品质协同提升提供理论依据和技术参考。
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- 生物炭作为好氧堆肥添加剂的研究进展
- 胡一,周建伟,李娟,戚智勇,刘爽,杨睿
- 堆肥和热化学转化均是实现有机废弃物资源化利用的有效途径。生物炭是热化学转化产生的富碳材料,具有独特的理化性状。近年来,将生物炭用作堆肥添加剂成为了一个热点研究领域。众多学者讨论了生物炭对堆肥过程的影响和调控机理以及生物炭共堆肥用作土壤调理剂的潜力。本文旨在评估生物炭用作堆肥添加剂的效果,明确当前研究的不足,提出未来的研究方向。现有研究表明,生物炭作为堆肥添加剂可以改善堆肥物料的理化性状,增强微生物活性,促进有机质降解和腐殖化,减少温室气体和其他气体污染物排放,钝化重金属,降低有机污染物残留。改性生物炭的效果优于未改性生物炭。未来仍需要在微观层面深入解析生物炭的特定理化性质(例如粒径、孔隙结构等)对堆肥过程的调控机制。生物炭共堆肥用作土壤改良材料可以提高土壤质量,但是其对作物产量和品质的影响取决于作物种类和生物炭的施用量。将生物炭共堆肥、生物炭、堆肥以及生物炭+堆肥的效果进行比较的研究仍然极为有限,并且现有研究多为短期研究,生物炭共堆肥对土壤健康和作物生产的中长期影响也需要进一步评估。
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- 中国高标准农田建设政策对口粮自给率的影响
- 李子烨,马琼,胡惟肖
- 为探究高标准农田建设政策对口粮自给率的影响,本研究利用 2003—2022年间 26个省份的均衡面板数据,通过构建连续型双重差分模型,深入剖析高标准农田建设政策对口粮自给率产生的具体影响,并进一步探讨其潜在的作用机制。结果表明:高标准农田建设政策对于提升口粮自给率具有显著的正面效应,同时,该结论通过了稳健性检验。异质性分析表明,政策实施效果在粮食主产区更明显,在东、中、西部的效果依次下降。作用机制检验表明,高标准农田建设政策通过促进土地流转、农业机械化来提升口粮自给率。研究表明,高标准农田建设政策能促进口粮自给率的提高,这种促进作用存在滞后性和持续性,同时与粮食生产功能区定位及地理区位息息相关。研究建议贯彻执行新一轮高标准农田建设,对于不同地区因地制宜进行改造;重视土地流转及宜机化改造,强化高标准农田建后管护工作,确保口粮绝对安全,强化粮食安全保障。
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- 中国农地流转与城乡融合发展的耦合协调及其驱动因素
- 周敏,李双玲
- 为探究2005—2022年中国省域农地流转与城乡融合发展的耦合协调关系和驱动因素,本研究通过阐述农地流转与城乡融合发展耦合协调机理,综合运用熵值法、耦合协调度模型、探索性空间数据分析、地理探测器等分析两者的耦合协调关系及其驱动因素。结果表明:农地流转与城乡融合发展水平均呈上升趋势,前者呈东高西低的空间格局,后者呈由东南沿海向内陆逐级递减的空间格局;农地流转与城乡融合发展耦合协调度由0.259上升到0.742,呈中间高、南北低的空间格局,且当前两者耦合协调度以优质协调为主,呈良性共振发展态势;农地流转与城乡融合发展耦合协调度全局空间正相关,研究期内局部空间集聚现象显著且集聚特征呈减弱趋势,低-低集聚、高-高集聚分别分布在东北地区和东部地区;农地流转与城乡融合发展耦合协调水平受多因子共同驱动。研究揭示了中国省域农地流转与城乡融合发展耦合协调的时空演变特征及其驱动因素,为解决城乡发展不平衡、农村发展不充分问题及推进农地流转与城乡融合高质量协同发展提供科学参考。
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- 基于粮食生产能力的耕地非粮化时空演变规律研究
- 曹宏宇,李飞,王伊斌,王建,刘翠翠
