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直灌咸水与施氮磷对重盐碱柽柳地的改良效应
杨莉琳, 杨友山, 李铃蔓, 邱发根
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210669
摘要(0) PDF(0)
摘要:
为解决滨海重盐碱地春旱、返盐以及缺N、贫P的突出问题, 利用当地丰富的地下咸水资源和柽柳固碳(C)、排盐的特性, 达到生物改良盐碱地, 提升绿色生态景观的目标。在华北低平原区滨海重盐碱人工柽柳地布设了为期4年的灌溉咸水与施NP的2因素定位试验。试验设不灌水和灌溉地下咸水(盐分为8.02~9.34 g?L?1, W)条件下的不施肥(CK、WCK), 单施氮(N、WN)和施氮磷(NP、WNP) 共6个处理, 研究不同处理对土壤盐分、养分和微生物量碳(Cmic)和微生物量(Nmic)的影响 。研究结果显示, 柽柳地首次灌溉咸水0~30 cm土壤盐分平均下降32.4%; 但连续3年灌溉咸水柽柳地0~30 cm土层盐分平均上升11.9%~33.6%; 0~90 cm土壤有效P(Olsen-P)含量下降19.4%~32.1%, 0~30 cm土层的Cmic与Nmic显著下降。灌溉咸水条件下施用氮磷(WNP)比对照WCK的0~30 cm土层的含盐量下降45.7%, 土壤0~30 cm全N、含水量和30~60 cm的Olsen-P含量均显著下降; 而0~30 cm土层有机质、Cmic和有效钾含量显著提升。P是滨海重盐碱地关键限制性营养元素, 灌溉咸水促进柽柳吸收P进一步加剧土壤P消耗; WNP可缓解滨海重盐碱柽柳地关键营养元素匮乏的限制, 激活土壤微生物活性, 有效降低因连续直灌咸水引发的土壤次生盐渍化的风险。研究结果为重盐碱地人工柽柳咸水灌溉及养分管理提供依据。
非参数化蒸散发估算方法在华北灌溉农田的适用性评价
张晓龙, 张玉翠, 石嘉丽, 王妍, 沈彦军
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210415
摘要(28) HTML(11) PDF(8)
摘要:
蒸散发是水循环和地表能量平衡系统重要的组成部分之一, 是农业、水资源管理和气候变化研究中的基础信息。非参数化蒸散发估算方法避免了复杂的参数化过程, 降低了计算过程的不确定性, 具有广阔的应用前景。本文基于华北灌溉农田中国科学院栾城农业生态系统试验站、中国科学院禹城综合试验站和北京师范大学馆陶试验站3个通量站点的观测数据, 利用非参数化方法估算3个站点30 min和日尺度蒸散发, 利用能量残差闭合修正方法修正后的通量数据为验证参考值, 评价非参数化蒸散发估算方法在华北平原灌溉农田不同季节和不同时间尺度的适用性。结果显示: 1) 非参数化方法在华北灌溉农田不同作物类型、不同时间尺度具有可靠和稳健的表现, 估算结果可以较好地反映季节及日内变化特征, 但总体上低估蒸散发; 对比估算值与参考值, 在日尺度上, 平均偏差为−16.18~−12.88 W∙m−2, 决定系数为0.80~0.83, 均方根误差为22.45~31.06 W∙m−2, Nash-Sutcliffe效率系数为0.66~0.75; 在30 min尺度上, 平均偏差为−13.30~−7.68 W∙m−2, 决定系数均为0.88, 均方根误差为39.22~42.15 W∙m−2, Nash-Sutcliffe效率系数为0.86~0.87。2)非参数化估算方法在水分供应较充足或作物生长茂盛时较严重低估潜热通量, 而在较干燥或作物稀疏时轻度低估或不低估潜热通量。3)该方法对灌溉活动的响应考虑不足, 可能需要在模型结构上进一步改进以提高灌溉农田模拟精度。4)非参数化估算方法在华北灌溉农田中参数敏感性从高到低依次为地表空气温度、地表温度、地表净辐射和土壤热通量, 其中可忽略土壤热通量的影响。该研究不仅为非参数化蒸散发估算方法改进提供参考, 而且有助于加深对蒸散发理论的认识。
不同日照情况下太阳日辐射估算方法研究—以江苏为例
张佩, 高苹, 谢小萍, 拉巴, 江旭, 陈诗瑶, 吴洪颜
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210470
摘要(52) HTML(14) PDF(11)
摘要:
太阳辐射是影响农田生态系统碳交换和能量收支等的关键因子。为了准确估算不同日照情况下的太阳日辐射量, 更好地开展农田生态系统的相关研究, 本文以江苏省为例, 利用淮安、吕泗和南京3个辐射观测站2005—2020年逐日气象资料和辐射资料, 以逐日日照时数是否为0, 将研究样本划分为无日照和有日照两类, 梳理了可观测得到的24个气象因子、3个地理因子, 通过相关分析确定了不同日照情况下太阳日辐射的高度相关因子; 选取3个站2005—2016年奇数年份的逐日资料样本作为建模集, 采用基于最小二乘法的逐步回归方式, 分别以太阳日辐射(GR)和日大气透明系数(太阳日辐射与天空辐射的比值, GR/SR)作为因变量建立了不同日照情况下的太阳日辐射估算模型; 选取3个站2005—2016年偶数年份的逐日资料样本为组间验证集、2017—2020年的逐日资料样本为组外验证集。通过比较模型的拟合效果及其对建模集、组间验证集和组外验证集太阳日辐射的估算效果, 最终确定太阳日辐射估算的最佳模型。结果表明: 1)无论是在无日照情况还是有日照情况下, 太阳日辐射都与各气象因子普遍呈现极显著相关(P<0.01)。其中在有日照情况下, 太阳日辐射与日照因子呈最强的相关性, 而在无日照情况下, 太阳日辐射与日最高地表温度表现出最强的相关性, 两者之间的相关系数高于其他气温类因子。2)无日照情况下应选择以太阳日辐射为因变量、以日最高地表温度和日露点温度为自变量的估算模型, 模型的决定系数R2为0.650, 对太阳日辐射的估算准确度接近75%; 在有日照情况下选择以日大气透明系数为因变量、以日日照百分率和日日照时数为自变量集的估算模型, 模型的决定系数R2可达0.769, 对太阳日辐射的估算准确度平均为87.60%。基于该分段估算模型, 江苏地区不同日照情况下的太阳日辐射估算准确度平均可达84.71%, 异常点占比为2.04%。引入准确的太阳辐射量将利于更好地开展作物生长和产量模拟、土壤水分蒸散估算等研究, 最终为农田生态系统的相关研究提供基础。
不同贮藏温度对绿熟期辣椒果实品质的影响
高成安, 毛奇, 万红建, 姚祝平, 周国治, 阮美颖, 王荣青, 叶青静, 陈双臣, 程远
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210586
摘要(30) HTML(6) PDF(4)
摘要:
为探究不同贮藏温度对采后辣椒果实品质的影响, 本研究模拟辣椒田间生产中的贮藏温度条件——常温(20 ℃)和高温(30 ℃), 对辣椒(Capsicum annum L.)品种‘P1808’的绿熟期果实进行短期贮藏, 并在贮藏后24 h和48 h分别对果实硬度、失水率、辣椒素类物质、氨基酸含量等商品性、风味和营养品质相关指标进行测定和比较分析。研究结果表明, 常温贮藏24 h和48 h条件下, 辣椒素类物质含量先升高后降低(24 h升高50%以上), 叶绿素类物质下降后维持在一定水平, 而失水率、相对电导率和蛋白质含量呈逐步上升趋势。而高温贮藏24 h和48 h条件下, 辣椒素类物质含量逐步升高(24 h升高近50%, 48 h升高近150%), 叶绿素含量逐步下降, 硬度48 h后显著下降, 而失水率、丙二醛、相对电导率和总胡罗卜素含量显著上升。对不同温度贮藏48 h后的辣椒果实氨基酸组成和营养价值分析结果表明, 不论是常温还是高温, 贮藏48 h后辣椒果实中不同种类氨基酸均有一定程度的积累, 而常温贮藏在提升总氨基酸、人体必需氨基酸、儿童必需氨基酸及各类风味相关氨基酸的含量上效果尤为显著。从氨基酸营养价值角度考虑, 蛋氨酸+胱氨酸是辣椒果实的第一限制氨基酸, 与对照相比, 常温和高温贮藏48 h均会导致辣椒果实中缬氨酸和异亮氨酸均低于氨基酸模式谱标准。本研究结果有望为田间辣椒贮藏保鲜提供理论支撑和实践指导。
品种和气象因子对马铃薯主要品质的影响
张佳莹, 李扬, 王靖, 胡琦, 黄明霞, 刘霞霞
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210561
摘要(35) HTML(13) PDF(9)
摘要:
品种和气象因子是决定马铃薯块茎品质的主要因素, 分析不同播期下生育期气象因子对不同品种马铃薯主要品质的影响对保障我国食物安全、丰富人民饮食结构具有重要意义。本文基于2018—2020年内蒙古武川马铃薯播期-品种耦合试验, 探究马铃薯块茎主要品质指标(粗蛋白、可溶性糖、淀粉和维生素C)随品种和播期的变化规律, 并解析不同品种和播期下各生育阶段气象因子对马铃薯主要品质的影响。主要结果如下: 马铃薯块茎主要品质指标变异系数为可溶性糖>淀粉>维生素C>粗蛋白; 基于隶属函数值的结果表明早熟品种‘费乌瑞它’早播(4月27日)、中熟品种‘康尼贝克’晚播(6月2日)和晚熟品种‘克新一号’中播(5月15日)的综合品质高于其他处理。播期和品种调控对马铃薯品质存在显著影响。而生殖生长阶段尤其是开花−成熟阶段的 气象因子决定了主要品质指标的形成, 限制当地马铃薯品质提升的主要气象因子为生育期平均温度和 降水量。‘费乌瑞它’粗蛋白含量随开花−成熟期的有效积温、日均温增加表现出显著下降趋势(P<0.05), 品种‘克新一号’粗蛋白含量随全生育期降水量增加表现出极显著下降趋势(P<0.01), 品种‘康尼贝克’粗蛋白含量和生育期气象因子均无显著相关。本研究定量了品种和气象因子对马铃薯块茎主要品质的影响, 结果可为优质马铃薯的品种筛选和科学种植提供理论依据。
基于稀疏样点的南方丘陵地区耕地土壤有效磷制图
曹佳萍, 张黎明, 邱龙霞, 邢世和, 马丹
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210565
摘要(28) HTML(17) PDF(11)
摘要:
绘制耕地表层土壤有效磷空间分布图对精准农业管理和土壤环境评估具有重要意义。目前土壤磷数字制图研究大多面向充足土壤样点的平坦地区, 基于稀疏样点的南方丘陵地区耕地土壤有效磷制图效果尚不清楚。本文以典型南方丘陵地区福建省建瓯市为研究对象, 基于96个稀疏土壤实测样点, 利用空间分辨率为10 m的Sentinel-2遥感影像获取的遥感变量, 联合气象变量和地形变量建立随机森林(Random Forest, RF)模型预测建瓯市耕地表层土壤(0~20 cm)有效磷含量, 并对比5种不同环境变量组合下的RF模型精度。结果表明, 加入遥感变量后, 地形、气象和pH组合的RF模型预测有效磷含量的精度显著提升[决定系数(R2)从0.36提升至0.59], 联合全部变量(遥感、地形、气象和土壤pH)的RF模型预测精度最佳。遥感变量、气象变量、地形变量和土壤pH分别可以解释土壤有效磷含量的22.87%、30.64%、30.38%和16.11%, 其中年均温、pH、地形湿度指数和高程是影响南方丘陵地区耕地土壤有效磷空间分布的主导因素。因此, 利用遥感、气象、地形和土壤pH组合的RF模型是样点数量有限情况下预测南方丘陵地区县市域耕地土壤有效磷含量的有效方法。
水稻OsMYB57基因表达的调控与其化感抑草作用
杨陆可, 王浩, 高钰杰, 严雪, 母丹, 林文雄, 方长旬
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210550
摘要(38) HTML(10) PDF(5)
摘要:
转录因子MYB57能够调控水稻化感抑草能力。为进一步研究调控OsMYB57基因表达的上游因子, 以化感水稻‘PI312777’和非化感水稻‘Lemont’为对象, 分离鉴定了OsMYB57基因启动子的转录因子。结果显示, OsMYB57基因表达受转录因子basic helix-loop-helix protein 009 (bHLH009, 基因: OsMYC2)、LOC_Os04g32590.1 (基因: Os04g0397500)、LOC_Os02g31160.1 (基因: Os02g0516800)以及转录调节因子 LOC_Os03g25430.1 (基因: Os03g0370250)、LOC_Os03g50110.1 (基因: Os03g0708800)等的调控。稗草胁迫下的‘PI312777’和‘Lemont’中的这些基因上调表达。bHLH009 (OsMYC2)是茉莉酸信号途径的调节因子, 外源添加0.05 mmol∙L−1茉莉酸甲酯(MeJA)不同程度提高了‘PI312777’和‘Lemont’中的OsMYC2Os04g0397500Os02g0516800Os03g0370250Os03g0708800基因的表达, 水稻根系分泌液对稗草的化感抑制率提高; 化感水稻‘PI312777’根系分泌液对稗草地上和地下部生物量的抑制率分别提高25.82%和17.01%; 而非化感水稻‘Lemont’根系分泌液的抑制率则分别提高5.30%和15.36%。本研究表明, OsMYB57基因表达受bHLH009 (MYC2)等的转录调控, 适宜浓度的茉莉酸甲酯则能够促进OsMYC2的表达, 进而调控提高OsMYB57表达, 增强水稻化感抑草能力。
“双碳”战略背景下农业与农村减排技术路径分析*
谢立勇, 杨 杨, 赵洪亮, 郭李萍, 何雨桐, 靳泽群
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210599
摘要(6) PDF(1)
摘要:
实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,能源是主战场,电力是主力军。然而,随着现代农业的发展和农业现代化的推进,农业与农村领域也显示出巨大的减排潜力和减排需求。本文梳理了主要温室气体排放源,包括农田系统、畜牧业系统、垃圾废物以及日常生活,着重分析了农业与农村温室气体源、汇关系和减排潜力。汇总了农业与农村领域主要的减排路径,包括农田系统减排、畜牧系统减排、二次资源减排及绿色生活减排。讨论了农业与农村领域减排的特殊性和科学性,避免盲目减排、过度减排,反对单纯追求农业与农村系统内部的碳中和;提倡遵循农业与农村发展的减排潜力和内在需求,开展科技创新、技术推广。农业与农村的固碳减排必须坚持保障粮食安全不受影响,必须与农业减污降碳、绿色发展同步推进,必须与适应气候变化协同进行,必须建立完善的创新和保障体系,实现生产、生活、生态的协调发展,为生态文明建设提供支持,为乡村振兴提供助力。
生物熏蒸配施微生物菌剂对西瓜连作土壤真菌群落结构的影响
常芳娟, 张贵云, 张丽萍, 吕贝贝, 刘珍, 范巧兰, 姚众
