农业资源与环境学报杂志2026年第3期
-
- 环境规制视角下奶牛场粪污资源化利用技术采纳强度影响因素分析
- 刘浩,余泽田,代辛
- 为探讨奶牛养殖场在选择源头减量技术、过程控制技术和末端治理技术时的内在联系及其采纳强度的驱动因素,本研究基于2023年对全国412个规模养殖场的调查数据,运用Multivariate Probit模型和基于协方差层次分析法(Cov-AHP)分析了三类技术选择行为之间的关联效应及技术采纳强度的影响因素。结果表明:三类技术之间存在显著互补关系,如干清粪与堆肥发酵剂、制沼气与肥料化等技术组合呈正相关。全国技术采纳强度均值为2.215,其中华北产区最高,东北内蒙古产区最低;中规模养殖场显著高于小规模养殖场。激励型与引导型环境规制能显著提升采纳强度,约束型规制则抑制采纳强度。技术认知在环境规制与技术采纳之间发挥中介作用,中介效应占总效应的4.4%~18.1%,尤其在约束型规制下,认知提升可缓解其负向影响。综上,养殖场技术采纳行为具有协同性,其强度受环境规制类型和技术认知的交互作用驱动,区域差异和规模异质性要求政策设计需兼顾技术关联性与认知提升。
-
- 我国农业面源污染治理政策协同网络演化
- 张紫伊,虎陈霞,连纲,杨琰瑛
- 为分析农业面源污染治理过程中各职能部门的协作机制以及现行政策工具的应用特征,探讨如何构建更完善的治理政策体系,从而为提升农业面源污染防治成效提供决策参考。本研究选取了1984—2022年的农业面源污染治理相关政策文本,使用文本分析法和社会网络分析法对政策发布部门与政策工具的关系展开深入研究。结果表明:政策信息挖掘方面确定了26个政策发布部门,其涵盖中央、省(自治区)、市(县)级,同时划分出命令-控制型、经济激励型、自愿型三类共29项政策工具。核心边缘分析表明不同部门通过使用相同的政策工具提高政策实施强度,核心网络中政府部门使用命令-控制型和自愿型工具多于经济激励型工具,而经济激励型工具应用形式单一、缺乏激励。合作网络分析则表明部门合作网络包含26个节点、146条连线,存在3个派系。中央部门中,农业农村部和生态环境部是核心部门;地方部门中,省农业农村厅和省生态环境厅作用关键,中央和地方部门间无跨级合作。其中中央部门派系包含12个部门,规模最大,以鼓励引导为主,自愿型工具使用频次高;省级部门派系使用政策工具多样,对“标准量化限制”重视度高。研究表明,命令-控制型和自愿型工具在网络中重要程度较高,而经济激励型工具应用相对不足。此外,相较地方部门,中央部门缺乏对“标准量化限制”工具的重视。
-
- 中国农村人居环境质量测度、时空演进及障碍因子分析
- 张寒影,郭庆
- 农村人居环境整治提升是实施乡村振兴战略的重要抓手,科学准确测度我国不同地区农村人居环境质量,找到制约因素,才能因地制宜、分类施策。本研究对标《农村人居环境整治三年行动方案》中农村人居环境的行动目标,构建农村人居环境评价指标体系,运用熵权TOPSIS法测算了2018—2022年我国各省份的农村人居环境质量得分,采用空间自相关分析和核密度估计法进行时空分布格局演化分析,并结合障碍度模型识别我国农村人居环境的主要障碍因子和主要障碍类型。结果表明:2018年《农村人居环境整治三年行动方案》发布之后,我国农村人居环境得到显著改善,农村面貌持续向好,但存在明显区域差异。我国农村人居环境的全局空间聚集程度逐年下降,局部呈现东部沿海省域高-高型集聚和东北部低-低型集聚,地区差距呈缩小态势,两极分化的特征趋于好转。人居环境整治行动中的重点和难点在禽畜粪污处理、卫生厕所行动、垃圾污水治理和居住环境提升方面。运用二阶聚类分析法将我国30个省份划分为污染治理制约型、基础保障制约型、居住条件制约型。结合农村人居环境整治的现实需求与区域差异,需分别从全链条污染治理、基础设施补短板、居住环境综合整治等方面采取差异化策略,因地制宜分类推进、聚焦重点难点发力,建立长效机制,全方位推动农村人居环境全面改善。
-
- 农户禀赋、社会化服务对水稻化肥利用效率的影响
- 王洋,翟欣欣,许佳彬
- 为探讨农户禀赋对化肥利用效率的影响,本研究基于黑龙江省绥化市378份水稻种植户调查数据,采用随机前沿法测算水稻化肥利用效率,构建Tobit模型和中介效应检验模型,实证分析农户禀赋对水稻化肥利用效率的影响及作用机制。结果表明:样本农户水稻化肥利用效率总体水平较高,但仍有提升空间;农户禀赋正向影响水稻化肥利用效率,其中人力禀赋内家庭人口数量、自然禀赋中块均面积、经济禀赋中家庭总收入和社会禀赋中社会地位、组织程度及信息渠道为正向影响,自然禀赋中耕地面积为负向影响;农业社会化服务在农户禀赋对水稻化肥利用效率影响中发挥遮掩作用。研究建议提升农户禀赋水平、促进农业社会化服务发展和提高农户化肥减施认知与能力,以促进水稻化肥利用效率提升。
-
- 何以言行相诡?山东棉农低碳技术采纳悖离现象研究
- 王泽生,张国海