- 耕地非粮化影响着粮食生产的可持续性。作为气候条件限制下耕地所能实现的最大粮食产量,粮食生产潜力能够反映区域的粮食生产能力情况。从粮食生产潜力角度出发分析耕地非粮化格局,可有效判别耕地非粮化的发展是否有利于粮食生产。本研究采用弹性系数法分析了耕地非粮化水平与粮食生产潜力的相对变化趋势,并通过设置反事实情景构建回归模型,探究耕地非粮化所引起的粮食生产总潜力损失及其对粮食产量的影响。研究发现,2000—2020年我国的耕地非粮化水平呈西北及东南高、东北及西南低的态势,非粮化程度持续加深的市域占40.2%,持续减轻的市域占23.6%,区域间耕地非粮化水平的差距进一步拉大。基于耕地非粮化水平与粮食生产潜力的弹性分区结果,我国耕地非粮化的发展未能适应粮食生产潜力的演变趋势,各类型区之间的转变对粮食生产造成负面影响。其中,发展区、衰退区及低效区的范围扩大,损耗区、过度区及优产区的范围缩小,多数损耗区向发展区转变,优产区逐渐向衰退区和低效区转变。2000、2010、2020年的粮食生产总潜力分别因耕地非粮化减少3.5×108、3.1×108、2.4×108 t,中南地区损失最多,西北地区损失最少。研究表明,粮食生产总潜力损失与实际粮食产量呈显著负相关,非粮化对粮食生产的影响不断加深,减少粮食生产总潜力损失将有利于粮食生产。依据粮食生产潜力的空间分布及变化趋势对各类型区的耕地非粮化水平进行调整,能够推动粮食稳产保供目标的实现,保障国家粮食安全。
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- 1990—2018年四川盆地耕地利用稳定性时空分异及驱动机制分析
- 钟雨辰,黄一秦,王启,孙俊,欧定华,余吴浩淼,高雪松
- 稳定利用耕地对于保持耕地的稳定生产、保障区域粮食安全具有重大意义。然而,当前鲜见针对粮食主产区的耕地利用稳定性研究。本研究利用高精度土地利用数据集评价了1990—2018年四川盆地耕地的利用稳定性时空分异特征;并基于人工神经网络模型,结合自然和人类活动因子,分析了四川盆地耕地利用稳定性的驱动机制。结果表明,四川盆地1990—2018年不稳定耕地面积为6.67×104 km2,占总耕地面积的33.9%。不稳定耕地主要分布于川中丘陵区、山岭地带、城市边缘以及盆周山区。1990—2018年,四川盆地不稳定耕地总面积经历了两轮先降后升的波动变化,总体增长率为8.5%。其中,建设用地邻近度对耕地利用稳定性的影响最为显著(相对重要性达到了0.28),其次是水体邻近度和气候生产潜力(相对重要性分别为0.25和0.17)。这一现象可能由近30年四川盆地城市化进程加快激化的人地矛盾,以及农村人口迁移导致的青壮年劳动力流失所导致。地方政府应有效阻止城市房地产开发商做出“占优补劣”“占平补坡”等不当行为,并在农村通过开展土地整治工程等措施盘活耕地资源,同时结合气候敏感区资源禀赋合理规划耕地利用布局并制定耕作制度。
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- 基于人口收缩视域和土地利用多情景预测的东北黑土区人地关系演化研究
- 李玉恒,张云,赵宁,吴斌,王友硕,STANNY Monika,Thi NGUYEN Phuoc Lai,杜国明
- 本研究聚焦东北黑土区,基于人口收缩视域,采用土地利用程度综合指数、人地关系弹性系数、PLUS模型等方法,旨在通过对未来人口与土地利用的多情景预测,进一步探讨不同情景下人地关系的耦合特征及其时空演变规律,从而为区域土地的可持续利用与科学规划提供决策依据。结果表明:2000—2020年黑土区常住人口显著收缩,尤以北部和东南部为甚;土地利用程度呈东南高、西北低的空间分布格局,尽管综合指数水平持续提高,但因人口收缩限制了进一步发展。2030年和2050年多种情景下土地利用差异主要体现在耕地、林地、建设用地三类用地,耕地保护情景能够有效减缓城市建筑的扩张趋势,生态保护情景则可有效增加林地、水域等生态类用地面积,经济发展与生态保护之间的矛盾仍需平衡。2000—2020年土地利用程度与人口数量耦合呈现不协调发展态势,耦合类型由以H类(土地利用程度增加,人口数量减少,且前者增速更快)失调为主转变为以G类(土地利用程度增加,人口数量减少,且后者减少的速度更快)失调为主,东部地区协调程度高于西部。未来30年,不同情景下,近半数区县人口与土地利用的耦合失调现象依旧存在,并呈现动态调整趋势。东北黑土区人口收缩严重影响了土地利用,未来应以生态保护为指引,通过实施产业转型、耕地保护、人口安置等措施来有效应对人口收缩背景下的土地利用变化。
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- 陕西省粮食生产效率动态演变及空间分布差异
- 陈鑫,杨海娟,付璐瑶,梁英明