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210473
摘要(24) HTML(9) PDF(5)
摘要:
土壤微生物区系变化引起的土传病害一直是制约西瓜产业健康发展的重要因素, 为揭示土壤真菌群落对生物熏蒸及配施微生物菌剂的响应机制, 本研究在连续种植两年的西瓜田设置生物熏蒸(R)、生物熏蒸配施微生物菌剂(RB)和空白对照(CK)处理, 于西瓜初花期采集土样, 采用Illumina HiSeq高通量测序技术, 分析生物熏蒸及配施微生物菌剂对连作西瓜土壤真菌群落组成和多样性的影响及其与土壤环境因子间的相关性。结果表明: 与CK相比, R和RB处理均提高了土壤碱解氮、有效磷、速效钾、全氮及有机质含量, 降低了土壤pH; Alpha多样性指数显示, R和RB处理显著降低了土壤真菌群落丰富度和多样性, 表现为R<RB<CK。3个处理的西瓜连作土壤样本共获得794个OTU, 其中含有一些未知真菌; 在已知的真菌群落中, 子囊菌门、担子菌门和被孢霉门为3个主要菌门, 其相对丰度占总丰度的95.14%~96.17%; R处理增加了土壤中子囊菌门和担子菌门的相对丰度, RB处理提高了子囊菌门的相对丰度, 显著降低了担子菌门的相对丰度; R和RB处理均显著提高了土壤中毛壳菌科和小囊菌科相对丰度, 此外, RB处理显著增加了从赤壳科真菌相对丰度, 并降低了柔膜菌科真菌相对丰度。聚类分析表明, RB处理与CK的真菌群落结构相似。RDA分析可知, 有机质、全氮、速效钾和pH是驱动土壤真菌群落结构变化的关键因子。综上所述, 生物熏蒸配施微生物菌剂不仅能够提高土壤质量, 相比于单独生物熏蒸, 还可提高土壤真菌群落丰度和多样性, 调节西瓜连作土壤真菌群落结构向有益方向发展。
农户认知、景观异质性与地表节肢动物的关系—基于中介效应模型
边振兴, 初琢明, 张宇飞, 佟昊轩, 于淼
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210410
摘要(15) HTML(12) PDF(2)
摘要:
目前人类活动逐渐增强, 农户活动也成为耕地和耕地景观保护过程中研究的热点问题。本研究以辽宁省建平县540份农户调查数据为实证, 探究农户认知对耕地景观中地表节肢动物生物多样性的影响, 以及景观异质性在其中发挥的中介效应。通过构建中介效应模型, 研究农户认知、农业景观异质性与地表节肢动物多样性三者间的逻辑关系, 为耕地景观保护提供理论依据。研究结果表明: 1)农户的不同认知对耕地景观中地表节肢动物多样性产生不同的影响, 其中农户对农药化肥施用认知、农业机械认知、耕地景观生态特征认知对地表节肢动物多样性具有正向影响, 表现为认知程度越好则耕地景观中地表节肢动物的多样性越高; 规模经营方式认知、农户耕地保护相关政策认知对其具有负向影响, 表现为认知程度越好则地表节肢动物的多样性越低, 此结论与预期有所不同, 进一步证实了农户“效果预期”对行为的重要影响。2)农业景观异质性在农户认知影响地表节肢动物多样性过程中的中介效应显著, 即农户认知通过影响农业景观异质性会间接影响地表节肢动物的多样性。基于此, 政府应加强农村教育投入, 进行农业生态保护知识科普, 提升农户对于耕地保护认知的水平; 重视耕地景观格局的优化, 适当增加非耕作生境, 最终保护地表节肢动物多样性, 增强耕地系统生态效益。
鸡粪添加对蔬菜废弃物堆肥腐殖化过程的影响
张陆, 曹玉博, 王惟帅, 张新媛, 王选, 姚培清, 刘双, 王红, 马林
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210536
摘要(21) HTML(10) PDF(4)
摘要:
蔬菜废弃物是富含有机质和氮磷养分的潜在有机肥资源, 然而高木质纤维素含量制约了堆肥进程, 添加鸡粪可加快木质纤维素的降解, 而目前关于鸡粪添加量对蔬菜废弃物堆肥过程中腐殖化的影响尚不清楚。本文以黄化干枯后的甜瓜秧为原料(对照, CK), 添加不同比例鸡粪(25%、50%)进行高温好氧堆肥, 通过分析堆肥过程中的温度、碳氮变化、木质纤维素、腐殖质及种子发芽指数等指标, 解析鸡粪活性物质添加对蔬菜废弃物堆肥过程中木质纤维素降解及腐殖化过程的影响。结果表明, 鸡粪添加提高了初始物料活性碳氮(可溶性有机碳和可溶性氮)含量, 加速堆肥升温并延长了堆肥高温期时间。50%鸡粪添加(CM50)显著促进了有机质和木质纤维素降解, 较CK有机质和木质纤维素降解率分别提高18.5%和16.9%, 但腐殖酸含量并无明显提高; 适量鸡粪添加(25%)可有效促进腐殖酸的生成, 其含量较CK和CM50处理分别提高56.7%和48.6%。多种腐熟指标表明, 添加25%鸡粪处理腐熟程度最高, 其腐殖化指数、聚合度、发芽指数分别为14%、3.5和83%。冗余分析(RDA)表明, 可溶性有机碳、木质纤维素、富里酸的降解及腐殖酸的形成是促进堆肥腐熟的关键因素。因此, 鸡粪添加可显著促进蔬菜废弃物中木制纤维素的降解, 然而过量鸡粪添加会导致木质纤维素被完全矿化而损失, 不利于腐殖酸的形成。适量添加鸡粪是加快蔬菜废弃物堆肥过程中木质纤维素降解并促成腐殖酸形成的关键。研究结果可为蔬菜废弃物堆肥工业化生产提供理论依据。
基于地形复杂度的重庆市耕地“宜机化”改造适宜性评价
李伶俐, 李江文, 钟守琴, 杨朝现, 魏朝富
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210456
摘要(50) HTML(17) PDF(12)
摘要:
“宜机化”改造是推进丘陵山地农业机械化发展的根本之路, 对其进行科学的适宜性评价能合理规划改造进程, 对提高丘陵山地“宜机化”改造的效率和准度具有重要意义。本文选取高程、坡度和地块破碎度等3个地形限制因素, 以重庆市各区县为评价单元, 结合GIS空间分析功能及数据包络法(DEA), 对耕地进行“宜机化”改造适宜性评价。结果表明: 1)重庆市耕地小而碎, 主要分布在中部和西部。2)耕地主要分布在坡度为6°~15°、海拔高度为200~500 m区域, 其中海拔在300~400 m范围内的耕地是“宜机化”改造最理想的区域, 占主要耕地的48.88%。3)通过自然间断点分级法(Jenks)将综合地形复杂度指数分段后得到6个适宜程度: 非常适宜、适宜、比较适宜、比较不适宜、不适宜和非常不适宜; 低于平均地形复杂度指数值的区县共25个, 包括处于非常适宜区的潼南区等9个区县、处于适宜区的璧山区等7个区县和处于比较适宜区的綦江区等9个区县。评价结果与重庆市地貌格局高度重合, 建议优先考虑在适宜性程度高的区县进行“宜机化”改造。因此, 在GIS空间分析功能的支撑下, 基于地形复杂度的适宜性评价方法能有效评价丘陵山地耕地“宜机化”改造的适宜性, 对耕地坡度<15°的区域进行“宜机化”改造将大大提升重庆市农业机械化程度, 重庆市耕地“宜机化”改造潜力大。
稻渔系统碳固持与甲烷排放特征
戴然欣, 赵璐峰, 唐建军, 章涛杰, 郭梁, 罗崎月, 胡中元, 胡亮亮, 陈欣
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210811
摘要(14) HTML(5) PDF(24)
摘要:
稻渔系统(“渔”是水产动物如鱼、蟹、虾、鳖等的统称)是利用稻田浅水环境在种植水稻的同时放养一定数量水产动物的复合稻作体系。稻渔系统中水稻和水产动物相互作用影响着稻田系统碳氮等元素的运转和循环, 对稻田系统碳固持和碳排放是否和如何产生影响也受到关注。基于国内外的研究报道, 本文分析了稻渔系统土壤有机碳和甲烷(CH4)排放特征和影响因素。在土壤有机碳固持方面, 与水稻单作系统相比, 稻渔系统土壤(0~20 cm)有机碳总体呈增加趋势, 主要与水产动物取食与排泄物转化和输入碳有关。在CH4排放方面, 不同研究存在差异, 一些研究表明稻渔系统(如稻蛙、稻虾、稻鱼等模式)的CH4排放显著低于水稻单作系统, 而一些研究则发现稻渔系统(如稻鱼模式)CH4排放显著高于水稻单作系统。稻渔系统CH4排放主要受水产动物类群、水稻品种、稻田环境和种养措施等因素的影响。论文提出未来稻渔系统土壤有机碳固持和CH4排放的研究应聚焦在: 1)长期定位监测研究稻渔系统土壤有机碳库的变化、CH4等气体排放; 通过长期定位观测, 研究稻渔系统有机碳库和CH4排放的动态特征; 2)研究不同水产动物对稻田系统土壤碳库和CH4等气体排放的影响机理; 3)CH4低排放水稻的育种和品种筛选, 比较研究水稻与水产动物群体的配比、饲料和肥料投入比例、稻田水分管理模式、秸秆还田策略等, 构建出适用于稻渔系统的固碳减排技术体系。
蕉园间作红薯对土壤微生物功能多样性的影响
李燕培, 林佳琦, 肖世祥, 冯斗, 邓英毅, 禤维言
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210665
摘要(24) HTML(1) PDF(5)
摘要:
为探究香蕉与红薯间作模式下土壤微生物群落功能多样性的变化特征, 以及土壤微生物对土壤养分转化和碳源利用特征, 本研究以‘桂蕉1号’为材料, 采用Biolog方法和主成分分析对香蕉单作与香蕉和红薯间作2种种植方式下的土壤微生物功能多样性的变化进行了比较分析。结果表明, 在营养生长期至抽蕾结实期, 蕉园间作红薯具有极显著提高土壤微生物代谢活性的作用(P<0.01), 与单作相比, 间作土壤微生物群落的吸光值平均颜色变化率(AWCD)提高0.77~14.36倍, 土壤微生物群落多样性、优势度、丰富度分别提高0.09~1.01倍、0.02~0.31倍、0.52~5.04倍, 但间作和单作蕉园土壤微生物群落均匀度差异不显著。此外, 蕉园间作红薯增加了土壤微生物利用碳源种类和代谢活性, 间作土壤微生物对碳水化合物类、氨基酸类、羧酸类、多聚类、酚酸类和胺类的代谢活性比单作提高了13.81倍、9.22倍、5.38倍、9.93倍、6.08倍和3.46倍; 蕉园间作红薯和香蕉单作土壤微生物对不同碳源的利用效率有较大的差异, 间作土壤微生物以碳水化合物类和氨基酸类为主要代谢碳源, 利用率为20.29%~25.25%和18.58%~20.31%, 单作则以多聚类化合物和酚酸类为主要代谢碳源, 利用率为0.60%~52.71%和13.94%~26.56%; 间作土壤微生物群落利用的碳源化合物数量比单作增加9~28种, 且间作和单作的差异达到极显著(P<0.01)或显著水平(P<0.05), 间作的土壤微生物主要利用的碳源为D-甘露醇、N-乙酰-D-葡萄糖胺等, 单作主要利用吐温80、L-精氨酸等。主成分分析表明, 碳水化合物类、氨基酸类是促使蕉园间作红薯土壤微生物多样性发生改变的主要碳源。在蕉园间作红薯具有提高根际土壤微生物群落多样性和增加土壤微生物群落碳源利用种类与活性的作用, 起到明显改善根际微生物群落功能多样性的效应。
中国农业食物系统能源碳排放趋势分析
张向阳, 张玉梅, 冯晓龙, 樊胜根, 陈志钢
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210784
摘要(10) PDF(5)
摘要:
中国农业食物系统正在转型,产业链不断延长使得能源消耗及其产生的碳排放不断增加,2018年,虽然农业直接消耗能源产生碳排放仅为1亿吨,但以包括了农业、食品加工业、与农业相关的批发零售、运输仓储和餐饮等行业在内的农业食物系统测算直接和间接消耗能源产生的碳排放高达6.7亿吨。本文利用1997-2018年投入产出表和分行业能源消耗量数据,基于投入产出法估算了农业食物系统转型过程中能源活动碳排放量,分析了变化趋势及排放特征。该方法不仅核算了农业食物系统直接消耗能源所产生的碳排放,而且估算了整个产业链由于使用中间投入品而带来的间接能源消耗产生的碳排放,核算更加全面。研究发现:1997-2018年中国农业食物系统能源活动的碳排放量从5.3亿吨增加到6.7亿吨,增长了26%,但其增长速度低于非农业食物系统部门,占能源活动碳排放总量的比重逐年下降,从16.3%下降到6.4%;食品加工业是农业食物系统能源活动中最主要排放来源;农业由于能源利用效率提高,碳排放量呈下降趋势,但仍是第二大碳排放来源;与农业相关的批发零售、运输仓储和餐饮等行业碳排放量及比重不断增加。据此,提出从产业链各环节减排、加快食品加工业低碳低耗发展、促进农业绿色发展、优化能源结构等建议助力实现减排。
基于控制论的农业低碳发展方略
骆世明
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210583
摘要(37) HTML(30) PDF(10)
摘要:
农业的对象是具备控制论系统特征的农业生态系统。农业低碳发展属于生态农业发展范畴。生态农业低碳发展的人为直接调控方法分别来源于传统和民间的农业实践探索、跨学科的现代农业科学研究以及生态友好的高新技术。为了达到低碳目标, 不同来源的方法只要有利于系统在整体上顺应和强化自然调控过程就可以根据其在具体系统内的兼容性、协同性和有效性进行选择, 并进一步优化组合。这有利于形成多样化的生态农业低碳模式与技术体系。政府自上而下的推进和民间自下而上的行动属于农业生态系统的人为间接调控过程, 需要配合形成社会合力, 有效推进生态农业低碳发展, 助力我国碳中和目标的实现。
不同播期玉米籽粒灌浆特性及其与气象因子的关系
彭丹丹, 陈大刚, 朱豪, 刘圆圆, 白世豪, 吴超, 徐开未, 陈远学
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210755
摘要(7) PDF(2)
摘要:
为探讨吐丝后玉米百粒重和籽粒灌浆参数与气象因子之间的关系, 以期为成都平原区玉米适期播种及高产高效栽培提供参考依据。本研究以广适玉米品种‘仲玉3号’为供试材料, 设置6个播期处理(3月27日、4月6日、4月16日、4月26日、5月6日、5月16日), 研究不同播期条件下籽粒干物质积累及灌浆特性。结果表明: 随播期推迟, 玉米生育时期缩短, 籽粒产量和百粒重显著降低; 产量下降主要由粒重引起, 而引起粒重降低的原因主要与灌浆速率和灌浆速率达最大值的粒重有关, 同时, 灌浆速率和灌浆速率达最大值的粒重受吐丝后有效积温、日平均温度和降雨量的显著影响。在试验范围内, 籽粒灌浆速率、灌浆速率达最大值的粒重和最终百粒重随日平均温度的升高而增高, 随有效积温的增加呈增大的趋势, 延迟播种玉米灌浆期大量降雨引起灌浆速率降低, 粒重减小; 积温是影响籽粒灌浆和百粒重的主要气象因子, 适时早播玉米生育时期相对延长, 吐丝后有效积温增加有利于籽粒灌浆, 在当地气候条件下, 4月6日左右播种吐丝后有效积温达863.36 ℃时,灌浆性能较好,可获得较高的粒重和产量。生产上应根据不同种植制度选择适宜的播种日期,春播应尽量安排在3月底至4月初播种,对于需要晚播的区域,应考虑与前茬作物的关系,争取在5月上旬完成播种,避免后期气象因子异常对籽粒灌浆造成不利的影响。