- 低碳生产是农业高质量发展的内在要求。在我国“大国小农”的基本国情下,棉农群体在低碳农业技术采纳决策中普遍呈现出“意愿-行为”悖离现象。这一现象不仅反映了微观主体决策过程中的非理性特征,更对我国棉花产业的绿色转型与可持续发展构成了显著的制度性约束。厘清棉农低碳技术采纳悖离的关键矫正变量对于破解“高意愿-低采纳”困境具有重要的理论价值与实践意义。本研究基于山东省516户棉花种植户的调研数据,采用Double-Hurdle两阶段模型实证分析了数字素养、环境规制对棉农低碳技术采纳悖离和悖离程度的影响及作用机制。研究发现:数字素养和环境规制均能对棉农低碳技术采纳悖离和悖离程度起矫正作用;数字素养和环境规制对于新型农业经营主体和规模农户的低碳技术采纳悖离矫正作用更显著;数字素养能通过信息共享和技术嵌入矫正棉农低碳技术采纳悖离,邻里效应在环境规制和棉农低碳技术采纳悖离间存在正向调节作用。据此,本研究建议在优化环境规制政策的同时,强化棉农数字素养培训,充分发挥社会网络作用,确保棉农低碳技术采纳结果和目标相符。
-
- 农业数字化对耕地利用生态效率的影响及其空间效应
- 许灵芝,朱本杰,李芳
- 为探究农业数字化对耕地利用生态效率的影响及空间效应,本研究基于2011—2022年我国31个省(直辖市、自治区)的面板数据,综合运用固定效应模型、中介效应模型和空间杜宾模型等方法,进行了实证分析与研究。结果表明:农业数字化对耕地利用生态效率具有显著的正向影响,影响系数为0.159,这一结果在经过稳健性检验后依然成立。技术进步在其中发挥中介作用,农业数字化对技术进步的影响系数为0.184,技术进步对耕地利用生态效率的影响系数为0.144。农业数字化对耕地利用生态效率具有正向空间效应,数字化依托区域协同与知识溢出效应促进周边地区耕地利用生态效率的提升。异质性分析结果显示,农业数字化对耕地利用生态效率的影响具有粮食功能区差异和地区差异。因此,本研究建议提升农业数字化发展水平,构建跨区域协作机制,因地制宜制定区域化差异政策,以促进耕地利用生态效率的提升。
-
- 不同施肥措施对砂姜黑土有机碳及功能基因的影响
- 张十月,段衍,陶岐瑞,张慧兰,陈鸿,李倩仪,曹明辉,吴丽芳
- 为探究不同施肥措施对砂姜黑土土壤有机碳(SOC)组分周转、团聚体形成以及微生物功能的协同调控机制,本研究依托田间定位试验(2018—2024年),以不施肥(CK)作为空白对照,探究秸秆还田(NFS)、秸秆还田配施复合肥(CFS)及秸秆还田配施羊粪(SMS)对作物产量、砂姜黑土有机碳组分和碳周转功能基因的影响。结果表明:与CK相比,CFS和SMS处理显著提升了小麦和玉米的产量、大团聚体的比例以及团聚结构的稳定性。不同施肥措施也是提升砂姜黑土有机碳组分及碳周转功能基因丰度的重要因素。与CK相比,CFS和SMS处理显著提升了SOC含量。其中,SMS处理下小麦季和玉米季颗粒有机碳(POC)含量分别增加了120.3%和100.2%;矿物结合有机碳(MaOC)含量分别增加了6.1%和6.7%。此外,SMS处理显著提升了土壤碳周转功能基因丰度,分别提升了小麦季和玉米季真菌cbhI基因丰度79.5%和150.8%,以及细菌GH48基因丰度161.8%和226.1%。相关性分析表明,土壤平均质量直径(MWD)和细菌GH48基因丰度是影响POC含量的重要因素;而MaOC含量与真菌cbhI基因丰度显著相关。秸秆还田配施羊粪通过协同提升作物产量、改良土壤团聚体结构和激发微生物功能等,有效促进SOC的积累,该措施可为消减砂姜黑土障碍因子、提升耕地产能及农业可持续发展提供一定的科学指导。
-
- 枣-紫花苜蓿/杂草间作对滨海滩地土壤化学性状的影响
- 刘芳芳,褚建民,柳新伟,杨洪晓
- 枣园是黄河三角洲等滨海滩地开发利用的有效方式,为探究不同生草覆盖模式缓解滩地枣园地力衰退的效果,在潍坊市滨海荒滩枣园开展定位实验,自2019年设置枣-紫花苜蓿、枣-自然杂草两种间作模式,分别以紫花苜蓿和自生杂草为覆土生草,监测并比较2019—2022年0~20、20~40 cm土层中盐度、pH、全氮、全磷、全钾和有机质含量的变化。结果表明:在约4年杂草覆盖模式下,土壤盐度比初期提升28.33%,pH值提升3.45%,有机质含量提升61.84%,总磷含量降低35.42%,总氮含量降低15.11%,总钾含量提升90.10%;与同期杂草模式相比,紫花苜蓿覆盖模式下,土壤盐度降低15.52%,pH值提升0.87%,有机质含量提升8.94%,总磷含量提高12.69%,总氮含量提升15.14%,总钾含量降低0.29%。与杂草覆盖模式相比,紫花苜蓿覆盖模式在抑制土壤返盐,减缓总氮、总磷损失和提升土壤有机质含量上具有优势,在抑制pH和提升总钾含量上无优势,甚至稍有劣势。研究表明,仅凭紫花苜蓿覆盖不能完全抑制表土返盐和氮磷损失,须兼用其他措施才能解决枣园地力衰退的问题。
-
- “大占补”政策实施背景下耕地恢复潜力识别与分级