- 研究陕西省各县(市)级粮食生产效率,为保障地方粮食安全提供理论支持。本研究基于DEA-Malmquist指数模型测算了2000—2021年间陕西省101个县(市)的粮食生产效率动态变化情况,在此基础上利用Kernel密度函数和Dagum基尼系数,分析陕西省粮食生产效率的动态演变过程及空间分布差异的主要来源。结果表明:2000—2021年,陕西省大部分地区粮食生产效率稳步增长,年均增速为 1.60%;技术进步是粮食生产效率提升的主要原因;101个县(市)有 69个县(市)存在不同程度的投入冗余。核密度分析显示,粮食生产效率在波动中上升,增长速度先慢后快。全省大部分地区粮食生产效率增减趋势趋于一致,但粮食生产效率空间非均衡性上升。部分地区粮食生产效率极高或极低,陕北-陕南、关中-陕南地区之间的差异是空间非均衡性上升的主要来源。2000—2021年,陕西省粮食生产效率稳步增长,不同地区由于基础设施、科技水平等差异,造成粮食生产效率空间非均衡性上升。未来建议从提升农业科技水平、稳定粮食播种面积、优化投入冗余、保持农业政策均衡性四个方面入手,整体提高陕西省粮食生产效率。
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- 基于MAS的梯田非粮化农户行为决策机制与模拟
- 后莉,裴婷婷,陈英,谢保鹏,席瑞云
- 为探究农户梯田非粮化行为运行逻辑,本研究选取3个典型研究区:果粮复合型(区1)、粮作撂荒混合型(区2)、苹果主导型(区3),基于多智能体系统(MAS),结合实地调研和多情景模拟,探究了甘肃陇中陇东地区农户在梯田利用决策中的行为机制。结果表明:农户梯田利用行为决策的内在机制是以追求经济效益最大化为主要目标,由家庭资源禀赋产生更强的限制和指导作用,外部自然、社会、政策环境提供额外激励或约束的过程,其中,三个研究区内外部环境变量组合权重比值分别为:0.486∶0.514、0.575∶0.425和0.538∶0.462。陇中陇东地区农户梯田利用决策行为呈现以非粮利用为主导、粮食生产为辅的趋势,三个研究区非粮化利用最终决策值分别为0.852、0.842、0.942。研究区农户对各梯田利用方式感知度、反馈值、决策值及主要环境变量具有空间异质性。多情景模拟中,粮食生产激励政策对提高农户粮食作物决策值具有显著正向影响,非粮化市场饱和能有效抑制经济作物型非粮化,吸引劳动力回流可有效缓解撂荒现象。最后,提出针对性的农业非粮化格局优化策略,为促进农村可持续发展提供参考
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- 基于CA-Markov模型的洮河流域土地利用模拟与生态系统服务变化
- 王永强,黄背英,谢保鹏,陈英,裴婷婷,王雯,柴悦
- 洮河流域土地利用变化对区域生态系统服务的演变具有重要意义,研究不同情景下该区域土地利用变化对生态系统服务的影响,可为流域实现可持续化发展提供借鉴。本研究利用CA-Markov模型模拟2030年该流域在自然发展、耕地保护、生态保护3种不同情景下的土地利用分布格局,结合InVEST模型计算不同情景下的生境质量、产水量、土壤保持量以及碳储量服务,在此基础上利用层次分析法来构建综合生态系统服务指数(CES),从空间上反映多种生态系统服务的供给总量以及不同情景下土地利用对生态系统服务的影响。结果表明:在自然发展情景下洮河流域南部以及东北部建设用地尤其是农村居民点的扩张会引发产水量、土壤保持量、生境质量和碳储量的下降,分别下降了0.43%、0.28%、3.23%和0.84%。在耕地保护情景下流域中部和南部耕地向草地的扩张会导致生境质量和土壤保持量的下降,分别下降了 6.45% 和 1.12%。在生态保护情景下除产水量下降了0.45%以外,其余生态系统服务均呈现上升趋势。在耕地保护情景下CES下降区域面积最多,占比达到了77.18%,主要分布在流域中部林地、草地被耕地侵占区域。未来需要进一步平衡耕地数量,避免过度扩张。在自然发展情景中CES变化较小区域占区域总面积的91.70%,表明洮河流域生态系统具有良好的调节能力,应避免过度的人为干预。在生态保护的情景下,CES上升区域的面积占比最高,达到了86.64%。未来应积极推行生态修复工作并优化土地利用策略,这将有助于促进流域生态系统的健康发展。
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- 耕地“非粮化”遥感提取研究——以唐山丰南区为例