秸秆成型燃料集中供暖工程温室气体减排效应
冯新新, 左涛, 孙宁, 谢 杰, 高春雨, 毕于运, 王亚静
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210679
摘要(5) PDF(0)
摘要:
探究我国秸秆成型燃料集中供暖工程温室气体减排量计算方法, 定量估算典型秸秆成型燃料集中供暖工程温室气体减排量, 可为我国秸秆成型燃料集中供暖工程减排量估算提供理论依据与方法支撑。参考IPCC国家温室气体清单指南、UNFCCC方法学、CDM(清洁发展机制)方法学, 以秸秆自然腐解为基准线, 建立了秸秆成型燃料集中供暖工程温室气体减排量计量方法。该计量方法包括项目边界、基准线排放、项目排放等方面。结果表明, 2019—2020年一个供暖季甘肃省临洮县5个秸秆成型燃料集中供暖示范工程基准线排放量为1610.08 t CO2, 项目排放量为104.67 t CO2, 净减排量为1505.41 t CO2, 约相当于减少了529.45 t标准煤的CO2排放量。临洮县秸秆成型燃料集中供暖工程每消耗1 t玉米秸秆原料, 可减少1.17 t CO2排放。本研究系统构建了基于秸秆自然腐解基准线的秸秆成型燃料集中供暖温室气体减排量计量方法, 完善了秸秆成型燃料集中供暖工程温室气体减排估算方法学体系, 证明了秸秆成型燃料集中供暖工程具有明显的减排效果。
稻鱼共生系统农田边界的植物和丛枝菌根真菌调查:以首批全球重要农业文化遗产稻鱼共生系统核心保护地浙江青田龙现为例
周静怡, 赵璐峰, 唐建军, 裘子悦, 娄李懿, 陈超巍, 吴静, 林佳辰, 郭梁, 胡亮亮, 陈欣
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210524
摘要(5) PDF(1)
摘要:
全球重要农业文化遗产系统Globally Important Agricultural Heritage Systems, GIAHS)对生物多样性的保育受到关注,研究和阐明GIAHS的生物多样状态和规律有助于世界对GIAHS的理解。研究已表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统保持高的水稻品种多样性和田鱼遗传多样性,但在保育野生植物资源及其相关生物方面的作用仍不清楚。本文研究了GIAHS-青田稻鱼共生系统农田边界栖息的植物及与之共生丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)群落,通过沿梯田坡度取样,评估农田边界植物多样性,并通过高通量测序测定农田边界土壤AMF群落的多样性和组成。结果表明,青田稻鱼共生系统的农田边界分布有53科109种维管植物,α多样性指数(Shannon-Wiener指数)在0.74-0.84范围,β多样性指数(Whittaker指数)在0.67-0.77之间。农田边界植物AMF侵染率在6.67%~44.44%范围,根际土壤AMF分属9科14属62种,优势科为球囊霉科(Glomeraceae),球囊霉属(Glomus)为优势属,农田边界的土壤碳、氮、磷、钾含量较高。相关分析表明,AMF群落多样性与植物多样性呈正相关,与土壤碳、氮、磷、钾含量也呈正相关,其中土壤速效磷的影响最显著。这些研究结果表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统农的田边界保育有较高植物多样性及与之相共生的AMF群落,研究结果将有助于加深人们对GIAHS在生物多样性保育方面的理解。
农业涝渍灾害评估中不同气象产量分离方法的比较研究
蒙华月, 王兆林, 姚佩, 钱龙, 陈诚, 罗云英, 鞠学良
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210770
摘要(20) PDF(4)
摘要:
农业旱涝灾害评估中常采用不同方法计算作物气象产量, 但其中鲜见关于不同方法的比较研究。长江中下游棉区因涝减产现象严重, 因此本文以该地区6省为研究区, 利用标准化降水蒸散指数量化棉花生长期的涝渍强度, 选用7种常见气象产量分离方法(线性拟合、二次多项式拟合、三次多项式拟合、HP滤波法、3年滑动平均法、5年滑动平均法及五点二次平滑法)计算棉花气象产量, 并通过涝渍强度与气象产量的相关分析结果评估不同方法的表现。此外,还结合历史受涝面积对不同方法的涝渍灾害刻画能力进行对比。结果表明: 不同方法计算的棉花气象产量具有相似的长期趋势, 但在短期波动上存在较大差异。就气象产量和涝渍程度的相关性而言, HP滤波法、线性拟合和二次多项式效果更好; 而就气象产量结果与历史受涝面积的相符程度而言, HP滤波最优, 其次是二次和三次多项式。此外, 基于7种方法的相关分析结果均判定湖北省和安徽省是棉花因涝减产最严重的省份, 但对于其余省份的判定结果会存在差异。湖北省和安徽省虽然因涝减产严重, 但两省内棉花涝渍的发生倾向低于其余省份。因此, 在农业涝渍评估工作中推荐使用HP滤波法, 而长江中下游棉区的涝渍防治工作应重点关注湖北和安徽省。
县域尺度下河北省农业碳排放时空演变与影响因素研究
周一凡, 李彬, 张润清
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210624
摘要(14) PDF(6)
摘要:
摘要:县域是农业碳排放基本单元,研究县域农业碳排放的时空演变与驱动因素对制定区域差异化农业减排政策有重要意义。本文测算了2009-2019年河北168县农业碳排放量,基于探索性空间统计与空间计量方法,研究了县域农业碳排放的时空演变与影响因素并讨论了空间溢出的边界。研究表明:河北省农业碳排放整体呈现下降趋势,农业碳排放结构中土地管理、畜禽肠道发酵和粪便管理分别占33%、42.57%、24.33%,县域尺度农业碳排放呈现高度空间集聚的特点。农业碳排放的热点分布与农业产业结构有密切关系,土地管理引发的农业碳排放热点在冀东南的深州、武强、饶阳等县,冀北丰宁、围场、滦平和隆化县为畜牧业排放热点。县域农业碳排放有显著的空间溢出效应,农业经济发展是农业碳排放增加的主要驱动力,农业产业结构、机械化程度、化肥施用强度、农村能源消费和农民收入是驱动农业碳排放增长的重要因素。城镇化率对农业碳排放有反向影响。农业碳排放受空间外溢与边界效应双重影响,碳排放空间溢出范围大概在6-8个邻近县。本研究为建立区域农业碳减排机制提供了政策依据和定量研究工具。
黄土高原干旱区长期种植紫花苜蓿和一年生作物对土壤真菌群落的影响
孙鹏洲, 罗珠珠, 李玲玲, 牛伊宁, 蔡立群, 刘家鹤, 王晓菲
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210348
摘要(18) HTML(4) PDF(6)
摘要:
为研究半干旱区种植制度对土壤真菌群落和功能的影响, 本研究依托布设于黄土高原雨养农业区的长期定位试验, 采集长期种植苜蓿(LC)、苜蓿-休耕(LF)、苜蓿-休耕-玉米(LFC)、苜蓿-马铃薯(LP)、苜蓿-谷子(LMi)5个处理的耕层(0~30 cm)土壤样品, 基于真菌ITS区高通量测序技术, 分析比较长期种植苜蓿和一年生作物对土壤真菌多样性和群落特征的影响, 并采用FUNGuild平台分析预测不同处理土壤真菌的生态功能。结果表明, 本研究共检测到真菌7门25纲 77目169科347属, 其中以子囊菌门(Ascomycota, 69.17%~88.22%)为最优势菌门, 且远远大于次优势菌门——接合菌门(Zygomycota, 6.72%~19.88%)和担子菌门(Basidiomycota, 1.64%~9.01%); 属水平下各处理优势菌群存在差异, 其中LC处理优势属为Phaeomycocentrospora, LF、LP和LMi的优势属均为赤霉菌属(Gibberella), LFC处理优势属为被孢霉属(Mortierella)。冗余分析(RDA)发现, 土壤有效磷(P=0.002)是影响土壤真菌群落结构的主要环境因子。真菌FUNGuild功能预测结果表明, 本试验黄绵土主要以病理营养型真菌(Pathotroph)为主(25.44%~39.27%), 速效磷(P=0.002)和硝态氮(P=0.02)是影响土壤真菌营养类型变化的主要环境因子, 与长期种植苜蓿相比种植一年生大田作物显著增加了土壤腐生-共生营养型、病原体-腐生-共生营养型和病理-腐生-共生营养型等过渡型真菌类群相对丰度, 说明合理的种植制度有利于改善农田土壤真菌群落结构, 促进区域土壤生态系统的稳定。
麦秆还田下水氮耦合对水稻根际环境及根系形态的影响
张宇杰, 马鹏, 王志强, 杨志远, 孙永健, 马均
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210552
摘要(7) PDF(1)
摘要:
通过大田试验, 研究不同水分管理、秸秆还田和氮素处理与水稻根系形态建成的关系, 为成都平原秸秆还田下适宜水稻生长的水氮耦合模式的建立提供理论和实践依据。以杂交稻‘F优498’为材料, 设置不同水分处理方式[干湿交替灌溉(W1)、淹水灌溉(W2)]、氮肥运筹[总氮150 kg(N)?hm?2, 基肥∶蘖肥∶穗肥分别为3∶3∶4(N1)、7∶3∶0(N2)、不施氮(N0)] 和秸秆还田[秸秆全量翻埋还田(S1)、秸秆不还田(S0)], 研究在秸秆还田下不同水氮耦合对麦茬杂交籼稻根际环境及根系发育的影响。结果表明, 干湿交替灌溉(W1)促进了拔节期前的秸秆腐解, 提高了拔节期后的根际土壤有机酸总量(1.38%~8.49% )和成熟期前的根际土壤微生物量碳含量(0.25%~12.93%), 提高了整个生育期根系活力(1.77%~149.91%)和除移栽后10 d与成熟期的群体根系形态指标(群体根长18.53%~75.83%、群体根数10.57%~101.33%、群体根体积2.49%~88.24%、群体根表面积8.91%~68.08%); 淹水灌溉(W2)提高了拔节期的有机酸总量(3.46%)和成熟期的微生物碳含量(2.69%~6.23%), 并促进了拔节期后的秸秆腐解和单茎根系发育(单茎根长12.03%~27.21%、单茎根数9.05%~51.44%)。秸秆还田(S1)会抑制根系形态发育并降低根系活力(2.47%~45.83%), 但是能显著提高根际土壤有机酸总量(8.02%~22.74%)和微生物量碳、氮含量(1.58%~31.22%), 且在W1下提升效果更显著。施用氮肥能促进秸秆腐解并进一步增加根际土壤有机酸总量与微生物量碳、氮含量, 促进根系发育并提高根系活力。优化施氮模式(N1)可以促进单茎根系发育(单茎根长8.27%~38.09%、单茎根数2.96%~36.66%)与生育中后期的根系活力(2.26%~156.35%),传统施氮模式(N2)则提高了群体根系指标(群体根体积12.68%~44.32%、群体根表面积4.91%~55.82%)和生育前期的根系活力(22.01%~29.31%)。干湿交替灌溉耦合优化施氮模式促进了各时期秸秆腐解, 显著加快了根系的生长发育, 并提高了根际土壤有机酸总量、微生物量碳、氮含量和根系活力, 延缓了根系衰老。综合来看, 在秸秆还田条件下, 干湿交替灌溉耦合优化施氮模式为最适水氮耦合模式。
华北平原小麦新型耕作施肥播种方式增产增效研究
徐萍, 杨宪杰, 冯佐龙, 孙彦玲, 杨震, 张西群, 邓学斌, 史家益, 张正斌
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210851
摘要(56) PDF(3)
摘要:
华北平原是我国夏玉米-冬小麦主产区,但长期大面积免耕播种玉米和旋耕播种小麦,导致耕层普遍变浅,增产增效幅度下降,同时华北平原又是地下水严重超采区和现代节水农业发展重点区。为了打破犁底层、提高水分和养分等资源利用效率,减少耕种作业次数、降低生产成本并增产增效,采用列区试验设计,设置4个不同耕作播种处理,在分蘖期、拔节期、开花期、灌浆期和成熟期,对小麦生长发育、干物质积累和产量构成性状进行了调查和差异比较;最后对小麦水分利用效率和偏氮肥生产力、玉米-小麦周年总产及产出/投入比进行了分析。结果表明,“玉米遁耕分层施肥-小麦旋耕深松分层施肥宽幅匀播”模式明显能够降低0-40cm耕层土壤容重,增加深层土壤含水率,同时优化了耕层养分分布,增加了小麦株高、分蘖、地上部干物质重量、40cm耕层的根干重,进而提高了单位面积穗数和穗粒数,实现了节水条件下的小麦高产;提高了水分利用效率和偏氮肥生产力;同时也实现了玉米-小麦周年高产高效。本文揭示了不同耕作施肥播种条件下,小麦产量形成的生长发育调控机理和增产要素及玉米-小麦周年增产增效特征。建议加快在华北平原示范推广“小麦旋耕深松分层施肥宽幅匀播技术”。以上研究结果为华北平原农田高质量发展、玉米-小麦持续节水绿色提质增产增效技术示范推广提供了理论依据和技术支撑。
有机氮和土著AMF对辣椒||菜豆生长及竞争力的影响
周洪印, 张仕颖, 赵乾旭, 李秉轩, 包立, 岳献荣, 夏运生
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210425
摘要(11) HTML(12) PDF(4)
摘要:
丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能促进植物的养分吸收及生长发育。为探明AMF在不同施氮水平下对辣椒||菜豆间作体系植株生长与种间互补和养分竞争的关系, 采用盆栽试验, 设置3种种植模式(辣椒||菜豆间作、辣椒单作、菜豆单作)、2种土著AMF处理[不接种土著AMF(NM)、接种土著AMF(AMF)]和2种氮处理[不施氮(N0)、施有机氮120 mg(N)∙kg−1 (N120)], 探讨设施条件下接种土著AMF、施有机氮与间作对辣椒和菜豆植株生长及种间竞争能力的影响。结果表明, 接种土著AMF均能侵染上述两种蔬菜, 施氮可促进间作植株的AMF侵染; 接种土著AMF也能促进两种寄主植物菜豆和辣椒的生长, 与NM相比, 接种土著AMF使辣椒、菜豆植株地上生物量和株高均明显增加, 并能提高两种蔬菜氮素吸收效率。NM条件下辣椒对资源的竞争能力强于菜豆, 辣椒相对菜豆的种间竞争能力为0.60, 辣椒处于优势地位; 在AMF条件下辣椒对资源的竞争能力低于菜豆, 辣椒相对菜豆的种间竞争能力为−0.37, 辣椒处于劣势地位; 且两者在N120处理下更明显, 分别较N0显著增加125%和降低19%。可见, 不同氮处理下辣椒和菜豆种间竞争能力有所不同。所有复合处理中, 接种土著AMF和施一定量的有机氮处理能显著促进辣椒和菜豆的生长, 也能显著改变辣椒相对菜豆的种间竞争能力。
马铃薯间作对土壤微生物代谢功能多样性的促进效应及其氮素调控作用
王顶, 李欢, 伊文博, 陈林康, 赵平, 龙光强?