- 闫明阳,童秋英,金曼齐,涂琴,张怡冉
- 科学识别耕地恢复潜力重点区域及开展宜耕性分级评价对于落实耕地“大占补”政策、保障国家粮食安全及支撑区域经济高质量发展具有重要意义。本研究以武汉市为研究区,基于“三调”数据,以标注“即可恢复”或“工程恢复”的非耕农用地地块为理论潜力最大值,从国土空间规划、自然适宜性、基础设施条件和地理区位条件等多个维度分别构建限制性评价指标和宜耕性评价指标,定位测度与识别耕地恢复潜力重点区域及空间分布格局。结果表明:从限制性和宜耕性两个方面构建耕地恢复潜力识别与分级方法体系,明确耕地恢复潜力重点区域,有助于提高耕地恢复项目立项选址、优先序计划制定和指标分配的科学性与合理性。扣除限制性因素后,武汉市耕地恢复潜力面积为532.97 km2,耕地恢复潜力较大,中心城区耕地恢复潜力资源极为稀缺,98.6%的耕地恢复潜力位于外围开发区和新城区。武汉市耕地恢复潜力宜耕性综合评价分值介于[64,98],平均值为83.9分,由高到低分为最适宜耕种区、较适宜耕种区、一般适宜耕种区和低适宜耕种区4个等级,面积分别为157.39、200.11、146.40 km2和29.07 km2,占比分别为29.5%、37.5%、27.5%和5.5%,针对不同类型区实施相应的恢复计划与针对性措施,能最大程度地降低恢复后再度抛荒的风险。武汉市2023年有83.57%的恢复耕地位于宜耕性评价范围,其中位于最适宜耕种区和较适宜耕种区占比较高,研究成果与实际情况高度吻合。本研究结果可为“大占补”政策实施背景下开展耕地恢复项目立项选址、优先序计划制定提供方法借鉴,对地方政府推进耕地保护工作具有重要指导和实践价值。
-
- 长江经济带耕地利用可持续集约化时空差异分析
- 刘桂英,赵妞,陈跃灵,张梦梅,郝文茹
- 为实现耕地利用效益最大化和环境污染最小化,耕地利用可持续集约化(SICLU)为我国耕地利用转型与生态文明建设提供了可能的方向。本研究利用能值核算法分析了2001—2021年长江经济带耕地利用过程中的投入产出流,测算了长江经济带上中下游11个省(市)的SICLU水平。结果表明:长江经济带耕地总投入呈下降趋势,总产出呈上升趋势,且投入/产出结构区域差异明显,耕地利用过程中表土净损失是耕地系统恢复力的1.73倍,这给耕地保护带来了巨大压力。长江经济带耕地可再生有机能投入呈中游>上游>下游的特征,不可再生工业辅助能呈下游>中游>上游的特征,可再生自然资源、不可再生自然资源均呈上游>中游>下游的特征,废弃物排放呈下游>中游>上游的特征。长江经济带能值生产率、能值产出率、环境负载率和经济效率四个指标均自西向东呈低、中、高三级阶梯状分布,上游最低、中游居中、下游最高。长江经济带SICLU指数由2001年的260.22上升到2021年的342.23,自西向东呈高、中、低三级阶梯式分布,上游最高、中游居中、下游最低。自然环境差异、水稻种植面积、社会经济系统的能值投入是SICLU指数时空格局分异的重要原因。研究结果为长江经济带构建粮食安全与当地特色的高值多功能农业相结合的适度规模经营体系、培育高附加值多功能农业业态提供理论参考。
-
- 基于马尔可夫链-PLUS模型的伊洛河流域土地利用变化模拟与多情景预测
- 苏浩淼,闫俊飞,吴泽宁,王慧亮
- 为预测伊洛河流域多情景土地利用演变趋势,揭示政策驱动下的土地系统响应机制,本研究集成马尔可夫链-PLUS模型,结合土地利用转移矩阵与动态度指数,设计基准延续、耕地红线和生态优先三情景,模拟2030年土地利用格局。结果表明:2000—2020年,耕地净减少818.85 km2,林地净增加950.33 km2,建设用地净扩张569.05 km2,43.96%耕地流失面积转化为建设用地;模型验证Kappa系数为0.803,FoM指标为0.169。多情景预测结果表明:基准延续情景下建设用地将扩张296.08 km2,耕地红线情景耕地稳定但草地面积进一步减少了37.97 km2,生态优先情景草地退化面积相对增加17.36 km2。研究表明伊洛河流域需构建空间分异治理体系,东部平原控制城镇蔓延,西部山地优化造林布局,中部河谷强化耕地保护,模型可为政策效果预评估提供技术支撑。
-
- 海藻酸稳定性尿素施用对华南双季稻产量、氮素利用和经济效益的影响
- 吕海丽,陈海斌,李皇,潘晓莹,杜建军,黄帮裕,张婧