- 王昊,郭力娜,姜广辉,赵艳霞
- 为提高耕地“非粮化”图斑的提取效率和准确度,本研究以唐山市丰南区为例,基于谷歌地球引擎(GEE)平台,利用2019—2022 年耕地数据,结合农作物数据集、农作物物候特征和农作物时间序列检测器等获取农作物样本点,通过 Sentinel-2 和Sentinel-1长时序遥感数据构建农作物分类特征集,采用随机森林算法进行农作物分类后提取非粮作物图斑。结果表明:在进行农作物分类时,通过分析不同种类农作物NDVI和MNDWI时间序列差异,验证随机样本点,提取用于分类的样本集,最终得到了精度较高的农作物分类结果。研究期间农作物分类结果的总体精度均大于91%,Kappa系数均大于0.87,各年提取得到的非粮作物面积与统计数据的相对误差均小于1.5%,非粮作物提取精度较高。2019—2022年,丰南区西部乡镇非粮作物种植较多,且占比较高。研究方法对于无法获取实地样本点的历史年份,在提取非粮作物的种植范围时有较好适用性,且提取精度较高,可为耕地“非粮化”监管提供方法参考。
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- 青岛市崂山区茶园土壤7种中微量元素空间分布特点
- 马佳妮,袁杨洋,张艳,何华,宋祥云
- 为探究崂山区茶园空间分布特点及海拔高度对中微量元素的影响,本研究运用Pearson相关性分析、单因素方差分析和地统计学方法,对青岛市崂山区茶园0~20、20~40 cm土层土壤7种中微量元素(Fe、Mn、Cu、Zn、B、S、Mo)含量的空间变异特征及其影响因素进行了研究,分析了崂山区耕地土壤中微量养分含量现状。结果表明,研究区0~20、20~40 cm土层有效硫呈强变异程度,其他中微量元素呈中等变异程度。半方差函数结果表明,土壤有效铁、有效锰、有效铜及有效硼受结构性因素(地形、母质等)和随机性因素(施肥、耕作等)共同影响,0~20 cm 土层上述 7 种中微量元素在研究区的变异系数大小顺序为 S>Zn>Cu>B>Mo>Fe>Mn,20~40 cm土层这7种中微量元素在研究区的变异系数大小顺序为S>Zn>Cu>Mo>B>Mn>Fe。土壤中有效硫、有效铁和有效锌的分布均呈现出南部高、北部低的趋势。相关性分析结果表明,0~20 cm及20~40 cm土层土壤有效铜含量均与有效锌含量、海拔高度呈显著正相关。方差分析结果表明,海拔高度对 0~20 cm 土层土壤中 Fe、Cu、Zn、B、S、Mo含量影响差异性显著(P<0.05),对20~40 cm土层土壤中Cu、B、S含量影响差异性显著(P<0.05)。随着海拔高度的升高,0~20 cm及20~40 cm土层土壤有效铜含量随海拔升高而增加。研究表明,崂山区茶园土壤7种中微元素含量受到海拔、地形、母质等空间特征的影响。
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- 6种土壤调理剂对酸性水稻土改良效果的综合评价
- 杨右君,冯浪佳,任科润,王进进,张玉龙,李文彦,李永涛,胡峥
- 为评价6种碱性土壤调理剂对酸性土壤改良的影响,本研究以广东省韶关市水稻土为供试土壤,进行为期90 d的室内培养试验。试验选用6种经农业农村部登记的土壤调理剂并设置7个处理,分别为:CK(不施调理剂)、X1(燃煤烟气脱硫石膏)、X2(钼尾矿、白云石)、X3(硝酸磷肥副产品)、X4(牡蛎壳、石灰石、甜叶菊渣)、X5(牡蛎壳)、X6(白云石、钾长石、石灰石)。选择pH、有机质、速效钾、有效磷、碱解氮、水稳性土壤大团聚体、阳离子交换量(CEC)和土壤呼吸强度作为土壤质量评价指标,并通过主成分分析和土壤质量指数法(SQI)进行综合评价。结果表明:与CK相比,6种调理剂处理土壤pH值提升了1.09~1.66个单位,有机质和 CEC 分别增加 3.62%~12.15% 和 7.50%~16.25%,但碱解氮下降 4.24%~10.28%。其中,X1、X3 和 X5 处理显著提高有效磷12.69%~40.10%;X1、X3、X5、X6处理导致速效钾下降5.61%~10.01%;X4处理含有机物质能显著提高土壤呼吸强度42.62%,其他处理则降低10.84%~54.95%;X1、X3、X4、X6处理土壤大团聚体的含量提高2.63%~7.89%。基于SQI评价,燃煤烟气脱硫石膏处理和白云石、钾长石、石灰石处理对酸性水稻土的改良效果最佳,土壤pH、有机质、有效磷和CEC对土壤质量提升的贡献率较大,是影响土壤质量改良的主要因素。