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210604
摘要(4) PDF(7)
摘要:
间作是对时间和空间资源的高效利用,是最为典型的农业多样性种植模式之一。然而,地上作物多样性如何影响地下微生物多样性及其氮调控作用尚不清楚。因此,本研究采用Biolog-Eco微平板法,在多年田间小区定位试验的第7年,分析4个氮水平(N0,0 kg·hm-2;N1,62.5 kg·hm-2;N2,125 kg·hm-2;N3,187.5 kg·hm-2)下,马铃薯单作和玉米马铃薯间作两种种植模式土壤中微生物的功能多样性。结果表明,与N0相比,施氮(N1,N2和N3)提高了AWCD值、Simpson指数和Shannon指数,并在N1达到最大值。与相同施氮量的马铃薯单作相比,玉米马铃薯间作土壤微生物的AWCD值、Simpson指数和Shannon指数更高,但仅在N0时存在显著差异(P<0.05)。另外,施氮显著影响了六类碳源的代谢活性(P<0.05)。在马铃薯单作种植土壤中,施氮提高了微生物对除碳水化合物外所有碳源的代谢能力;玉米马铃薯间作土壤中,施氮提高了微生物对聚合物、酚类和胺类化合物(惰性碳源)的代谢能力,但降低了对碳水化合物、羧酸和氨基酸(活性碳源)的代谢能力。Mantel分析表明,土壤温度、含水量、土壤有机碳、和铵态氮含量和马铃薯生物量是影响六类微生物碳源代谢活性和功能多样性的主要影响因子,但铵态氮仅在玉米马铃薯间作土壤中造成显著影响(P<0.05)。Mantel分析表明,土壤温度、含水量、土壤有机碳、铵态氮含量和马铃薯生物量是影响六类微生物碳源代谢活性和功能多样性的主要影响因子,但铵态氮仅在玉米马铃薯间作土壤中造成显著影响(P<0.05)。网络分析表明,马铃薯单作(0.930)土壤的平均聚类系数略高于间作(0.907),表明马铃薯与玉米间作削弱了马铃薯种植土壤生态系统的稳定性。我们的结果表明地上作物多样性种植提高了地下微生物的代谢功能多样性,且这种互作关系受施氮的显著调控。
玉米与大豆间作提高红壤磷有效性的定量解析
王瑞雪, 苏丽珍, 张连娅, 王思睿, 王景, 肖靖秀, 郑毅, 汤利
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210636
摘要(9) PDF(5)
摘要:
间作可提高红壤磷有效性,但缺乏微生物量-酶活性-磷有效性之间的定量解析证据。通过田间定位试验,研究2017和2020年玉米/大豆间作、玉米单作2种种植模式和4个施磷水平( 0 P2O5 kg?hm-2、60 P2O5 kg?hm-2、90 P2O5 kg?hm-2、120 P2O5 kg?hm-2,分别记为P0、P60、P90、P120)下的玉米磷吸收、土壤速效磷变化及磷吸收与主要土壤因素的关系,通过回归分析、冗余分析与结构方程模型,定量解析间作对磷有效性的影响。结果表明:玉米磷吸收土地当量比(LERp)和干物质量土地当量比(LER)均大于1。与玉米单作相比,2020年间作显著提高了红壤速效磷含量。不同植模式下,土壤速效磷含量随施磷水平显著增加,但P90与P120处理之间无显著差异。土壤速效磷、土壤微生物量磷与玉米磷吸收量呈极显著正相关关系。回归分析表明,相比玉米单作,间作改变了土壤速效磷和微生物量磷与作物磷吸收的线性关系斜率,且微生物量磷与磷吸收的线性关系斜率变化更大。冗余分析表明,土壤速效磷和微生物量碳的增加对促进玉米磷吸收的解释量分别由单作中的37.6%和10%变化为间作中的33.3%和13.8%。结构方程模型发现,间作土壤微生物量碳促进了碱性磷酸酶活性从而直接提高土壤速效磷含量,而酸性磷酸酶则通过影响微生物量磷含量进而提高土壤磷有效性,酸性磷酸酶活性和速效磷含量的增加对磷吸收有直接促进作用。因此,玉米/大豆间作可通过增加微生物量碳及其对磷酸酶活性的促进作用,提高土壤磷有效性。
华北平原小麦-玉米轮作系统碳中和潜力及固碳措施
王玉英, 胡春胜, 董文旭, 张玉铭, 李晓欣, 刘秀萍
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210747
摘要(12) PDF(6)
摘要:
农业碳中和是将工业生产二氧化碳(CO2)用于农业生产的有效手段。针对国家提出的“将CO2排放于2030年前达到峰值(碳达峰), 2060年前实现碳中和”目标,我们利用“静态箱-涡度相关-生物量监测法”明确了华北平原农业非能源碳平衡;同时结合农户抽样调查和农事活动碳排放系数明确了农业能源碳排放,进而计算出该区域农田的碳中和潜力。结果表明:小麦-玉米轮作农田净截存的有机碳量小麦季和玉米季分别为-604和-540 g(C)?m?2。考虑农田生态系统的呼吸损耗, 该区域小麦季和玉米季非能源碳净碳固存量分别为?359和?143 g(C)?m?2。通过对农地投入中能源碳排放的研究发现, 冬小麦季农药、化肥、农用机械消耗柴油及农地灌溉的碳排放分别为3.74、90.7、5.68和2.05 g(C)?m?2, 玉米季分别为2.89、53.7、10.2、和2.05 g(C)?m?2。综合非能源(包括籽粒固碳)和能源碳观测,华北平原冬小麦季和夏玉米季均为碳汇,其强度分别为-257和-74 g(C)?m?2。以华北平原典型集约高产粮区-河北栾城为例,其每年冬小麦和夏玉米农田的碳中和潜力分别为3.8×1010和9.4×109 g(C)。此外加强耕地管理,推广农业低碳化和发展富碳农业均可作为该区域有效的固碳措施。总之,我们明确了华北平原小麦-玉米轮作农田的碳汇强度,估算了该农田系统在河北栾城的碳中和潜力,并提议了有效的固碳措施。
畜禽粪便堆放地土壤中抗生素抗性基因和细菌群落的垂直分布特征
韩婉雪, 王凤花, 柏兆海, 李文彦, 王新珍, 马林
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210475
摘要(34) HTML(14) PDF(6)
摘要:
本文通过对养殖场猪粪和鸡粪堆放地0~100 cm土壤样品的采集和分析, 研究了长期堆放畜禽粪便对土壤中抗生素抗性基因(简称“抗性基因”)和细菌群落结构垂直分布的影响。定量PCR结果表明, 与对照土壤相比, 猪粪和鸡粪堆放增加了0~100 cm土壤中四环素类抗性基因(tetCtetGtetLtetW)、磺胺类抗性基因(sulIsulII)以及整合酶基因(intI1)的检出率和检出丰度, 说明粪肥堆放造成堆放地土壤中抗性基因污染。聚类分析结果表明, 抗性基因和intI1基因的丰度随土壤深度呈递减趋势, 且主要集中在0~30 cm土层, 表明堆放地土壤中抗性基因存在向下层土壤迁移的风险。相关性分析表明, intI1基因分别与抗性基因呈显著正相关, 说明intI1基因可能在抗性基因传播中起着重要作用。同时高通量测序结果表明, 与对照土壤相比, 猪粪和鸡粪堆放显著降低了0~10 cm和10~30 cm土层细菌群落结构的多样性, 0~30 cm土层中, 猪粪和鸡粪堆放地土壤中细菌群落结构与对照土壤的差异要高于深层土壤。此外, 方差分解分析结果表明, 土壤化学性质和细菌群落结构均影响了土壤中抗性基因的垂直分布, 且细菌群落结构的变化是其主要的影响因素。本研究可为控制畜禽粪便堆放地土壤中抗性基因污染提供科学依据。
北方典型农业生态系统的固碳减排路径及模式
蔡育蓉, 王立刚
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210789
摘要(6) PDF(8)
摘要:
北方农业生态系统在保障我国粮食安全和生态安全方面具有举足轻重的地位, 尤其在氧化亚氮(N2O)减排和土壤固碳方面具有巨大的潜力, 但在“碳达峰与碳中和”实施过程中, 在保障粮食安全的基础上, 农田土壤固碳和非二氧化碳减排的路径如何选择?不同区域典型农业生态系统固碳减排模式是什么?固碳减排实施过程需要注意哪些问题?等尚缺乏系统研究, 因此, 本文在系统分析北方不同区域农业生产特点的基础上, 提出北方生态系统温室气体遵循“稳能减排”、固碳遵循“减速双增”的路径,并分区提出各自的固碳减排重点内容; 归纳整理出低碳循环、扩容增碳、碳优化养殖、节氮保碳等4种模式的技术构成、固碳减排效应及其适应区域;进而探究了北方农业生产助力“碳达峰与碳中和”过程需要关注“固碳与减排协同、固碳减排效率、技术与模式大规模实施”等问题, 为我国北方低碳绿色农业发展提供思路和支撑。
我国稻田甲烷排放的时空特征与减排途径
唐志伟, 张俊, 邓艾兴, 张卫建
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210887
摘要(12) PDF(10)
摘要:
水稻是我国第一大口粮作物, 甲烷(CH4)是全球第二大温室气体, 稻田CH4减排意义重大。本文基于国家统计数据和文献收集, 计算分析了我国2001—2018年水稻播种面积和单位产量CH4排放的时空特征, 并进一步总结了稻田CH4排放的关键过程及其主要影响因子。研究结果表明, 2001—2018年我国水稻总播种面积和稻田CH4总排放量呈先降低、后升高、再降低的趋势, 单位水稻产量CH4排放则呈整体下降趋势。稻田CH4排放包括土壤CH4产生、氧化与传输3个过程, 主要受水稻品种、土壤特性、气候条件、农艺措施等因素影响。受水稻播种面积影响, 我国稻田CH4排放量呈东南高、西北低的特征, 单位产量CH4排放量呈南高北低的特征。基于上述分析, 本文提出选用低排放水稻品种、应用减排稻作技术、施用CH4减排产品等途径。同时, 针对我国稻田CH4排放的区域特征, 提出在选用高产低排放品种基础上, 南方平原稻作区重点应用好氧耕作与控水增氧等减排技术, 南方丘陵稻作区重点应用生物炭和石灰等减排产品, 北方稻作区重点应用好氧耕作和硫酸铵替代部分尿素等减排技术。最后, 本文还提出了促进稻田CH4减排的科技创新与政策创设建议, 以期为实现水稻丰产与稻田CH4减排的协同提供理论参考。
酸性土壤条件下铁膜调控技术对水稻根表铁膜和籽粒硒累积的影响
杨旭健, 田宇豪, 沈宏
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210629
摘要(4) HTML(4) PDF(5)
摘要:
铁膜是水稻根系表面形成的铁(氢)氧化物胶膜。它不仅增强根系对水生环境的适应, 而且显著影响植株养分吸收。但如何通过调控根表铁膜形成, 提高水稻籽粒硒含量还有待进一步探索。本研究在弱酸性(pH 6.1)土壤盆栽条件下对水稻植株进行不同水平的磷铁比、过氧化尿素及干湿交替处理, 研究了上述3种铁膜调控技术对水稻根表铁膜形成及籽粒硒累积的影响。结果表明: 与常规施肥处理相比, 磷铁比1∶5处理的根表铁膜含量和籽粒硒含量均有显著提高。不同用量过氧化尿素处理条件下, 90 kg∙hm−2过氧化尿素处理的根表铁膜含量和籽粒硒含量明显高于不施用过氧化尿素处理。另外, 持续淹水处理的根表铁膜含量和籽粒硒含量显著高于对照和干湿交替处理。相关分析表明, 磷铁比和过氧化尿素处理试验条件下, 非结晶态和结晶态铁膜含量与籽粒硒含量都显著线性相关。正交试验当中, 根表铁膜形成量最高且籽粒硒含量增加最显著的铁膜调控技术是磷铁比1∶1、过氧化尿素90 kg∙hm−2、持续淹水组合处理, 该处理条件下籽粒硒含量为0.116 μg∙g−1, 是对照的2.01倍。方差分析表明, 3种调控技术对根表铁膜含量和水稻籽粒硒含量影响程度顺序为过氧化尿素处理>干湿交替处理>磷铁比处理。综上所述, 铁膜调控技术能促进水稻根表铁膜形成及硒在根系累积, 从而增加水稻籽粒硒累积, 该研究结果对富硒水稻生产具有科学意义。
华东沿海稻麦轮作区生态系统能量闭合度和CO2通量特征研究
徐敏, 徐敬争, 刘文菁, 徐萌, 徐经纬, 高苹, 罗晓春
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210731
摘要(14) HTML(5) PDF(4)
摘要:
为了科学评估华东沿海稻麦轮作农田生态系统能量通量变化特征和固碳能力, 基于2019—2020年涡度相关系统观测的稻麦轮作全生育期通量数据, 经质量控制, 研究分析了太阳净辐射(Rn)、潜热通量(LE)、显热通量(H)、土壤热通量(G)、CO2通量(FC多时间尺度变化特征和稻麦固碳量及其环境影响因子。结果表明: 有效能量和湍流通量能量平衡比率为0.80, 能量闭合度较高, 说明通量观测数据可靠; 月均LE和Rn年内变化总体均呈“倒U型”, 两者变化基本同步, 峰值主要在5—8月, 谷值主要在1—2月、11—12月, HG的波动幅度明显小于LE和Rn; 日内逐小时FC呈“U型”单峰二次曲线, 总体为白天吸收CO2、夜间排放CO2, CO2日吸收峰值主要出现在10:00—12:30之间; 逐日FC和逐月FC在年内总体呈“W型”变化特征, 全年碳排放时段主要集中在1月、6月、11—12月, 其余均为碳吸收, 吸收峰值分别在冬小麦拔节孕穗期(3—4月)和水稻拔节孕穗期(8月), 2019年和2020年的2—5月冬小麦生长期的固碳量分别为387.4 g(C)∙m−2、382.2 g(C)∙m−2, 7—10月水稻生长期的固碳量分别为678.2 g(C)∙m−2、599.7 g(C)∙m−2; 白天, 若气温升高, 冬小麦和水稻的CO2吸收能力会随之增强, 但当饱和水汽压差高于1.7 kPa时, 会降低这种吸收趋势, 夜间主要是受气温影响。由此可见, 沿海稻麦轮作农田生态系统碳吸收能力有着明显的日变化和季节变化, 全年尺度上是碳汇, 且为强固碳区。
稻田土壤固碳关键过程的生物地球化学机制及其碳中和对策
祝贞科, 肖谋良, 魏亮, 王双, 丁济娜, 陈剑平, 葛体达
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210748
摘要(28) HTML(7) PDF(11)
摘要:
稻田生态系统具有碳源和碳汇双重功能, 调控稻田土壤固碳减排, 对于保障我国粮食安全以及实现“碳中和”目标具有重要意义。近年来, 国内外学者在稻田土壤有机碳周转过程与机制方面开展了大量研究, 本文从土壤有机碳的来源、转化、稳定与技术调控等方面, 总结和分析稻田土壤固碳过程和机制, 并提出应对“碳中和”的策略。稻田土壤有机碳主要来源于水稻秸秆、根系、根际沉积碳、微生物同化碳以及有机肥等。外源有机碳输入土壤后, 其分解矿化过程首先受控于有机碳溶出过程, 而微生物矿化溶出的有机碳过程与土壤水分条件、养分含量及其计量比、微生物活性等因素密切相关。除了矿化释放的有机碳, 其余部分主要是通过微生物的同化代谢, 形成活体微生物及其残留物, 最终以团聚体保护、矿物结合态保护、微生物残体保护等形式固持于土壤中。我国水稻土具有显著的固碳效应, 近40年来的实测数据表明, 在水肥管理和秸秆还田等多举措实施下, 我国亚热带水稻土耕作层有机碳含量增加了约60%。采用增碳减排措施, 优化稻作系统耕作方式和田间管理模式, 建立碳减排生态补偿机制, 推动稻作系统纳入“碳交易”市场, 对实现“碳中和”起到了积极作用。所以, 在今后的研究中, 需要深入阐明稻田固碳功能形成机制, 提升核算与预测稻田碳中和能力, 加快稻田碳中和技术研发, 为提前实现“碳中和”战略目标提供科技支撑。
控释肥残膜积累对土壤微生物群落组成的影响
王学霞, 曹兵, 邹国元, 张佳佳, 王甲辰, 刘东生, 陈延华
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210226
摘要(25) HTML(5) PDF(6)
摘要:
为探究控释肥残膜累积对土壤微生物群落的影响, 采用Illumina MiSeq高通量测序技术, 分析了不同控释肥残膜(聚氨酯)累积量梯度下土壤细菌和真菌群落结构及多样性的差异。试验设不加聚氨酯残膜膜壳(CK)、添加聚氨酯残膜140 kg·hm−2 (CR1)、280 kg·hm−2 (CR2)、560 kg·hm−2 (CR3)和1400 kg·hm−2 (CR4) 5个处理。结果表明: 与CK相比, 聚氨酯残膜施入土壤120 d后, CR4处理下土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤含水量(SM)和玉米地下生物量(BGB)及CR3处理土壤NO3-N含量显著增加(P<0.05), 而土壤pH、速效钾(AK)、总氮(TN)、速效磷(AP)、NH4+-N含量无显著差异。聚氨酯残膜处理提高了细菌和真菌OTU(Operational taxonomic unit)数量、细菌群落多样性(Shannon)和丰富度(Ace、Chao)指数, CR4处理与CK间差异显著(P<0.05), 不同聚氨酯残膜处理下的土壤真菌群落多样性和丰富度无显著差异, 但改变了基于门、属水平上的群落组成。随土壤聚氨酯残膜添加量的增加, 变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和伯克氏菌属(Burkholderia)相对丰度增加, 而酸杆菌门(Acidobacteria)和鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)相对丰度减少, CR4处理与CK相比差异显著(P<0.05)。与CK相比, 聚氨酯残膜处理提高了子囊菌门(Ascomycota)相对丰度, CR3处理其相对丰度显著增加(P<0.05); 与CK相比, 聚氨酯残膜处理分别降低了球囊菌门(Glomeromycota), 增加了被孢霉属(Mortierella)相对丰度, CR4处理与CK相比差异达到显著(P<0.05)。Mantel检验结果显示, 土壤DOC、AP、SM和玉米BGB是影响细菌群落结构的关键因素, 而土壤DOC、TN和SM是影响真菌群落结构的关键因子。相关分析表明, 土壤变形菌门相对丰度与SM、BGB和DOC间呈显著正相关(P<0.05); 硝化螺旋菌门与SM、DOC、NO3-N和BGB间呈显著正相关(P<0.05); 拟杆菌门与DOC和AP间呈显著正相关(P<0.05); 放线菌门与DOC、AP间呈显著正相关(P<0.05), 与TN负相关(P<0.05); 酸杆菌门与SM、DOC与AGB间呈显著负相关(P<0.05)。担子菌门相对丰度与SM、DOC、TN和NH4-N间呈显著正相关(P<0.05); 子囊菌门与SM、DOC间呈显著正相关(P<0.05); Cercozoa门与SM、TN间呈显著正相关(P<0.05); 球囊菌门相对丰度与SM、AGB和BGB间呈显著负相关(P<0.05)。由此, 短期内聚氨酯残膜添加通过改变土壤DOC、含水量、玉米根生物量等因子提高了细菌群落多样性, 影响土壤细菌和真菌群落组成。