- 为研究海藻酸稳定性尿素一次性基施对华南地区双季稻产量、氮素利用以及经济效益的影响,本研究于2023年8月—2024年7月在广东省佛山市开展田间试验,设置不施氮肥(CK)、相同施氮量下的常规尿素(U)、海藻酸包膜尿素(AU)、脲酶抑制剂-海藻酸包膜尿素(UIAU)、硝化抑制剂-海藻酸包膜尿素(NIAU)和脲酶抑制剂-硝化抑制剂-海藻酸包膜尿素(UINIAU)6个处理。结果表明:AU、UIAU、NIAU和UINIAU处理的产量在5.09~6.21 t·hm-2之间,氮素表观利用率、农学效率、生理利用率和偏生产力分别在13.01%~41.60%、7.16~17.71、20.42~59.61 kg·kg-1和37.62~48.68 kg·kg-1之间,与U处理相比均无显著差异。U处理晚稻和早稻的土壤平均矿质氮含量(NH4++NO3-)分别为9.99 mg·kg-1和10.89 mg·kg-1,与U处理相比,AU、UIAU、NIAU和UINIAU处理晚稻提高了15.84%~46.92%,早稻提高了14.67%~30.91%(P<0.05)。AU、UIAU、NIAU和UINIAU处理表现为氮素盈余,两个生长季UIAU和UINIAU处理氮素盈余较U处理均降低。在净收益方面,UIAU处理晚稻和早稻的净收益分别比U处理增加了2 417元·hm-2和1 288元·hm-2。通过主成分分析方法综合产量、氮素利用和经济效益等指标进行评价,华南地区双季稻生产推荐施用脲酶抑制剂-海藻酸包膜尿素。
-
- 稻草薄浆旋耙还田配施有机物料对水稻土腐殖质结合态的影响
- 肖宁,刘景莹,邢向欣,吴景贵
- 为探究稻草薄浆旋耙还田配施不同有机物料对水稻土腐殖质结合形态含量及其组成的变化规律,本研究选取JF(鸡粪+稻草薄浆旋耙还田)、ZF(猪粪+稻草薄浆旋耙还田)、YJ(玉米秸秆+稻草薄浆旋耙还田)、LC(颗粒生物炭+稻草薄浆旋耙还田)和CK(稻草薄浆旋耙还田)五种处理方式进行连续两年的大田试验。结果表明,不同有机物料施用对稻草薄浆旋耙还田后的水稻土腐殖质影响存在显著差异。松结态腐殖质含量以第1年的鸡粪处理效果最好,显著提高了58.49%。胡敏酸与富里酸比值(HA/FA)以第2年颗粒生物炭处理效果最好,显著提高了135.29%。联结态腐殖质含量以第2年猪粪处理效果最好,显著提升了60.61%。HA/FA值以第1年猪粪处理效果最好,显著提高了77.55%。稳结态腐殖质含量以第2年的鸡粪处理最好,显著提升66.89%。紧结态腐殖质含量以第1年颗粒生物炭处理效果最好,显著提高27.95%。松/紧值以第1年鸡粪处理效果最好,显著提高63.92%。研究表明,鸡粪处理既能通过松结态腐殖质快速供给养分,又能通过稳结态腐殖质持续培肥土壤、提高松/紧比、改善结构,能够兼顾作物即时需求与土壤长期健康。猪粪处理通过提高联结态腐殖质,既可以兼顾土壤肥力与生态安全,又可以提升土壤系统的抗干扰性、污染物钝化能力和碳汇稳定性,促进农业可持续发展。颗粒生物炭处理通过提高紧结态腐殖质,可以强化腐殖质与土壤矿物质的稳定结合,延长其存留时间,最终提升土壤碳库稳定性和长效肥力。
-
- 磷肥用量对辽河三角洲平原水稻产量、磷积累量及利用率的影响
- 李波,佟德利,宫亮,李浩,曲航,牛世伟,孙文涛
- 为获得辽河三角洲平原稻区最佳磷肥施用量,本研究基于田间长期定位试验,系统研究了不同磷肥用量对水稻品种产量、品质以及磷肥利用率的影响。试验共设置5个磷肥处理,分别为0、45、90、180、360 P2O5 kg·hm-2(依次以P0、P45、P90、P180、P360表示),供试材料为该区域2个主栽水稻品种,即盐粳219与盐丰47。结果表明:两个水稻品种产量上限无显著差异(9 489~9 510 kg·hm-2),产量和有效穗数之间均呈显著正相关(R2≥0.91,P茎秆>叶片,随着施磷量增加,磷在籽粒中分配逐渐降低、在茎叶中分配逐渐增加;两个品种籽粒与叶片磷分配无显著差异,而盐粳219的茎秆磷(25.5%~34.1%)显著高于盐丰47(18.5%~24.6%)。当施用量低于180 kg·hm-2时,其对稻米品质的影响并不显著;当施用量达到360 kg·hm-2时,稻米的食味品质显著下降(P<0.05);品种比较显示,盐粳219蛋白质含量低于盐丰47,而食味值则显著高于盐丰47。综合考虑水稻品种、产量、品质以及磷肥利用率等指标,辽河三角洲平原稻区最佳磷肥用量盐粳219为73.2~88.3 kg·hm-2,盐丰47为78.5~93.6 kg·hm-2。
-
- 连续施用生物有机肥对连作棉花生长、养分吸收及产量的影响
- 余梦梦,何浩,程李洋,李帅,万婷婷,丁娅萍,李俊华
- 为探究多年连作棉田中施用生物有机肥对棉花生长发育、黄萎病防治、生物量积累、养分吸收以及产量形成的影响,本研究以连作23年的棉田为研究对象,通过连续2年的施肥试验[农户施化肥(CK)和农户施化肥+生物有机肥(BOF)],探究了棉花株高、茎粗、叶片光合色素含量、防御性酶活性以及各器官养分吸收和产量形成规律。结果表明:与CK处理相比,BOF处理显著提高了棉花盛蕾期、花铃期的株高,茎粗以及花铃期叶片光合色素含量和防御性酶活性;花铃期,叶片中丙二醛(MDA)含量下降了24.32%~30.27%,棉花黄萎病发病率降低了14.84~20.66个百分点,对黄萎病的相对防效达到了61.80%;同时促进了棉株干物质量的积累,花铃期和吐絮期的干物质量分别增加了47.15%~70.37%和56.66%~61.97%,籽棉产量分别提升28.17%(2023年籽棉产量8 476.67 kg·hm-2)、19.82%(2024年籽棉产量8 515.46 kg·hm-2)。生物有机肥的施用可以促进棉株对氮、磷、钾养分的吸收,BOF处理较CK处理氮、磷、钾偏生产力分别提高了19.20%~28.16%、19.83%~28.17%、19.82%~25.90%,氮、磷、钾偏因子养分平衡分别提升了67.69%~73.13%、50.00%~88.89%、71.51%~76.02%。研究表明,在多年连作棉田中施用生物有机肥有利于棉株生长发育及生物量的形成,促进棉花养分吸收,显著提高了棉花产量。