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- 长期施肥对双季稻田土壤重金属剖面分布的影响
- 贺双玲,饶中秀,魏孔洋,王建伟,黄道友,朱奇宏
- 本研究旨在解析长期不同施肥方式对双季稻田剖面土壤中重金属分布特征的影响。本研究依托始于1986年的长期定位施肥试验,采集施肥 30 年后的剖面(0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60 cm)土壤样品,对比分析不施肥(CK)、全化肥(NPK)、高氮化肥(HN)、稻草还田配施化肥(ST)、低量有机肥配施化肥(LM)、高量有机肥配施化肥(HM)6个处理下剖面土壤Pb、Cu、Zn、Fe和Mn全量和有效态含量变化与分布特征,并结合土壤有机碳(SOC)含量探讨了其成因。结果表明:长期施用化肥和有机肥均会导致Pb、Cu和Zn在耕层(0~20 cm)聚集,Fe和Mn则是在中下层土壤出现聚集现象;长期施用高量猪粪有机肥显著提高0~20 cm 层土壤 Cu、Zn 和 Pb 全量,与 CK 相比其增幅分别为 99.89%~195.13%、20.92%~55.03% 和 25.80%~42.16%,土壤有效态 Cu和 Zn在 0~30 cm层较其他处理显著提高 45.76%~857.15%和 75.54%~2 290.32%,其效应随有机肥用量增加而增强,但对 Fe和 Mn无明显影响;长期不同施肥处理的剖面土壤中 Pb、Cu、Zn 全量和有效态含量与 SOC 含量关系密切,两者累积特征呈现高度一致性。长期施用高量猪粪有机肥会导致耕层乃至更深层土壤中Cu、Zn和Pb等重金属全量和有效性显著提升,因而施用有机肥过程需关注和防控土壤重金属的累积风险。
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- 中稻单作模式下江汉平原潮土性水稻土结构功能年际变化趋势模拟研究
- 刘炜,黄羽翔,杨添雨,杨显华,董志强,胡泽苏,金慧芳
- 农业耕作是影响土壤通气透水、保肥供肥等结构功能的重要措施,本研究旨在揭示长期中稻单作模式下耕层土壤结构变化趋势及其影响因素,为优化耕层构型、促进耕层质量提升和耕地资源合理利用提供参考依据。本研究通过连续耕作的田间原位试验,模拟江汉平原潮土性水稻土中稻单作(水耕-空闲)模式下,土壤结构功能指标的年际变化规律。结果表明:长期水耕会导致土壤容重逐年增大、土壤板结。随着水耕年限延长,土壤容重较第 1年增幅分别为 3.6%(3年)、5.8%(6年)、6.9%(10年);土壤总孔隙度呈降低趋势,较第1年分别降低了3.8%(3年)、5.9%(6年)、7.2%(10年)。随着水耕年限增加,粉粒和黏粒含量先增后减,砂粒含量则表现出相反的变化特征,与第1年比较,土壤砂粒含量有所增加,而黏粒含量则有所降低。土壤团聚程度和持水能力随耕作年限延长呈逐渐降低趋势,其中田间持水量较第 1年降幅分别为 9.6%(3年)、11.1%(6年)、15.8%(10年)。连续水耕情况下土壤结构功能在第3、第6年和第10年有明显退化表征,说明长期机械水耕对土壤结构有明显破坏作用,水耕3~4年后宜水旱交替耕作(水旱轮作),缓解长期水耕造成的土壤物理退化问题。研究表明,长期水耕导致土壤耕层结构功能退化严重,研究结果为江汉平原适宜耕作模式/种植制度选择、促进区域耕地资源可持续利用提供参数支持和理论依据。
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- 中国畜牧业氧化亚氮排放时空演变特征及影响因素
- 韩茹梅,王颖,樊益绮,尚祉余
- 为评估我国畜牧业氧化亚氮(N2O)排放时空演变特征、脱钩状态及影响因素,本研究采用排放因子法核算2000—2022年全国31个省份畜牧业N2O排放量,从总量、结构和强度三个角度分析其演进趋势和分布特征,利用Tapio弹性脱钩模型探究其与畜牧业产值间的脱钩状态,并采用对数平均迪氏分解法(LMDI)厘定影响因素及其贡献度。结果表明:从总量来看,全国畜牧业N2O排放量呈上升-下降-反弹趋势,到2022年排放量达2.418×105 t,排放高值区为西南、华北和华中地区;从结构来看,猪粪是畜牧业N2O第一大排放源;从强度来看,各省N2O排放强度均呈下降趋势,其中西北和西南地区降幅较大。研究期内我国畜牧业N2O排放与其产值之间主要呈弱脱钩和强脱钩交替状态,稳定性较差。经济和人口规模因素促进了畜牧业N2O排放,其中经济因素贡献最大,约为6.173×105 t;效率和结构因素抑制了排放,效率因素是主要抑制因素,总减排贡献为4.567×105 t。