饥饿胁迫对福寿螺生长、抗氧化系统及生化物质的影响
肖泽恒, 甘甜, 秦钟, 章家恩, 石兆基, 张春霞
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210660
摘要(11) PDF(1)
摘要:
福寿螺是一种具有重大危险性的外来入侵生物, 威胁水稻和水生作物生产, 带来了巨大的经济和生态损失。饥饿胁迫是生物经常面临的环境压力之一, 在饥饿条件下, 生物会减缓生长发育, 并消耗储能物质来为机体提供能量以维持生命活动。为探讨福寿螺对饥饿胁迫的生理生态学响应, 以稻田福寿螺为研究对象, 研究了10 d、20 d和30 d的饥饿胁迫对福寿螺生长、抗氧化系统及生化物质的影响。结果表明, 随着饥饿时间的延长, 福寿螺自由水含量持续上升, 从20 d开始显著高于对照(P=0.039), 30 d时处理组福寿螺自由水平均值为84.19±0.16%, 显著高于对照组的81.60±0.16%(P<0.001);饥饿胁迫使福寿螺生长发育受到抑制, 壳高和壳口长从20 d开始显著低于对照(P<0.05)并持续至试验结束。体质量、壳宽和壳口宽在前20 d并未与对照组产生显著差异, 随着饥饿时间延长至30 d, 各生长指标均显著低于对照(P<0.05); 面对饥饿胁迫, 福寿螺抗氧化能力提高, 总超氧化物歧化酶活性从20 d开始显著高于对照并持续至试验结束(P<0.05)。过氧化氢酶活性及丙二醛含量在前20 d未与对照形成显著差异, 但随饥饿时间延长至30 d而显著高于对照(P<0.05), 饥饿胁迫对福寿螺过氧化物酶活性和还原型谷胱甘肽含量无显著影响; 甘油含量呈“先增后降”的趋势, 在10 d时显著高于对照(P<0.05), 随后迅速降低, 在20 d和30 d时显著低于对照组(P<0.05)。脂肪在3个观测时段内均低于对照(P<0.05), 糖原在20 d时开始低于对照并持续至试验结束(P<0.05)。总蛋白只有在30 d时显著低于对照(P=0.032), 其它观测时段并未与对照形成显著差异。总之, 福寿螺可通过减缓生长、提高抗氧化能力、消耗内源性生化物质等一系列生理机制来缓解短期饥饿胁迫带来的影响, 限制食物来源可在一定程度上抑制福寿螺的暴发与危害。
随机森林模型在径流变化归因分析中的应用研究
王艺璇, 刘夏, 沈彦军
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210652
摘要(8) PDF(2)
摘要:
气候变化和人类活动是影响流域径流变化的两大因素,定量识别二者对流域径流的影响对水资源合理开发和流域综合治理具有重要意义。随机森林模型作为一种易于使用的机器学习方法,被越来越多地应用于水文学领域,然而随机森林模型在径流变化归因分析中是否具有适用性值得探讨。本文以永定河上游流域为例,基于随机森林模型对流域径流进行了模拟,采用径流影响评价模型定量分析了气候变化和人类活动对径流变化的贡献率;并利用基于物理机制的SWAT模型对研究结果进行了对比验证。研究结果表明:(1)在对不同子流域径流模拟效果方面,随机森林模型的纳什系数(NSE)和相关系数(R2)均高于SWAT模型的NSE和R2,随机森林模型模拟表现优于SWAT模型;(2)对比验证发现,基于随机森林模型和SWAT模型的流域径流变化归因分析结果较为相近,人类活动是导致永定河上游流域径流变化的主要原因,对径流减少的贡献率约为86.2%-98.6%。总体上,随机森林模型在永定河上游流域径流变化归因研究中具有一定的适用性,为流域径流变化贡献率的定量识别提供了一种新的方法和思路。
养殖业抗生素-重金属复合污染治理研究进展
漆世英, 余少乐, 吴娟, 成水平
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210641
摘要(5) PDF(0)
摘要:
我国养殖业快速发展, 抗生素因其能够预防和治疗动物疾病的功能被大量使用, 在环境中残留对生态环境安全和人类健康造成威胁。重金属作为饲料添加剂也会造成污染。本文介绍了现阶段养殖业中抗生素和重金属的使用情况以及养殖品种和生态环境的污染现状, 并梳理了现有的抗生素处理技术以及重金属-抗生素复合污染治理研究进展。抗生素和重金属共存的情况导致了养殖业产生的废水和底泥中会存在持久性抗生素-重金属复合污染, 并在一定程度上影响抗性基因的传播。针对抗生素的去除仍是以高级氧化处理为主, 生物处理和生态处理为辅。生物处理主要利用微生物对抗生素的降解以及活性炭的吸附能力, 生态处理通过人工湿地中植物及其他耦合工艺达到污染物去除的目的。高级氧化处理工艺在短时间内能够达到高效去除的效果, 而实际应用必须达到去除效果和成本费用的均衡。因而今后的研究应着重关注以下方面: (1)养殖业复合污染废水的生态治理技术, 如人工湿地等; (2)复合污染底泥植物修复技术, 优化植物的选择及种植方式; (3)生物处理技术和生态治理技术的工程应用。
节水灌溉对粮食作物种植的影响—基于农业劳动力资源的调节效应
奚云霄, 刘静, 常明
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210693
摘要(37) HTML(11) PDF(8)
摘要:
保证粮食播种面积的稳定是确保粮食安全的首要任务。近年来, 中国农业节水灌溉的快速发展有效节约了水资源并提高了土地综合生产能力, 为国家的粮食安全提供了有力保障。但节水灌溉措施对粮食播种面积产生何种影响, 相关研究尚未达成共识。因此, 本文运用双向固定效应模型和调节效应模型, 通过2006—2019年的省级面板数据, 以农业劳动力资源为调节变量, 实证分析了节水灌溉措施对粮食作物播种面积的影响及机制。研究发现: 1)在研究年份内, 节水灌溉措施能够显著促进粮食播种面积的增加, 并且农业劳动力越少, 这种促进效应越为显著, 即农业劳动力资源发挥着负向调节作用。2)通过划分作物类型发现, 以上影响作用主要体现在小麦和玉米两种旱地作物, 其对于水稻的影响作用不显著。3)再区分节水灌溉措施类型发现, 具有节约劳动力效果的现代节水灌溉措施能够提升小麦和玉米的播种面积, 且其中农业劳动力资源依旧具有负向调节效应; 而不具备明显节约劳动力效果的传统节水灌溉措施, 仅能促进小麦播种面积的增加。基于以上结论, 本文认为在现阶段中国农业劳动力已大量非农转移的背景下, 可通过因地制宜建设不同类型的节水灌溉措施, 以促进粮食作物的播种面积, 为乡村振兴和社会主义现代化的实现筑牢国家粮食安全的“压舱石”。
多源土壤水分产品在河北平原的适用性评价
石嘉丽, 张晓龙, 闵雷雷, 张婧, 王妍, 沈彦军
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210697
摘要(28) HTML(9) PDF(6)
摘要:
河北平原地处华北平原中部, 是我国重要的粮食产区, 是世界上冬小麦、夏玉米最高产的地区之一。土壤水分作为作物生长的直接水源和基础条件, 对灌溉决策、干旱预报均有重要意义。虽然多源土壤水分产品已获得了长足发展, 但其在河北平原的适用性还缺乏全面定量的评价。本文利用河北平原望都、霸州、威县、栾城4个站点2018年1月至2019年10月的表层10 cm土壤水分实测数据, 通过相关系数、偏差、均方根误差、无偏均方根误差4个指标, 对比分析了SMOS、SMAP、FY3B、ERA-Land、GLDAS、GLEAM等6种土壤水分产品在河北平原典型农田的具体表现。整体而言, 除夏季FY3B存在高估外, 多源土壤水分产品对河北平原不同站点实际土壤含水量有不同程度的低估, 研究时段内各土壤水分产品平均相关系数排序为GLEAM>FY3B>ERA-Land>GLDAS>SMAP>SMOS, 平均ubRMSE排序为GLEAM<GLDAS<SMAP<ERA-Land<SMOS<FY3B, 具体表现为: 1)同化多源数据的GLEAM、GLDAS、ERA-Land数据精度较好, 平均相关系数较大而平均ubRMSE较低。在含水量水平高的夏季, 模拟数据更接近实测值。2) FY3B数据缺失较多波动范围较大且ubRMSE较大, 但与实测数据相关性较好, 平均相关系数为0.43 m3·m−3, 夏季普遍高估土壤含水量, 数据精度较差, 其他季节则低估。3) SMAP整体数据精度高于SMOS, 夏季相关性较高但ubRMSE较大, 秋季则与之相反, 当实测土壤水介于0.30~0.40 m3∙m−3之间时表现较好。4) SMOS因射频干扰等原因在各站点表现最差, 各站点平均相关系数仅为0.20 m3·m−3, 偏差均大于0.10 m3∙m−3
谷子耐盐性研究进展及展望
刘雯雯, 乔匀周, 杨红, 李永鹏, 乔文君, 董宝娣, 刘孟雨
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210424
摘要(15) HTML(16) PDF(5)
摘要:
随着农业种植业结构调整, 谷子作为一种抗旱耐瘠薄作物在干旱盐碱地区越来越受到重视。系统深入梳理谷子的耐盐性及盐胁迫下的生理生态响应特性, 对增加盐碱地区谷子产量、提高农民收入具有重要指导意义。本文从谷子的耐盐性筛选指标及评价、盐胁迫下植株生长发育变化规律和生理生态响应、以及谷子耐盐基因发掘等3个方面, 综述了其国内外研究进展。目前谷子耐盐鉴选指标单一, 主要依赖于谷子萌发期的发芽率, 而其他生理生态指标未被充分考虑; 因谷子品种和土壤盐分的不同, 谷子植株地上地下农艺性状、光合特征、清除活性氧相关酶类以及激素响应特征而存在差异, 建立综合鉴选指标存在困难; 谷子耐盐基因的表达与作用发挥与环境条件高盐、干旱(PEG)和脱落酸(ABA)等相关, 通过特定蛋白来增强抗氧化系统、保护细胞不受损伤以及提高抗渗透胁迫能力等提高谷子的耐盐性。在此基础上, 本文提出了建立谷子耐盐综合鉴选量化标准和平台、深入开展谷子耐盐调控机理研究、进一步研发谷子耐盐栽培技术体系是未来重要的研究方向。
覆盖措施对土壤碳氮及夏玉米产量和水氮利用的影响
王真, 孙军, 杜娅丹, 孙丹, 甘海成, 牛文全
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210574
摘要(29) HTML(6) PDF(7)
摘要:
垄作覆膜和秸秆覆盖有利于提高作物产量和降雨利用效率, 但覆盖对土壤碳、氮变化的影响仍不清楚。本文设置2年田间试验, 共3种处理: 垄作覆膜(RFM)、平作覆盖秸秆(SM)和平作不覆盖(NM), 研究覆盖措施对土壤碳、氮及夏玉米产量和水、氮利用效率的影响。结果表明: 与NM相比, RFM显著提高5 cm土壤温度0.5~1.0 ℃, 显著提高10 cm土壤温度0.2~0.7 ℃ (P<0.05), 加速了土壤有机碳分解, 显著减少土壤有机碳含量4.2%, 显著增强土壤呼吸速率33.2% (P<0.05); 而SM显著降低5 cm土壤温度0.2~1.5 ℃, 降低10 cm土壤温度0.5~1.0 ℃ (P<0.05), 显著增加了土壤有机碳含量21.3%, 显著降低土壤呼吸速率44.0% (P<0.05)。RFM垄沟的土壤硝态氮含量大幅度降低(P<0.05); SM增加了0~80 cm土层土壤硝态氮含量(P<0.05), 减少了深层土壤硝态氮含量; SM和RFM最高分别增加土壤含水率23.8%和15.2% (P<0.05)、玉米氮素吸收37.6%和11.3% (P<0.05)。SM和RFM的地上部干物质积累、氮素收获指数以及作物耗水量提高, 最终显著提高夏玉米产量16.8%和9.2% (P<0.05)、水分利用效率13.0%和9.1% (P<0.05)。覆盖秸秆通过增加土壤水分、有机碳含量和氮的有效性, 提高了夏玉米产量和水、氮吸收利用效率, 是适合半干旱黄土高原雨养农业的有效覆盖方法。
农业绿色发展视角下美国有机农业的成功经验与政策启示
马健, 虞昊, 罗小娟
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210509
摘要(14) HTML(7) PDF(4)
摘要:
发展有机农业有利于恢复生态平衡, 是提升农产品质量安全、实现我国农业绿色发展以及全面推进乡村振兴战略的重要方式之一。美国自20世纪40年代开始发展有机农业, 如今已在生产销售、贸易互动、认证管理、补贴与科研等各方面取得了一定的成效。其主要经验包括一方面坚持以农业法案的完善为核心, 构筑农业可持续发展的法理基础。通过财政补贴的方式实施有机农业援助项目, 降低有机转换成本, 鼓励农户从事有机农业。另一方面, 不断创新有机技术理论, 提高有机科研水平。积极推动有机标准国际认证认可, 打造全球第一的市场规模, 提升有机农业国际化水平。尽管如此, 美国有机农业在国家农业布局中仍属小众化产业, 有机农地面积和农场数量占全国的比例较低, 在各州的分布也不均衡, 西部、中西部和东北部有机农业发展明显优于南部。同时, 有机农产品进出口贸易结构也存在一定的失衡。本文认为出现以上问题的主要原因有美国有机农业经营成本较高、有机农产品竞争优势不强以及技术支持与财政投入力度有限等。基于此, 对我国有机农业的高质量发展提出以下建议: 培育新型有机农业经营主体, 拓宽有机产品营销渠道; 树立顶层设计理念, 构建精准的政策支持体系; 推进有机农业立法, 加强科研投入与技术创新; 健全有机认证制度, 积极推进国际认证认可。
生态网络分析研究进展及其在农业生态系统氮循环中的应用前景
李晓波, KazanciCaner, 张婧, 范如芹, 马倩倩, 杜建军
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210767
摘要(49) HTML(14) PDF(15)
摘要:
农业生态系统氮循环直接关系到粮食安全和生态环境保护, 受到国内外的广泛关注。生态系统氮循环包括氮在生态系统各个组分间迁移和转化的全部过程, 具有整体性和复杂性。然而, 现有研究大多集中在氮循环的单一或局部过程, 难以从全局水平上反映农业生态系统氮循环的变化规律。作为一种系统分析工具, 生态网络分析通过构建可以模拟复杂系统中物质或者能量流动结构的生态网络分室模型, 进而可以从全局的视角来分析生态系统的内在、整体属性及其变化规律。因此, 利用生态网络分析从整体上审视农业生态系统氮素循环规律具有良好的应用及发展前景。鉴于此, 该文介绍了生态网络分析方法的基本原理、作者在生态网络分析方法研究中取得的新进展, 包括基于自主提出的网络粒子追踪法(Network Particle Tracking, 简称NPT)将生态网络分析的应用范围由稳态系统扩展至动态系统和新提出两个性能更优的系统评价指标。此外, 分析了生态网络分析方法主要优势、实现步骤及应用案例、指出了阻碍生态网络分析在农业生态系统氮循环研究中应用的主要问题以及应对策略, 展望了生态网络分析在农业生态系统氮循环中的可能应用。
氮肥减量配施有机肥对豫中地区冬小麦-夏玉米轮作生产力和土壤性质的影响
叶盛嘉, 郑晨萌, 张影, 刘星
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210658
摘要(49) HTML(7) PDF(38)
摘要:
为了探索豫中地区冬小麦-夏玉米轮作的减氮潜力, 构建适宜的作物养分管理体系, 通过连续3年的田间定位试验, 研究了化学氮肥减量配施有机肥对轮作系统生产力和土壤性质的影响。田间试验设置10个处理, 包括完全不施肥(CK)、农户常规施氮量(100%CNF)、农户常规施氮量递减20% (80%CNF、60%CNF和40%CNF)、单施有机肥(OF)、农户常规施氮量配施有机肥(100%CNF+OF)及氮肥减量配施有机肥(80%CNF+OF、60%CNF+OF和40%CNF+OF)。分析处理间小麦、玉米籽粒产量和地上部生物量以及土壤理化性质、酶活性和细菌群落差异。不配施有机肥条件下, 小麦和玉米籽粒产量和地上部生物量均以80%CNF处理最高。与100%CNF相比, 80%CNF处理小麦籽粒产量和地上部生物量分别增加9.67%~10.55%和30.53%~35.76%, 玉米籽粒产量和地上部生物量分别增加28.06%~51.42%和29.62%~41.27%, 表明农户常规施肥存在明显的氮肥过量投入, 减少20%的化学氮肥用量能够显著改善轮作系统生产力。有机肥施用进一步扩大氮肥减量空间, 表现为60%CNF+OF和40%CNF+OF处理小麦籽粒产量与80%CNF处理无统计学差异, 60%CNF+OF处理玉米籽粒产量与80%CNF处理无统计学差异。减氮及其配施有机肥并不影响土壤有机质、易氧化有机碳和全氮含量以及pH, 但大幅降低硝态氮含量, 对铵态氮、速效磷和速效钾含量的影响因处理不同而异。较100%CNF相比, 减氮配施有机肥增加土壤脲酶和芳基硫酸酯酶活性, 但降低了β-葡萄糖苷酶活性, 对蔗糖酶、碱性磷酸酶和脱氢酶活性无显著影响。减氮配施有机肥处理能够改善土壤细菌群落α多样性, 60%CNF+OF和40%CNF+OF处理辛普森指数和均匀度指数较100%CNF均显著增加。减氮配施有机肥处理也显著影响土壤细菌群落β多样性, 且氮肥减量相较有机肥施用效果更为突出。在门水平, 变形菌门、放线菌门和酸杆菌门是细菌群落优势成员, 减氮配施有机肥处理较100%CNF显著降低放线菌门平均相对丰度为10.92%~14.39%; 在属水平, 减氮配施有机肥处理显著增加unclassified Gp6和Sphingomonas平均相对丰度, 但降低了NocardioidesKribbellaLechevalieriaPromicromonosporaMassiliaGlycomycesDongia平均相对丰度。冗余分析表明, 速效钾和硝态氮含量是影响细菌群落结构最重要的2个土壤理化因子。共发生网络分析也证实, 化学氮肥减施增强了细菌群落成员的互作强度, 提高了细菌互作网络的复杂性和连通性。本试验条件下, 小麦和玉米季农户常规施氮量分别减少60%和40%并各配施3000 kg∙hm−2有机肥能够维持相对较高的轮作生产力, 这不仅能够实现最大减氮潜力, 同时还能改善土壤微生物多样性和群落结构, 但这一结果尚需针对不同作物品种、有机肥种类和地块再验证。此外, 化学氮肥减量配施有机肥对豫中地区冬小麦-夏玉米轮作系统的长期产量和土壤效应仍需进一步评估。
Determination of volatile oil and non-volatile organic compound content and ultrastructure changes in the petals of Dendrobium huoshanense upon Zn application
ZHU Wangsheng, DAI Jun, CHEN Naidong, WANG Jiahong
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210486
摘要(49) HTML(11) PDF(13)
摘要:
The petals of Dendrobium huoshanense have great potential as functional food because of their pleasant fragrance and health values. To obtain high-quality raw materials for functional food production, more attention is being directed toward improving the food quality traits of D. huoshanense petals under field cultivation conditions. In this study, we investigated the effects of Zn application on the volatile oil and non-volatile organic compound content in the petals of D. huoshanense. Furthermore, the mechanism was also studied from the perspective of petal ultrastructural changes. Volatile oil constituents were investigated using gas chromatography-mass spectrometry. The contents of non-volatile organic compounds, including soluble sugars, free amino acids, and phenolic compounds, were investigated using chemical analysis methods. Ultrastructural changes were observed via transmission electron microscopy. The results showed that Zn application increased the yield of volatile oils (primarily terpenes and their derivatives) and non-volatile organic compounds from the petals of D. huoshanense. Different levels of Zn treatments changed the production of the above-mentioned volatile and non-volatile compounds to varying degrees. The maximum rate of increase in the content of volatile oil, soluble sugar, free amino acids, and phenolic compounds was 28.57%, 33.53%, 28.89%, and 58.41%, respectively. Ultrastructural changes at the cellular level showed that Zn application promoted vacuole fusion and increased the production of mitochondria, starch grains, and lipid droplets. In conclusion, Zn application improves the production of volatile oils and non-volatile organic compounds. Ultrastructural analysis has provided new anatomical insights into the production of volatile oils and non-volatile organic compounds.
有机替代化肥对紫色土坡耕地氮素流失的影响
胡冬妮, 董志新, 朱波
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210592
摘要(12) HTML(4) PDF(3)
摘要:
为明确紫色土有机替代化肥的农学与环境效应, 减少紫色土氮素面源污染, 进一步为紫色土化肥“零增长”策略提供科学依据。利用紫色土坡地养分管理长期试验平台, 结合自由排水采集器(Free-drain Lysimeter)定位观测, 研究紫色土坡耕地小麦-玉米轮作期间(2012—2013年)不同施肥方式下的土壤无机氮动态、作物产量、氮素流失路径与总量。施肥处理为: 单施化学氮肥(N)、常规化肥(NPK)、猪厩肥(猪厩肥替代100%的化肥氮, OM)、猪厩肥与氮磷钾配施(猪厩肥替代30%的化肥氮, OMNPK)、秸秆还田与氮磷钾配施(秸秆替代15%的化肥氮, CRNPK), 上述处理的氮肥施用水平一致, 不施肥(NF)作为对照。结果表明, 壤中流流量占总径流量的54.5%~84.6%, 随壤中流淋失的氮占氮流失总量的90.6%, 以壤中流为介导的氮淋失是紫色土坡耕地氮素流失的首要途径, 且氮淋失量高达49.41~76.72 kg(N)·hm−2, 远高于我国其他地区农田氮淋失量, 紫色土地区是氮淋失的热点区域; 与常规施肥(NPK)相比, 有机替代化肥显著降低紫色土氮素流失量, 其中猪厩肥(OM)、猪厩肥与氮磷钾配施(OMNPK)、秸秆还田与氮磷钾配施(CRNPK)总氮素流失量分别减少32.1% (P<0.05)、27.5% (P<0.05)与21.2% (P<0.05), 其关键机制在于有机替代化肥对氮淋失的减控作用, 通过壤中流淋失的氮素分别减少32.0% (P<0.05)、26.7% (P<0.05)与18.0% (P<0.05)。此外, 氮流失系数分别降低44.8%、38.5%及24.3%, 玉米-小麦轮作系统年产量分别增加23.0%、17.8%及4.1%。因此, 长期有机替代化肥(OM、OMNPK、CRNPK)能在减量施用化肥的基础上保证作物产量, 同时显著降低紫色土坡耕地氮流失风险, 是当前紫色土坡耕地可推荐的减氮增效技术。
Crop allelopathy types: Current research status and prospects in China
LIN Zhimin, MUHAMMAD Umar Khan, FANG Changxun, LIN Wenxiong
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210418
摘要(42) HTML(4) PDF(10)
摘要:
In this review, we present details of recent advances in research on the different types and action modes of crop allelopathy in China. In particular, we focus not only on direct and indirect allelopathy but also on intra- and interspecific interactions, with the aim of informing international peers of the ongoing developments in this field. The term crop allelopathy was first defined in 1984, and since that time, substantial progress has been made in this area, during which the concept of crop allelopathy has been broadened to encompass plant–soil–microbial interactions, including amensalism, autotoxicity, and facilitation in cropping systems. Recent studies have revealed that donor plants are able to trigger the expression of defense-related genes, resulting in the release of specific metabolites (allelochemicals) into the environment. In particular, allelopathic crops have been found to secrete these chemicals into the soil environment via root exudation in response to stresses induced by target plants (such as weeds), which in turn results in allelopathic amensalism and allelopathic commensalisms in cropping systems. The amensalistic and commensalistic components of crop allelopathy can be further divided into intra- and interspecific interactions based on mode of action. Interspecific interactions involve the inhibitory or facilitative effects of donors on recipient plants, depending on the types, concentrations, and bio-activity of allelochemicals, whereas intraspecific interactions include auto-promotive and auto-toxic effects, which can be either positive or negative. The current consensus indicates that both positive and negative allelopathic interactions are mediated via changes in rhizosphere soil microbial composition and structure in response to root allelopathic secretions. In this regard, however, there is often an imbalance in the composition of soil microbial communities, which is largely attributable to an increase in pathogen populations and reduction in those of beneficial bacteria as a consequence of consecutive monoculture cropping. Such imbalances inevitably lead to three undesirable outcomes in continuous cropping systems, namely, soil nutrient sequestration, soil acidification, and the outbreak of soil-borne diseases, thereby resulting in reduced crop yields and quality. Conversely, in the case of positive allelopathic interactions continuous cropping can contribute to promoting increases in microbial diversity mainly as a consequence of increments in the populations of beneficial bacteria and corresponding reductions in pathogenic microorganisms, thereby enhancing soil micro-habitats, and thus increasing crop yield and quality. Given these responses, a key priority for future research is more in-depth studies of the structure and function of rhizosphere microbial communities, and appropriate modification of rhizosphere habitats, with the aim of producing high-yielding good quality crops for sustainable agricultural development.