-
- 有机无机复混肥对土壤养分供应和花生产量及品质的影响
- 张清行,李建邦,贾文珺,卢晓峰,张芝田,李泽丽,耿计彪
- 为探究有机无机复混肥对土壤养分供应、花生产量和品质的影响,本研究以花生(Arachis hypogaea L.)为试验材料进行长期定位大田试验,设置不施肥(CK)、全量普通复合肥(100% CF)、减量20%普通复合肥(80% CF)、全量有机无机复混肥(100% OI)和减量20%有机无机复混肥(80% OI)5个处理。结果表明,相比于100% CF,100% OI和80% OI处理花生荚果产量分别显著提高22.59%和11.30%,80% CF处理在各施肥处理中荚果产量最低,但仍显著高于CK处理;100% OI和80% OI处理花生净收益分别显著提高21.46%和11.19%;100% OI处理花生籽仁粗蛋白、油酸含量分别显著提高1.75个和1.86个百分点,亚油酸含量显著降低0.61个百分点。在花针期,相比于100% CF处理,100% OI处理耕层土壤中硝态氮含量显著增加29.43%;100% OI和80% OI处理耕层土壤铵态氮含量分别显著增加202.34%和84.17%;100% OI处理耕层土壤中有效磷和速效钾含量分别显著提高11.77%和17.15%。在结荚期,相比于100% CF处理,100% OI处理耕层土壤中硝态氮含量显著增加43.17%;100% OI和80% OI处理耕层土壤铵态氮含量分别显著增加14.83%和8.05%;100% OI和80% OI处理较100% CF处理和80% CF处理分别显著提高花生叶片光化学猝灭系数53.62%和20.79%,显著降低非光化学猝灭系数31.93%和21.61%。本试验条件下,全量有机无机复混肥可以显著提高土壤养分的供应强度,满足花生全生育期对于养分的需求,显著提升花生关键生育时期叶片的光合荧光作用,促进干物质累积。本研究结果为有机无机复混肥提高花生产量、提升花生经济效益、改善花生品质提供理论依据。
-
- 叶面喷施不同钾源的山梨醇螯合钾对芹菜产量、品质及钾素吸收的影响
- 张子琪,张海莉,张静,石祥,张明霞,郑瑞丽,高旨恩,刘可忠,颜冬云
- 我国优质钾资源匮乏,通过改变钾元素的存在形态促进植物对钾素的吸收在农业生产中具有重要意义。本研究于2021—2022年在山东省青岛市开展连续两季的田间试验,在常规施肥基础上进行芹菜不同生育时期的喷施,清水喷施为对照(CK),探究以氯化钾(CP)、硝酸钾(NP)、乙酸钾(AP)、甲酸钾(FP)、硫酸钾(SP)为钾源的山梨醇螯合钾对芹菜生长及根区土壤有效钾素吸收的影响,明确以上五种山梨醇螯合钾中最适合芹菜生长的钾源,为芹菜合理施用钾肥提供理论依据。结果表明:不同钾源的山梨醇螯合钾显著影响芹菜产量,与CK处理相比,CP、NP、AP处理分别增加14.63%、23.54%、10.02%。山梨醇螯合钾能有效改善芹菜品质,降低芹菜叶柄、叶中硝酸盐含量,影响维生素C含量,提高可溶性蛋白、可溶性固形物含量。与CK处理相比,CP、NP、AP处理叶柄硝酸盐含量分别降低51.71%、31.47%、28.66%,维生素C含量分别增加27.98%、17.12%、13.92%。山梨醇螯合钾的喷施可提高收获期芹菜钾素含量与积累量,降低根区土壤有效钾含量。处理综合表现为净利润的提高,CP、NP、AP处理与CK处理相比分别增加14.07%、23.01%、9.13%。结构分析方程(SEM)表明,山梨醇螯合钾主要通过增强芹菜钾素积累影响芹菜农艺性状,进而提升产量。综上,在常规施肥基础上喷施山梨醇螯合钾可促进芹菜植株对钾素的吸收和积累,其中以硝酸钾为钾源的山梨醇螯合钾在芹菜上的综合应用效果更突出。
-
- 农田土壤有机碳反演的变量筛选及算法组合优化——以泾河流域为例
- 张方滟,吴一平,阴晓伟,孟泽昕,亚历山大罗夫·格奥尔基,李汇文,张广创,韩磊,窦欣,张雷,王欢元