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- 粮食主产区旱地和水田土壤有效态铁锌硼钼的变化特征及其影响因素
- 杨词,邬磊,李建兵,马海洋,曲潇琳,崔萌,张文菊
- 微量元素对农作物生长的影响不容忽视,研究土壤有效态铁锌硼钼的区域变化特征及其影响因素对耕地土壤微量元素管理和合理施肥具有重要意义。基于覆盖全国的耕地质量监测网络观测的 1 647组土壤微量元素和基本化学性质等相关数据,本研究比较分析了2016年和2021年全国及不同区域(东北、华北、西北和南方)旱地和水田土壤有效态铁锌硼钼含量的变化特征及其影响因素。结果表明:与旱地相比,全国水田土壤有效铁含量显著增加了 3.04倍。旱地和水田土壤有效铁含量存在明显的区域变化特征,其中东北和南方地区旱地有效铁含量显著高于西北和华北地区;全国水田有效锌平均含量比旱地高17%,西北地区旱地有效锌含量最低;全国旱地有效硼平均含量是水田的 1.63倍,南方地区旱地和水田有效硼含量无显著差异且显著低于其他区域;全国及各区域旱地和水田土壤有效钼含量差异不显著且不存在明显的区域变化特征。全国及各区域旱地和水田土壤有效铁、锌、硼、钼受土壤pH影响较大。全国旱地和水田有效铁和锌与pH显著负相关,有效硼与pH正相关,旱地有效钼与pH负相关。此外,有效铁、锌、硼、钼与土壤有机质(SOM)、全氮(TN)等显著正相关,且在不同区域这些因素对微量元素的影响程度存在差异。研究表明,全国粮食产区旱地有效态铁、锌平均含量显著低于水田,有效硼高于水田,但有效态钼与水田相比无明显差异,这四种微量元素的区域变化特征主要受土壤pH和有机质影响。粮食产区有效态铁、锌、硼、钼含量存在明显的区域变化特征,因此针对性施用微量元素肥料对提升区域粮食产量具有重要意义。
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- 基于高频监测的稻麦轮作区水稻泡田期排水与硝态氮输出特征
- 刘文龙,吴慧,朱卫彬,陈雅雯,吴宇轩,丁世洪,陈诚,佘凌宇,贾忠华
- 水稻泡田期是稻麦轮作区农田旱转水的变化时段,在大量灌溉水抬升农田地下水位的同时,麦作期残留在土壤中的硝态氮迅速溶于水;除了发生一系列生化反应外,这些硝态氮可能随稻田排水进入受纳水体,成为区域水环境污染源。鉴于常规水文水质监测难以捕捉短期内排水中硝态氮变化的详细过程,本研究采用高频原位监测和重复子采样方法,分析了泡田期稻田排水与硝态氮流失特征以及水质采样频率对氮素输出负荷的影响。结果显示,研究区稻麦轮作农田开敞的排水沟导致泡田期排水量偏大,排灌比高达32.3%;排水硝态氮总输出负荷(以N计)为1.11 kg·hm-2,其中首日流失负荷占泡田期硝态氮总流失量的80.2%,表现出明显的初期冲刷特征。这说明农田土壤中残余的硝态氮在泡田期通过强烈的反硝化作用及稻田排水过程而流失,要有效识别泡田期硝态氮流失的初期冲刷现象,排水水文和水质监测的采样间隔须缩短至8 h以内。研究建议,水稻泡田期采取控制排水或尾水回用等措施来降低稻田水肥流失强度,提高水肥利用效率。
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- 长期施用有机酸和有机肥对新疆绿洲棉田土壤磷库的影响
- 陈钰秦,李忠婷,胡杰,彭懿,冯固,盛建东