提高东北春玉米产量和资源利用效率降低碳足迹的优化综合管理措施
刘志铭, 司雨, 姚凡云, 郑培峰, 兰天娇, 吕艳杰, 王永军
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210405
摘要(19) HTML(9) PDF(8)
摘要:
东北是我国最大的玉米产区, 但生产中长期以高产为目标的管理方式, 导致其生产系统成为巨大的温室气体排放源, 在保证产量的基础上采取有效措施提高资源利用效率并降低环境代价已成为产业发展的迫切需求。本研究选择东北平原中部半湿润区和半干旱区, 采用宽窄行(宽行90 cm, 窄行40 cm)和高密度(90 000株∙hm−2)种植, 在玉米15叶期喷施化控剂, 氮肥减施(半湿润区和半干旱区分别减少28.0%和9.1%)的综合管理模式(IM), 其中半干旱区增加了膜下滴灌处理。从玉米产量、温光利用效率、经济效益和碳足迹等方面, 比较分析了东北不同生态类型区IM和农户模式(FM: 65 cm等行距, 种植密度60 000株·hm−2, 不化控)的差异。结果表明, 与FM相比, 半湿润区和半干旱区IM玉米产量分别提高24.2%和25.6%, 主要表现为种植密度增加50%使得收获穗数增加52.8%, 而穗粒数和千粒重仅分别降低8.5%和11.0%; 半湿润区积温生产效率提高21.1%, 光能利用效率提高21.0%, 半干旱区积温生产效率和光能利用效率分别提高20.7%和22.0%; 因此半湿润区和半干旱区IM年净收益分别较FM增加32.9%和24.4%。同时, 半湿润区IM碳排放总量为2860.1 kg (CO2-eq)·hm−2, 较FM降低18.7%; 而半干旱区IM的碳排放总量较FM增加8.9%, 为2729.6 kg(CO2-eq)·hm−2。半湿润区和半干旱区IM单位玉米产量的碳足迹分别为0.20 kg(CO2-eq)·kg−1和0.22 kg(CO2-eq)·kg−1, 分别较FM降低39.4%和15.4%。综上, 在东北春玉米区采取综合管理措施, 能够实现玉米产量、温光资源利用效率和经济效益协同提升, 且显著降低其碳足迹, 其中半湿润区效果尤为明显, 而半干旱区碳排放虽有所增加, 但其增幅低于产量增幅, 最终显著降低碳足迹。所以, 该综合管理模式可在东北玉米生产中推荐应用。
融合半变异函数的空间随机森林插值方法
王铭鑫, 范超, 高秉博, 任周鹏, 李发东
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210628
摘要(39) HTML(7) PDF(10)
摘要:
土壤环境变量具有较强空间异质性, 为空间插值精度的提升带来了困难, 仅基于空间相关性和空间异质性的空间插值方法难以获得较高的插值精度。机器学习方法能够融合多维辅助变量的信息提高土壤属性的插值精度, 但是不能有效融合空间位置关系信息进一步改善插值精度。本文基于随机森林空间预测框架, 将空间半变异函数与随机森林算法融合, 提出了融合半变异函数的空间随机森林插值方法。应用所提出的方法对湖南省湘潭县土壤重金属数据进行空间插值, 并与随机森林方法、基于距离的随机森林空间预测方法、普通克里金方法和回归克里金方法进行对比, 检验了所提出方法的插值精度。结果标明, 融合半变异函数的空间随机森林插值方法相较于传统克里金方法精度提升10%以上, 相较于新型机器学习空间插值方法精度提升5%以上, 同时基于半变异函数的空间随机森林插值方法的插值制图结果具有更加合理的空间分布和丰富的细节信息。因此, 融合半变异函数的空间随机森林插值方法能够有效结合辅助变量信息与空间位置关系信息, 有效提高土壤环境变量插值精度。
高温对冬小麦旗叶光合机构的伤害机制研究
杨程, 李向东, 杜思梦, 张德奇, 时艳华, 王汉芳, 邵运辉, 方保停, 程红建, 位芳
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210469
摘要(39) HTML(16) PDF(11)
摘要:
高温胁迫下小麦光合能力的下降是影响小麦灌浆和导致产量下降的主要因素。探明高温对小麦旗叶光合机构的伤害机制有助于小麦高温抗性资源的合理利用。本研究选取35个河南省不同年代的主栽小麦品种, 在离体条件下采用快速叶绿素荧光、820 nm光反射、延迟荧光同步测定的方法, 对不同温度(22 ℃, 30 ℃, 38 ℃)处理下所有小麦品种光合电子传递活性相关参数进行了测定和分析。首先根据最大光化学效率(FV/FM)对高温的敏感程度将35个小麦品种分为高温不敏感(G1)和高温敏感(G2)两种类型, 然后对所测参数分别平均, 结果显示高温胁迫下两种类型小麦品种光系统II (PSII)的光能捕获效率、吸收的光能推动电子传递到初级醌受体(QA)下游和光系统I (PSI)末端的效率、PQ库的再还原能力高温下均显著下降, 但G2小麦品种下降幅度更大; 两种类型小麦品种PSI活性均不受影响, 而G2小麦品种PSI供体侧电子传递活性下降幅度大于G1小麦品种。通过3种研究方法的相互补充和印证, 最终表明PSII反应中心活性、PSII光能的捕获和QA向下游传递电子的能力的差异是导致两种类型小麦品种光合电子传递活性差异的主要原因, PSII供体侧和PSI活性对小麦光系统II高温抗性没有直接影响。该研究对未来冬小麦抗高温品种选育和栽培管理技术的创新提供了参考。
基于单作物系数法的华北平原典型农业生态系统蒸散规律研究
杨天一, 王军, 张红梅, 李镕基, 张玉翠, 沈彦俊
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210336
摘要(57) HTML(11) PDF(9)
摘要:
作物系数法可以简单、准确地反映作物不同生育期内实际蒸散量变化规律及特点, 但针对华北平原地区不同类型农业生态系统尤其是梨园种植区生育期内作物系数的变化及蒸散规律研究并不充分。本研究针对华北平原典型的冬小麦-夏玉米农田生态系统、棉田生态系统和梨园生态系统, 基于FAO56手册推荐的单作物系数法计算和验证了2016—2017年各农业生态系统初始生长期至生育末期的实际蒸散量, 分析了不同生育阶段蒸散变化规律。不同作物初始生长期至生育末期作物系数分别为, 冬小麦: 0.60、0.88、1.07和0.72; 夏玉米: 0.46、0.76、1.01和0.80; 棉花: 0.34、0.71、1.07和0.78; 梨树: 0.81、0.91、1.02和0.96。冬小麦-夏玉米、棉田、梨园单作物系数法计算得实际蒸散量分别为694.3 mm、472.2 mm和825.7 mm。3类作物生育期内实际蒸散量计算值比实测值分别低1.0%、低4.9%和高8.1%, 变化趋势一致, 相关系数为0.80~0.91 (P<0.01)。粮、棉和果树生态系统是华北平原农业生态系统的典型代表, 本研究不仅明确了各类作物尤其是研究比较缺乏的梨树的不同生育期内的作物系数, 同时利用涡度相关实测结果进行了同时空尺度的验证, 明确了单作物系数法在华北平原不同农业生态系统的适用性, 为制定合理灌溉计划、实现作物耗水精准管理提供科学依据。
Comparison of irrigation strategies for summer maize under deficit irrigation: Grain yield and water use efficiency
ZHENG Mengjing, ZHANG Lihua, ZHAI Lichao, DONG Zhiqiang, JIA Xiuling
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210450
摘要(15) HTML(11) PDF(10)
摘要:
The shortage of water resources in the North China Plain (NCP) poses a challenge to traditional agricultural irrigation methods. Adjusting and optimizing the irrigation mode is an important strategy for saving water and improving water use efficiency (WUE) and crop yield under water-limited irrigation conditions. Given this background, different irrigation modes were set in an automatic rainproof shed (to eliminate the effects of natural rainfall) in the two growing seasons of 2018 and 2019 to analyze the grain yield and WUE of summer maize. In this experiment, a randomized block design was adopted, and two irrigation methods were applied: border irrigation (BI) and micro-sprinkler irrigation (SI). Based on the total irrigation amount and frequency, sample plots were divided into two groups for comparison. Plots in the first group (SI-225 and BI-225) had the same total irrigation amount (50% of evapotranspiration, ET) but different irrigation frequencies. SI-225 was irrigated six times, namely at the emergent seedling stage (VE), sixth leaf stage (V6), tenth leaf stage (V10), thirteenth leaf stage (V13), tasseling stage (VT), and milk stage (R3). BI-225 was irrigated three times at VE, V10, and R3. Plots in the second group (SI-225, SI-280, SI-352, and BI-450) had the same irrigation frequency but different total irrigation amounts (50%, 60%, 80%, and 100% of ET). Among them, SI-225 and BI-450 received a fixed amount of water per irrigation event, whereas SI-280 and SI-352 underwent supplementary irrigation according to their soil moisture content. The results showed that, compared with those of BI-225, the grain yield of SI-225 increased by 17.7%−20.2% and its WUE increased by 9.2%−12.7%. Further analysis of physiological characteristics revealed that SI-225 showed an improved upper soil water status (0−40 cm), increased photosynthetic rate (Pn), leaf area index (LAI), and dry matter accumulation, and consequently higher yield and WUE due to modest but highly frequent irrigation. Under the same irrigation frequency, the grain yields of SI-225 and SI-280 decreased by 21.2% and 12.0%, respectively, compared with that of BI-450. However, total water consumption during the growth period was reduced due to the decrease in LAI and transpiration rate (Tr) of SI-225 and SI-280, which resulted in an improved WUE. The grain yield of SI-352 did not differ significantly from that of BI-450, but its ET decreased by 9.8% due to the optimization of LAI and Tr, its irrigation amount decreased by 21.8%, and its WUE increased by 5.1%. Therefore, under water-limited irrigation conditions (50% of ET), the yield and WUE of summer maize could be increased by increasing the irrigation frequency, with modest but highly frequent irrigation promoting the best results. Moreover, under moderate water limitation (80% of ET), the application of micro-spraying supplementary irrigation based on soil moisture content allowed to achieve a stable yield and a high WUE. These results provide a theoretical reference for improving the efficiency of agricultural water use in water-deficient areas of the NCP.
中国农业碳排放效率空间关联网络结构及驱动因素研究
尚杰, 吉雪强, 石锐, 朱美荣
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210607
摘要(21) HTML(14) PDF(6)
摘要:
农业碳排放效率研究对于农业碳达峰、碳中和目标的实现具有重要意义, 现有研究缺乏基于关系数据和网络视角进行的农业碳排放效率研究, 制约了区域农业协同减排活动的开展。本研究基于关系数据和网络视角, 以2010—2019年中国大陆31个省(市、自治区)农业碳排放效率为研究对象, 以非期望产出的SBM模型测度其农业碳排放效率, 利用修改的引力模型构建农业碳排放效率空间关联网络引力矩阵, 应用社会网络分析法就空间关联网络的结构特征进行分析, 最后通过QAP模型就其驱动因素进行探索。研究表明: 1)在研究期间, 中国31省(市、自治区)农业碳排放效率提升较快, 由0.400增长至0.756, 增长了88.8%, 但仍有一定改进空间, 且各省(市、自治区)间存在较大差距; 此外, 其空间效应在全国范围呈现空间关联网络特征。2)在研究期间内, 中国31省(市、自治区)农业碳排放效率空间关联网络的网络关联性增强, 网络内部森严的等级关系逐渐松散, 网络结构的稳定性得到较大提升; 且该空间关联网络形成了多个网络中心, 对空间关联网络的形成发挥了重要作用, 并对各省(市、自治区)农业碳排放效率产生影响和控制; 东部沿海地区是该空间关联网络空间溢出的主要目的地。3)交通运输水平差异和第一产业产值差异有利于推动空间关联网络的形成; 相似的居民人均收入和信息化水平以及相近的空间距离能够促进空间关联网络形成。为此, 中国农业碳排放效率具有空间关联网络特征, 相关政策措施应当考虑其空间关联网络结构及动因。
高自然价值农田识别及空间分布格局研究—以云南省为例