- 为实现快速、高精度的农田土壤有机碳(SOC)反演并探讨不同变量筛选方法与机器学习算法的适宜组合方式,本研究以黄土高原典型丘陵沟壑区泾河流域农田土壤为对象,基于SOC采样数据,整合了包括MODIS多光谱数据及相关环境变量在内的126个变量,探究了全部变量集、竞争性自适应重加权采样法(CARS)筛选变量集、相关系数筛选变量集这3种变量集分别与支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、反向传播神经网络(BPNN)和极端梯度提升树(XGBoost)这4种算法组合对模型精度的影响。结果表明,经过相关系数筛选后的11个特征变量与4种机器学习算法组合的模型精度显著优于全部变量集和CARS筛选变量集,其中与SVM算法的组合表现最优(验证集:R2=0.86,RMSE=0.95,MAE=0.76,RPD=2.66),其次为XGBoost、BPNN和RF模型。SHAP分析显示,地形变量(DEM、地形起伏度、剖面曲率)贡献度达28.41%,在地形复杂多变、耕地较为破碎的泾河流域农田SOC反演中起重要作用,其次为遥感指数(23.18%)和经纬度(20.21%)。相关系数筛选与SVM算法组合的反演结果表明,流域农田SOC范围为0.00~39.94 g·kg-1,其高值区集中在研究区域的西部边缘,低值区集中在东北部,中值区和低值区在中部和南部交错分布,平均SOC值为8.38 g·kg-1,其含量远低于全国农田SOC的平均水平。
-
- 基于CNN-LSTM耦合模型的禹城市土壤有机质预测制图
- 肖二龙,夏迎新,李道诚,宁立新
- 当前数字土壤制图(DSM)研究在环境变量选择中对物候信息系统考量不足,现有模型时空多维特征融合能力有限。为探索融合MODIS长时间序列物候数据的新方法,提升耕地土壤有机质(SOM)的预测精度,本研究以山东省禹城市为研究区,整合环境协变量与2011—2020年MODIS物候数据,通过卷积神经网络(CNN)提取空间特征,结合长短期记忆网络(LSTM)捕捉时序动态规律,创新性构建CNN-LSTM时空特征耦合模型以实现耕地SOM的高精度预测。结果表明:融合物候特征使CNN-LSTM模型预测精度显著提升(R2=0.523),较未使用物候数据的CNN模型(R2=0.492)和随机森林模型(R2=0.467)精度分别提高6.3%和12.0%;SOM空间分布呈中南部高、北部及东南部低格局,与地形特征和耕作模式高度吻合;风速、水汽压和地形位置指数与SOM显著相关,物候变量中生长季中期的植被指数对预测贡献度最高。通过将MODIS长时间序列物候数据与CNN-LSTM时空融合模型相结合,本研究不仅揭示了物候动态对SOM预测的增强作用,同时有效突破了传统方法在土壤属性时空特征融合中的技术瓶颈,所生成的30 m分辨率SOM数字土壤制图可为区域耕地质量提升和土壤固碳潜力评估提供科学数据支持。
-
- 我国寒旱区农村改厕技术模式调研及评价
- 贾懿曼,乌日拉格,张爱琴,丁京涛,王惠惠,李丹阳,范盛远
- 针对我国寒旱区农村改厕技术适配性难题,本研究通过实地调研寒旱区11个省(自治区)136个村庄的981户农户,结合文献分析与政策解读,总结提出了寒旱区适用6类改厕技术模式,包括卫生旱厕+粪污就地还田利用、卫生旱厕+粪污集中处理还田利用、水冲式厕所+粪污就地处理/达标排放、水冲式厕所+粪污外运集中处理还田利用/达标排放、水冲式厕所+管网收集与污水协同处理+达标排放/资源化利用、雨水/灰水回用+水冲式厕所+粪污资源化/达标排放。基于技术性、经济性、社会性和环境性4个维度,构建了包含12项指标的寒旱区改厕技术模式评价体系,采用层次分析法确定权重,并通过模糊综合评价法对不同村庄类型的技术模式适用性进行量化分析。结果表明,寒旱区城市近郊村宜优先采用水冲式厕所+管网收集与污水协同处理+达标排放/资源化利用模式(评分87.07),偏远分散村则以卫生旱厕+粪污就地还田利用模式最优(评分85.67)。研究结果可为寒旱区农村改厕技术模式选择提供科学依据,助力农村厕所革命高质量推进。
-
- 农村生活污水治理设施现状评估及发展建议——以广东省某市为例
- 袁明珠
- 针对农村生活污水治理过程中设施及管网建设质量差、运维成效低等问题,本研究以广东省某市农村生活污水治理设施为研究对象,构建了多维度的治理成效评估体系,深入剖析治理设施现状问题并给出改进路径。结果表明,该市农村污水治理率达78.86%,完成污水治理的村民小组主要采用污水纳厂处理(4.20%)和建设污水治理设施(95.80%)两种模式;已建设施采用工艺主要有厌氧+人工湿地、AO/AAO、人工湿地和厌氧+人工湿地+稳定塘四类,分别占98.91%、0.55%、0.36%和0.18%。技术路径呈现高度同质化特征,闲置土地多和政策导向是造成该现象的主要因素;设施整体运行状况欠佳,评估为良好、一般、较差的占比分别为12.54%、56.49%、30.97%,设施的正常运转率为69.03%,问题主要集中在前期设计不合理、施工建设不规范以及后期运维管理缺失三个方面;各乡镇污水治理水平存在较大差异,治理策略分化明显,反映出该市农村污水治理体系存在结构性失衡问题。提出需加强治理工艺多元探索,优化区域治理模式及工艺设计,积极推进污水资源化,同时强化区域技术交流与资源配置、拓宽资金筹措渠道,以提升农村生活污水治理成效。研究结果为提升类似区域农村污水治理效能、优化资源配置、完善运维机制提供了实证依据和决策参考。