- 为探讨长期增施有机酸和有机肥对土壤稳定态磷库活化、磷肥利用效率及棉花高产的影响,本研究在水肥一体化棉花种植体系中,选用牛粪和乙酸,设置单施无机肥(NPK)、增施有机酸(NPKA)和增施有机肥(NPKM)3个处理,开展了 5年田间试验,测定不同处理下的棉花产量、土壤理化性质和磷组分。结果表明:增施有机酸和有机肥可逐年提高棉花产量,平均分别提高4.0%和 9.5%。NPKA 处理逐年显著降低土壤 pH 值 0.2~0.4 个单位,有效磷和水溶磷含量呈显著上升趋势,分别增加 3.8%~23.6% 和29.1%~66.8%;NPKM 处理逐年显著降低土壤 pH 值 0.2~0.5 个单位,分别显著提高土壤有效磷、水溶磷和有机质含量 14.1%~49.0%、75.6%~115.2%和23.5%~40.3%。NPKA处理显著提高Ca2-P(二钙磷)、Al-P(铝磷)、MROP(中稳性有机磷)和HROP(高稳性有机磷)比例,显著降低Ca10-P(十钙磷)比例;NPKM处理显著提高Ca2-P、Ca8-P(八钙磷)、Al-P、LOP(活性有机磷)、MLOP(中活性有机磷)、MROP和HROP比例,显著降低Ca10-P比例。土壤pH与Ca2-P、Al-P和LOP呈显著负相关,与Ca10-P和HROP呈显著正相关;有机质与Ca10-P、HROP呈显著负相关,与Ca2-P、Ca8-P、Al-P和LOP呈显著正相关,这表明有机质有效活化了土壤稳定态磷库。研究表明,在新疆绿洲棉田长期增施有机酸和有机肥能活化土壤稳定态磷库,提高磷肥利用率实现作物高产。
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- 秸秆生物炭与炭基肥对冬小麦田氨挥发及小麦产量的影响
- 王小非,寇长林,李太魁,骆晓声,毛保民,冀建华
- 为探究秸秆生物炭与炭基肥对冬小麦田氨挥发特征及小麦产量的影响,为农业废弃物资源化利用与农田氨减排提供理论依据与科学指导,本研究于2018年10月至2021年6月,在华北平原潮土区冬小麦-夏玉米轮作体系下进行了连续3年的田间定位试验。试验设置4个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施化肥+秸秆生物炭(BF)和施炭基肥(BBF),测定分析了小麦季氨挥发速率及小麦产量。结果表明:基肥期各施肥处理的氨挥发速率均呈现先升高后降低的变化趋势,追肥期呈现逐渐降低趋势;连续 3年小麦季,BF和 BBF处理的年度氨累积排放量比 CF处理分别降低了 15.0%~27.3%和 25.9%~28.8%,BBF处理的平均年度氨累积排放量最低,分别比CF和BF处理降低了27.3%和8.2%;施秸秆生物炭与炭基肥均能有效降低小麦季年度氨排放系数与单位产量氨排放量,BBF处理氨排放系数和单位产量氨排放量最低,分别为2.11%~2.64%和1.06~1.51 g·kg-1;施秸秆生物炭与炭基肥均能提高小麦籽粒产量,与CF相比,BF与BBF处理分别增加了4.4%~8.4%和4.1%~13.2%,BBF处理增产效果最好,3年的平均小麦籽粒产量比CF处理增加了5.7%。本试验条件下,炭基肥的氨减排与增产效果最佳,可作为华北平原潮土区农业氨减排及小麦增产的新型施肥技术模式进行推广。
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- Enterobacter hormaechei WD01溶磷培养条件优化及对土壤无机磷转化的影响
- 季欣悦,张凤麟,王聆卉,孙云云,陈伟东,王海坤,黄宁
- 本研究以根际溶磷菌 Enterobacter hormaechei WD01为对象,旨在优化其溶磷培养条件,并探究其对土壤中无机磷形态的转化能力,以期为开发高效溶磷菌剂及促进土壤磷素调控提供数据支撑。试验以培养基中可溶磷含量为评价指标,将单因素试验法与正交试验相结合,探寻该菌株的最优发酵条件;分析添加不同外源磷的土壤接种WD01菌液对无机磷形态的转化,以及其对土壤微生物量和磷酸酶活性的影响。经优化后,确定最优培养条件为:初始pH 6,培养温度28 ℃,碳源为15 g·L-1葡萄糖,氮源为 0.50 g·L-1硫酸铵,磷源为 5 g·L-1磷酸三钙。在最优条件下,WD01的最大溶磷量可达 323.53 mg·L-1,较优化前提高了 63.07%;培养 28 d后,土壤中 Ca2-P和 Ca8-P的含量在磷酸三钙和磷酸二氢钾处理下,分别提高了 30.56%、24.83% 和 36.87%、4.84%,说明WD01促进了Ca10-P向可利用态的转化;WD01在培养前期定殖良好,菌落数最高达到8.4×107 CFU·g-1,降低了土壤pH,并显著提高了土壤磷酸酶的活性(P<0.05)。研究表明,WD01 既能分解矿物磷(如磷酸三钙),又可降解传统菌株无法处理的植酸钙类磷源,在碱性环境下仍保持溶磷能力。经优化培养后WD01的溶磷量显著提升(P<0.05);土培试验中,WD01定殖良好并改善了土壤pH,促进了土壤无机磷形态的有效性转化,同时增强了土壤磷酸酶活性。未来研究可对WD01在全磷含量高、速效磷含量低的土壤做进一步有效性验证,并开发配套菌剂工艺,为绿色农业中磷资源的高效利用提供新策略。