-
- 闲置宅基地复垦耕地适宜性及利用潜力评价——以天津市滨海新区某村为例
- 袁志华,贾海滨,杨鹏,张吉,贾丽,潘政,师荣光
- 我国农村闲置宅基地面积较大,具有复垦为耕地的潜力,对其改造利用是补充被占用耕地的重要途径。本研究选取天津市滨海新区某村闲置宅基地为研究对象,采集土壤剖面样品60组,选取19种评价因子,利用模糊数学法结合多元统计学方法建立耕地适宜性评价模型,对复垦宅基地地力特征、环境质量及耕地适宜性进行评价,并对闲置宅基地改造利用潜力与对策进行分析。结果表明:研究区内宅基地土壤多为强碱性,盐渍化程度相对较轻,肥力处于极缺到中等水平;土壤污染水平为清洁,污染程度为安全,未受到重金属及有机物污染,几乎无微生物活动。宅基地耕地地力指数均值为0.629,在适宜性分级中属于三级,耕地适宜性评价等级为3.47级,对应为六等地,具有复垦为耕地的潜力,宜优先复垦为耕地。建议在复垦利用初期,需采取合适农艺措施弥补其养分缺乏、微生物作用弱的不足。
-
- 稻油轮作秸秆还田下土壤铁氧化物对团聚体稳定性的影响
- 廖楚芊,刘淑军,李冰洁,黄晶,段英华,韩建刚,朱咏莉
- 探明稻油轮作秸秆还田后土壤团聚体中铁氧化物形态与分布及其与团聚体稳定性的关系,并与双季稻模式下铁氧化物的分布特征进行比较,对于深入理解土壤结构形成机制具有重要意义。本研究依托起始于2016年的湖南祁阳稻油轮作长期定位试验,选取单施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥配施+水稻秸秆还田(NPKS1)、氮磷钾肥配施+水稻油菜秸秆均还田(NPKS2)3个处理,于2024年油菜收获后采集0~20 cm土层土样,采用湿筛法将土样筛分为大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)、微团聚体(0.053~0.25 mm)和黏粉粒(<0.053 mm)共4个粒级,测定各粒级团聚体的质量百分比及铁氧化物含量及铁氧化物结合态有机碳含量,并分析铁氧化物含量与团聚体稳定性的关系。结果表明,与NPK相比,秸秆还田处理均显著提高了大团聚体质量百分含量,团聚体平均质量直径和几何平均直径分别显著提高38.8%~42.6%和42.2%~53.7%(P<0.05)。总的来说,秸秆还田后,土壤中络合铁含量显著提高47.8%~85.0%,晶形铁氧化物含量降低了13.4%~14.2%。与NPK相比,NPKS2处理下所有粒级团聚体中的络合铁含量均有显著增加,而晶形铁氧化物含量显著降低,非晶形铁氧化物含量仅在小团聚体中有显著增加。根据各粒级团聚体的质量百分比计算全土中团聚体铁氧化物含量发现,NPKS2较NPK处理络合铁含量显著增加了0.06~0.13 g·kg-1全土,非晶形铁氧化物含量仅在黏粉粒中有所降低,而在大团聚体中的晶形铁氧化物提高了0.61 g·kg-1全土,小团聚体和微团聚体中的晶形铁氧化物降低了2.92 g·kg-1全土和1.25 g·kg-1全土。对团聚体稳定性和铁氧化物含量的相关性分析发现,团聚体稳定性与大团聚体中的各粒级铁氧化物均呈正相关关系,与小团聚体中的晶形铁氧化物以及微团聚体中的络合铁氧化物和晶形铁氧化物均呈负相关关系。综上所述,稻油轮作模式下秸秆还田不仅提高了大团聚体的比例,还提高了各粒级团聚体中络合铁的含量,降低了团聚体中晶形铁氧化物的含量,特别是水稻油菜秸秆均还田处理效果更为显著。秸秆还田促进了小团聚体和微团聚体中晶形铁氧化物向络合铁的转化,增强了铁氧化物的活性并进一步提高了其结合有机碳的能力,这是土壤有机碳固存的机制之一。
-
- 白星花金龟幼虫转化平菇菌渣的条件优化及虫粪应用
- 张海霞,何昕,束长龙,薛婷婷,韩梅琳,孙晓红
- 为实现食用菌菌渣的高效转化与利用,本研究采用白星花金龟幼虫作为生物反应器,利用中试规模的处理槽转化平菇菌渣生成高品质虫粪肥料和优质虫体蛋白,考察了原料预处理时间和幼虫投放密度对菌渣转化率和虫粪产率的影响;采用PCR扩增16S rRNA基因的V3~V4区域,在Illumina Miseq测序平台对扩增产物进行高通量测序,研究白星花金龟虫粪、蚯蚓粪及有机肥样本的微生物群落组成,并对3种肥料进行了理化性能对比分析。结果表明:平菇菌渣预处理时间为7 d、幼虫投放密度为4 800条·100 kg-1干料的条件下,菌渣转化率和虫粪产率最高,分别为91.89%和86.58%;白星花金龟虫粪的微生物种类、丰度、生物多样性和理化性质均优于蚯蚓粪和有机肥;利用白星花金龟虫粪作为改性剂添加到基质中种植草莓,草莓的产量比未添加虫粪的配方提高了12.04%。本研究为白星花金龟幼虫规模化处理食用菌菌渣以及虫粪的肥料化应用提供了优化的工艺参数和微生物组学的数据支持。
-
- 宁夏引黄灌区麦后复种绿肥对后茬小麦产量及土壤性质的影响
- 冒辛平,喻其林,刘汝亮,赵营,洪瑜,王芳,韩凤朋
- 为探究麦后复种绿肥对后茬小麦产量、土壤性质及经济效益的影响,为宁夏引黄灌区绿肥还田下小麦增产及土壤肥力提升提供技术支撑,本试验通过随机区组设计,设置T1(小麦-休闲,CK)、T2(小麦-毛叶苕子)、T3(小麦-油菜)和T4(小麦-毛叶苕子、油菜混播)4个处理,分析不同处理对小麦产量、土壤理化性质、活性有机碳库、土壤酶活性及经济效益的影响。结果表明:与对照相比,2022年和2023年麦后复种绿肥处理的后茬小麦产量均能显著提高(PT4>T1。2022年和2023年T2、T3较T1处理净收益分别增加了37.74%、42.44%和48.31%、54.77%。研究表明,麦后复种绿肥改善了灌区麦田土壤性质,提高了土壤综合肥力,从而增加了后茬小麦产量,其中,复种毛叶苕子是宁夏引黄灌区麦田发展培肥增效的一种有效种植模式。
-
- 不同热解温度的玉米秸秆生物炭对棕壤反射率的影响
- 卢鑫霞,赵保卫,李刘军
- 生物炭属黑色物质,施入土壤中会加深土壤色度,影响土壤的反射率,从而可能影响土壤温度和能量平衡。本研究在不同热解温度(300、500、700℃)下制得玉米秸秆生物炭CS300、CS500和CS700,采用室内土柱试验,改变生物炭施加比例和土壤含水率来探究生物炭施加对棕壤反射率的影响。结果表明:CS300、CS500和CS700自身对光(220~2 500 nm)的反射率不同,对反射率降低程度依次为CS30020%时,施加生物炭后在1 400 nm和1 900 nm处的水特征峰逐渐消失,同一含水率条件下,生物炭施加比例增加会影响土壤孔隙结构从而降低棕壤反射率。不同热解温度玉米秸秆生物炭亦会降低棕壤反照率,其效应受热解温度、施加量及土壤含水率调控。
-
- 垄厢栽培模式下厢宽和种植密度对双季稻田甲烷排放的影响
- 戴锦清,袁紫依,陈俊,龙攀,徐莹,郑华斌,傅志强
- 为探讨垄厢栽培模式下不同厢宽和种植密度对双季稻田甲烷(CH4)排放及土壤活性有机碳组分的影响,本研究于2023—2024年开展双季稻大田试验,采用双因素随机区组试验设计,设置平作、1 m厢宽、2 m厢宽3种栽培模式,以及常规(早稻:13 cm×25 cm;晚稻:14 cm×25 cm)和增密20%(早稻11 cm×25 cm;晚稻:12 cm×25 cm)两种种植密度,共6个处理,即C0W0(平作+常规密度)、C1W0(平作+增密20%)、C0W1(1 m+常规密度)、C1W1(1 m+增密20%)、C0W2(2 m+常规密度)和C1W2(2 m+增密20%)。测定了稻田CH4排放通量和土壤活性有机碳组分,比较分析不同厢宽和种植密度下双季稻田CH4排放差异。结果表明:两年间C0W1处理的双季稻栽培体系CH4累积排放量最低,与对照组C0W0处理相比,C0W1早稻田CH4累积排放量分别降低22.85%(2023年,P<0.05)和24.14%(2024年,P<0.05),周年累积排放量分别降低15.81%(2023年,P<0.05)和18.65%(2024年,P<0.05)。此外,两种土壤活性有机碳组分在2023—2024年水稻生育期内具有各自独特的年际变化规律。2023—2024年厢作全季土壤水溶性有机碳(DOC)和土壤微生物量碳(MBC)含量均低于平作,尤其是在2023年晚稻分蘖期,C0W1处理的两种活性有机碳组分含量显著低于C0W0处理,降幅分别达到22.37%和14.82%(P<0.05)。而在同一栽培模式下,常规种植密度处理稻田DOC和MBC含量均低于增密20%处理组。研究表明,垄厢栽培和种植密度互作模式在一定程度上均能降低CH4的排放,综合考虑固碳减排等方面,以1 m厢宽结合常规种植密度模式的稻田CH4减排效果最佳。
-
- 长江中游粮食主产区农作物生产碳公平时空演变与驱动因素
- 吕添贵,袁梦涵,黄贤哲,杨道田,付舒斐,陈安莹
- 为识别粮食主产区农作物生产碳公平时空特征及驱动因素,本研究基于碳源-碳汇测度2008—2023年长江中游粮食主产区农作物生产碳公平系数,运用XGBoost机器学习模型识别碳公平的关键驱动因素。结果表明:2008—2023年,长江中游粮食主产区的碳公平系数总体大于1,但存在一定波动,碳公平水平增长率高、低峰值分别为1.351%、-0.665%;各省份碳公平水平差异显著,江西省最高,湖南省次之,湖北省最低;碳公平性在空间上呈现显著异质性,高值区片状连续分布,低值区点状分散,部分地市长期处于低值状态;气温是影响研究区碳公平性的核心变量,其次是城镇化水平与农业劳动力投入。研究表明,通过制定区域差异化政策支持策略、优化城镇化与农业绿色转型协同推进以及建立健全碳公平监测与评估体系,可全面提升区域碳公平水平,推动农业可持续发展与低碳转型。