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- 秸秆促腐还田耦合氮肥类型对黄淮海地区鲜食玉米生长和氮素利用的影响
- 刘健,胡智慧,宋博雅,方恒,胡宏祥,谷晓博
- 为探究不同秸秆促腐还田与氮肥类型互作对鲜食玉米生长和氮素利用的影响,为黄淮海地区鲜食玉米的氮肥减量增效提供理论依据,本研究以鲜食玉米为研究对象,设计主裂区试验,主区为秸秆直接还田(DS)、秸秆氨化还田(AS)、添加腐秆菌还田(FS),副区为尿素(UF)、缓释肥(RF)、掺混肥(MF),探究秸秆促腐还田耦合氮肥类型对鲜食玉米干物质、叶绿素、产量、植株氮素积累和土壤硝态氮的影响。结果表明,在相同氮肥类型条件下,与DS处理相比,秸秆促腐还田(AS、FS)处理提高了叶绿素含量和干物质积累量,分别提高了7.4%、9.8%(AS)和7.4%、12.1%(FS);降低了0~60 cm的土壤硝态氮含量,分别降低了22.6%和18.6%;提高了植株吸氮量和籽粒氮素占比,产量分别提高了4.7%和3.0%。在相同秸秆还田条件下,与UF处理相比,MF和RF处理提高了叶绿素含量和干物质积累量,分别提高了9.7%、14.0%(MF)和2.2%、9.2%(RF);降低了40~60 cm的土壤硝态氮含量,分别降低了 26.2%和 30.1%;提高了植株吸氮量和籽粒氮素占比,产量和氮素利用率分别提高了 14.6%、8.4%(MF)和 9.3%、6.1%(RF)。在本试验条件下,综合考虑玉米的生长、植株氮素吸收和土壤氮素残留,推荐秸秆氨化还田耦合掺混肥为黄淮海地区鲜食玉米氮肥减量增效的施肥模式。
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- 蔗叶还田下不同施肥模式对旱地红壤肥力及稳定性的影响
- 王德鑫,杜建军,陈海斌,崔鹏,郭红梅,陈卓,范如芹
- 为探索蔗叶还田下不同施肥模式对土壤改良的效果,提出优化组合,本研究以华南地区广泛分布的红壤为研究对象,通过盆栽试验,研究了蔗叶还田(S)与不还田条件下不施肥(CK)、常规施肥(F0)、鸽粪有机肥替代 15%化肥(F1)、鸽粪有机肥替代30%化肥(F2)、优施化肥(FC)5个施肥模式对土壤肥力和团聚体粒级分布与稳定性等土壤性状的影响。结果表明:相同施肥处理下,与不还田相比,蔗叶还田显著提升了土壤肥力与稳定性。与SCK相比,SF1处理土壤有机质显著提升31.7%,SF1土壤养分含量增幅为21.0%~187.5%。各施肥处理较不施肥均呈现1 mm大团聚体比例上升的趋势,其中SF1处理平均质量直径、几何平均直径值分别显著提高54.0%、88.1%,<0.25 mm微团聚体比例显著降低28.4%(P<0.05)。研究表明,蔗叶还田结合科学施肥能够提升红壤肥力和团聚体稳定性,其中结合鸽粪有机肥替代15%化肥处理提升效果最佳。
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- 农产品加工业集聚对农业绿色发展的影响——基于中介效应的实证检验
- 杨传艳,马琼,王兴旺
- 农产品加工业集聚对农业绿色发展的影响已成为实现经济发展、生态环境和民生福祉协调的重要议题。本研究基于2012—2022年我国30个省份的面板数据,采用Dagum基尼系数分解法分析我国农业绿色发展水平的演变趋势及区域差异,进一步构建固定效应模型和中介效应模型检验农产品加工业集聚如何影响农业绿色发展。结果表明,我国农业绿色发展水平从2012年的0.186增至2022年的0.221,总体呈上升趋势,且区域间的绿色发展差距有所缩小;农产品加工业集聚显著促进了农业绿色发展水平的提升,数字经济与农业经济韧性在其中发挥中介作用;此外,农产品加工业集聚对农业绿色发展的影响具有边际效应,且在不同地理区位、经济发展水平、种植规模及农村居民教育水平等方面表现出显著的区域异质性。研究结果为充分发挥农产品加工业集聚的正向引导作用、推动农业绿色发展以及增进民生福祉提供了重要的理论参考和实践借鉴。