方一舒, 艾东, 羊玉婷, 孙玮健, 戴瑶
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210501
摘要(21) HTML(10) PDF(4)
摘要:
中国耕地保护面临巨大挑战, 耕地数量质量管控仅是保护的基本前提; 同时为促进中国农业可持续发展, 需要增强农业生态系统韧性, 因此在自然价值视角下, 探索高自然价值农田识别与空间分布具有重要意义。本文借鉴国内外学者对农田保护的研究, 引出“高自然价值农田”的概念, 探索“高自然价值农田”对中国农田生态系统建设的作用。并以云南省为实例, 采用ArcGIS和InVEST模型进行定量分析作为探索中国西南地区高自然价值农田的识别方法。利用2009年、2012年、2015年和2018年4期土地利用现状数据, 计算各年份的农田生境质量, 研究各年份高自然价值农田空间分布格局变化情况。主要得到以下结论: 1)依据现有文献, 总结高自然价值农田主要分为以下3种类型: ①半自然植被比例较高的农田; ②以低强度农业为主的农田或小规模半自然的农田镶嵌体; ③维持稀有物种生存的农田。2)依据评价结果,从时间格局来看, 高自然价值农田所占比例年度变化不大, 平均为10.86%, 以毗邻林地、水域的破碎化的小图斑为主。而较低自然价值的农田所占比例最大, 广泛分布于云南省范围内, 其生产价值较高; 3)从空间格局来看,云南省农田自然价值等级整体处于较低等级, 高自然价值农田所占比例较低, 分布于滇西北和滇东北部分地区, 斑块相对比较细碎, 零散分布于集中连片的农田周边。最后从自然资源、农田生态系统生物多样性保护和农业文化遗产保护的视角进行分析, 提出分区分级进行农田保护与退耕还林政策, 实现“共治共建, 同管同护”的保护理念。
农户保护重要农业文化遗产主观意愿评价—以广东佛山基塘农业系统为例
苏炎芳, 王思远, 黎尔纳, 廖森泰
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210472
摘要(16) HTML(6) PDF(1)
摘要:
农户是重要农业文化遗产保护多方参与机制中的重要组成部分,考察和评价农户保护重要农业文化遗产的主观意愿, 对指导重要农业文化遗产的保护和可持续发展具有深远意义。基于情境互动下农户参与遗产保护的分析框架, 本文以中国重要农业文化遗产——广东佛山基塘农业系统为例, 采用Q方法进行研究设计, 通过与调查对象进行深度访谈后邀请调查对象自愿对遗产保护Q陈述进行排序。结果显示: 1) PQ Method2.35软件提取了F1、F2、F3和F4共4个具有代表性因子, 其特征根分别是10.334、4.028、2.741和1.891, 经因子旋转4个因子均被接受解释。根据各因子得分将农户保护意愿划分为潜在保护意愿导向型、回避保护意愿导向型、原生保护意愿导向型和开发保护意愿导向型共4种类型。2)受访对象保护遗产意愿与其年龄、学历和是否务农的关系较为密切。其中老年小农户主要持低保护意愿,而大规模养殖农户主要是潜在保护意愿群体。3)不同保护意愿的农户在认知、态度和行为3个方面存在明显差异。持原生保护意愿和开发保护意愿的农户对遗产保护认知较高, 不同的是两者注重的保护方式不一样。持回避保护意愿的农户不关注遗产保护, 强调政府作用, 其中弱认知和生计困境是导致其低保护意愿的主要原因。基于此, 为了提高遗产地农户保护遗产意愿, 发挥农户参与保护基塘农业系统的主体作用, 建议提高整体农户对重要农业文化遗产的认识、强化遗产地农户生计保障措施、激发潜在保护意愿农户的保护潜能和提升农户参与遗产保护的能力。
遁耕分层施肥对夏玉米产量形成的调控效应
徐萍, 杨宪杰, 邓学斌, 杨震, 孙彦玲, 张正斌
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210128
摘要(120) HTML(18) PDF(8)
摘要:
针对黄淮海平原夏玉米硬茬播种导致耕层变浅和光温水肥资源利用效率下降的问题, 本试验设置遁耕分层施肥后播种和硬茬种肥同播两个处理, 对土壤容重、土壤含水率、土壤养分含量进行了测定比较, 在玉米大喇叭口期、抽雄期、吐丝期、灌浆后期和成熟期, 对玉米生长发育性状、干物质积累性状、产量构成性状进行了调查和差异比较; 最后对玉米水分利用效率和偏氮肥生产力进行了比较分析。结果表明, 遁耕分层施肥后播种处理和硬茬种肥同播处理相比, 明显地降低了土壤容重, 增加了土壤含水率, 增加了20~40 cm氮磷钾养分含量。遁耕分层施肥后播种处理的株高和单株叶面积在大喇叭口期到吐丝期明显高于硬茬播种, 叶干重从大喇叭口期到抽雄期、穗干重从吐丝期到灌浆后期都显著高于硬茬播种; 穗粗、行粒数、百粒重、穗轴重、单株粒重、单株秸秆重和产量也显著高于硬茬播种。遁耕分层施肥比硬茬播种显著提高了水分利用效率和偏氮肥生产力并增产了19.53%。因此, 遁耕分层施肥一体化技术明显优化了土壤容重和水分及养分分布, 调控了玉米生长发育节奏和产量构成要素, 增加了玉米干物质积累, 提高穗粒数、粒重而实现增产, 提高了水分利用效率和偏氮肥生产力, 为黄淮海平原农田高质量发展、玉米持续绿色提质增产增效提供了理论依据和技术支撑。
遮阴对伴矿景天Cd、Pb、Zn累积特征的影响
陈思, 阎凯, 何永美, 湛方栋, 祖艳群, 李元, 陈建军, 李博
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210579
摘要(16) HTML(10) PDF(2)
摘要:
为促进伴矿景天(Sedum plumbizincicola)在云南高原地区土壤污染修复实践中的应用, 本文在云南怒江兰坪铅锌矿区矿渣地开展种植伴矿景天的大田试验, 设置遮阴为处理(光照强度降低25%), 以自然光照为对照, 测定植株生物量、亚细胞组分和化学形态镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)含量及全量, 研究遮阴处理对伴矿景天Cd、Pb、Zn累积特征的影响。结果表明: 1)遮阴处理导致伴矿景天茎、叶中的Cd、Pb、Zn含量及根部的Zn含量极显著降低(P<0.01);且伴矿景天茎、叶Cd、Pb、Zn累积量均显著降低(P<0.05或P<0.01), 降幅范围为17.6%~67.4%; 遮阴条件下伴矿景天Cd、Zn的富集系数和转移系数显著小于未遮阴条件下生长的伴矿景天(P<0.05)。2)遮阴条件下, 伴矿景天植株叶细胞壁Cd含量显著降低(P<0.05), Pb含量显著增加(P<0.05); 同时伴矿景天茎、叶中细胞器和可溶部分Zn含量均显著降低(P<0.05), 降幅范围为11.8%~57.3%。3)伴矿景天茎、叶中Zn以醋酸提取态(FHAc)和盐酸提取态(FHCl)为主, Cd、Pb以氯化钠提取态(FNaCl)为主; 且遮阴处理导致伴矿景天叶片中FHAc-Cd含量极显著增加(P<0.01), FW-Cd含量显著降低(P<0.05或P<0.01); 茎、叶中FE-Zn、FHAc-Zn、和FHCl-Zn的含量均极显著降低(P<0.01)。综上所述, 遮阴导致伴矿景天的液泡区隔化和细胞壁固持作用降低, 且其体内难溶的磷酸盐类惰性态重金属含量减少, 最终降低伴矿景天对Cd、Zn的富集和转运能力。
土壤有机碳矿物固持机制及其影响因素
陈梦蝶, 崔晓阳
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210320
摘要(33) HTML(20) PDF(13)
摘要:
土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库, 其在碳循环中起到重要作用。考虑到温室效应的日益严重, 增加土壤有机碳的稳定性成为迫在眉睫的问题。研究证实, 矿物吸附机制是最重要的土壤有机碳稳定机制之一。矿物吸附有机碳容量和稳定性受多重因素影响。土壤矿物类型、结晶程度和径级大小等矿物因素影响矿物吸附能力和机制。非晶质矿物如水铝英石和伊毛缟石对有机碳有很强的吸附能力。植物源碳多被粗径级矿物吸附, 微生物碳则易被细径级矿物吸附。微生物途径形成的微生物碳富集在微生物“热点”地区, 即矿物表面孔隙。微生物降解对矿物结合有机碳的形成有双重作用, 一方面微生物和矿物竞争活性有机碳, 部分矿化成CO2释放到大气中, 部分转化为微生物生物量被微生物循环利用或被矿物吸附。另一方面, 微生物分解惰性有机碳, 使其更易被矿物吸附。除上述因素外, 土壤物理化性质、化学性质和土地利用等因素均影响矿物吸附能力。矿物在土壤碳储中的地位毋庸置疑, 研究矿物吸附有机碳机制和因素, 有助于增加土壤碳储量。本文对以往土壤碳研究中与矿物有关的内容进行了总结归纳, 旨在推断矿物保护土壤有机碳相关规律, 为增加土壤碳储量、缓解气候变暖对土壤碳储影响提供理论基础。
生物炭对土壤微生物代谢活动的影响
谭春玲, 刘洋, 黄雪刚, 张峻源, 罗文浩
当前状态:  doi: 10.12357/cjea.20210542
摘要(33) HTML(12) PDF(10)
摘要:
近年来, 生物炭在农业及环境领域的应用受到了广泛的关注, 其不仅能够增强土壤肥力, 还能固定与降解土壤污染物从而降低污染物对土壤生态系统的毒性效应。土壤微生物的生长代谢活动是驱动土壤元素循环和有机污染物降解的主要动力, 也是反映土壤健康状况的重要指标。生物炭的上述正面作用可能是通过促进微生物生长代谢活动来实现的。而目前对各类生物炭影响下微生物代谢活动存在的差异认识仍不全面, 不利于生物炭的可持续发展应用。因此, 考察生物炭的施用对土壤微生物的影响显得十分必要。本文总结了生物炭对土壤微生物丰度、多样性、群落结构及活性变化的影响机制: 生物炭的多孔结构可为微生物提供栖息地, 其灰分可为微生物提供养分; 高温生物炭可提高酸性土壤pH, 这为大部分微生物提供适宜的生存环境; 同时, 生物炭的活性官能团可介导微生物的电子传递促进微生物的代谢活动。但生物炭含有的多环芳烃(PAHs)、挥发性有机物(VOCs)、环境持久性自由基(EPFRs)和重金属等对微生物生长代谢活动具有抑制作用。因此, 本文结合生物炭的原料来源、热解温度等重要因素, 深入探究了生物炭对土壤微生物的正面与负面作用; 以及生物炭与微生物作用对土壤的肥力提升、污染修复和控制病原微生物的影响, 及其所涉及的相关机制。最后, 本文就如何高效应用生物炭提出建议, 并对生物炭与微生物的未来研究方向提出了展望。
荒漠绿洲区绿肥还田利用方式下玉米农田土壤 团聚体微结构特征?
吕汉强, 胡发龙, 于爱忠, 柴强, 苏向向, 王玉珑, 殷文
当前状态:  doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210467
摘要(18) PDF(3)
摘要:
传统土壤团聚体评价方法不能描述团聚体微观结构特征,且对 <0.25 mm粒径团聚体细化分析不足。利用现代显微技术准确定量农艺措施对土壤团聚体结构特征的影响对于采取科学的土壤管理方法具有重要意义。本研究于2019-2020年,在河西走廊石羊河流域,通过田间试验,探究麦后复种绿肥还田方式全量翻压(TG)、地表覆盖免耕(NTG)、地上部收获后根茬翻压(T)、地上部收获后根茬免耕(NT)和不复种绿肥翻耕休闲(CT)对轮作玉米农田土壤团聚体微结构特征的影响。利用扫描电镜(SEM)获得玉米抽雄吐丝期农田0~30 cm土壤超微观图像,定性揭示其表观特征,并运用Nano Measurer 图像处理软件定量分析土壤颗粒粒径特征和团聚体特征。研究表明:在CT中,玉米农田土壤颗粒粒径主要集中在0.25 mm以下,其中23.9%~27.4%为粒径在0.05~0.25 mm表面光滑、形状较为规则的土壤砂粒,其余为粉粒和黏粒(美国制),团聚体数量占颗粒总数的9.1%~9.6%。与CT相比,根茬还田(NT、T)玉米农田土壤颗粒为大量粒径在0.05~0.1 mm之间的极细砂粒,团聚体数量提高10.1%~23.3%、14.4%~17.3%。全量还田(TG、NTG)可促进玉米农田以单粒为基础的砂粒粒径减小,由小粒径单粒构成大量表面粗糙多孔、凹凸不平,附着有大量粉粒和黏粒的团聚体,团聚体粒径主要集中在0.1~0.25 mm,数量提高25.8%~50.9%、34.1%~43.4%,其中NTG具有形成粒径 >0.25 mm大团聚体的构造性能和潜力。由此说明,在荒漠绿洲区,麦后复种绿肥全量还田条件下,全量翻压或地表覆盖免耕还田后茬玉米农田具有良好的土壤组构和团聚体特征。
太行山前平原40年冬小麦作物系数变化及影响因素研究
李昊天, 李璐, 闫宗正, 高聪帅, 韩琳娜, 张喜英
当前状态:  doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210342
摘要(760) HTML(17) PDF(25)
摘要:
作物系数是计算作物需水量的基本参数, 准确确定作物系数在优化灌溉管理方面有重要作用。作物系数随作物生长及环境条件发生变化, 研究作物系数如何受生产条件和气象条件变化的影响, 可为准确确定作物系数提供依据。本研究基于中国科学院栾城农业生态系统试验站1980—2020年40余年间冬小麦在充分灌溉条件下的实际蒸散量, 研究冬小麦作物系数的变化规律; 并利用最近3年的试验数据, 明确现代生产水平下影响冬小麦作物系数的主导因素。结果表明, 1980—2020年间冬小麦在充分供水条件下的实际蒸散量及参考作物蒸散量多年平均值分别为434.7 mm和550.8 mm, 参考作物蒸散量年际相对稳定, 冬小麦实际蒸散量增加17.6%。作物系数多年平均值为0.80, 其中1980—1990年、1991—2000年、2001—2010年和2011—2020年平均分别为0.76、0.80、0.81和0.84; 40年间冬小麦产量增加42.4%, 作物系数增加11.6%, 作物产量提升是作物系数升高的主要原因。本研究表明在现状生产条件下, 叶面积指数、生物量是影响作物系数的重要因素, 在叶面积指数较高的情况下作物系数主要受饱和水汽压差及环境温度的影响, 2017—2020年冬小麦3个生育期作物系数分别是0.79、0.86和0.79; 生育期蒸散量均值为442.3 mm, 主要生育期3年平均作物系数分别为播种—越冬前0.70、越冬期间0.42、返青—拔节期0.76、拔节—抽穗期1.18、抽穗—灌浆期1.39、成熟期0.96。本研究结果显示作物系数并不是稳定不变的, 而是受作物生产力和大气蒸散力的影响。因此, 在利用作物系数和参考作物蒸散量评价作物需水量时, 需要综合考虑上述因素。
小麦抗白粉病基因Pm2的研究进展
靳玉丽, 谷田田, 柳洪, 安调过
当前状态:  doi: 10.13930/j.cnki.cjea.210279
摘要(76) HTML(23) PDF(9)
摘要:
小麦是我国重要的粮食作物之一, 其高产、稳产对保障我国粮食安全至关重要。由布氏白粉病菌(Blumeria graminis f. sp. tritici, Bgt)引起的白粉病是威胁小麦安全生产的主要病害之一。当前, 小麦白粉病主要通过喷洒化学药剂和改善栽培措施进行防治, 与之相比, 发掘并利用小麦抗白粉病优异基因, 培育抗病品种是控制白粉病流行更为经济、环保和有效的措施。位于小麦5D染色体短臂上的抗白粉病基因Pm2编码一个CC-NBS-LRR蛋白, 其抗性表现优异, 载体材料综合农艺性状优良, 是小麦抗白粉病育种中应用最广泛的基因之一。本文从Pm2基因位点的发现与分子标记定位、等位基因的发掘与利用、基因克隆、功能标记的开发、单倍型分析、无毒基因的研究以及在育种上的应用等方面系统总结了Pm2相关的最新研究进展, 提出了: 1) Pm2不同等位基因抗谱存在差异可能是由遗传背景的不同和其他调控因子以及白粉菌高度杂合所致; 2) 在抗病育种中应当合理布局利用抗白粉病基因Pm2, 从而延长其使用寿命; 3) 深入发掘并利用新的抗病基因及优异等位变异, 加强种质创新, 是保证小麦持久抗性的根本手段。本文为小麦抗白粉病基因Pm2抗病机制的进一步解析和育种应用提供了理论依据。
农业生态系统及其调控
微塑料对农田生态系统的影响: 研究现状与展望
吕一涵, 周杰, 杨亚东, 臧华栋, 胡跃高, 曾昭海
2022, 30(1): 1-14.   doi: 10.12357/cjea.20210442
摘要(208) HTML(19) PDF(67)
摘要:
近年来, 微塑料污染成为全球关注的热点问题。在农田生态系统中地膜覆盖、灌溉用水、有机肥施用等措施在提升作物产量的同时, 都会导致塑料残留。因耕作和紫外线辐射, 残留塑料逐步破碎降解, 形成微塑料(直径<5 mm), 进入土壤、作物与食物链系统, 威胁生态系统健康。本文系统总结了农田微塑料的来源、丰度、迁移特点和检测方法, 重点关注了微塑料在农田生态系统中对作物生长发育、微生物活性、土壤养分循环及温室气体排放等方面的影响。微塑料对作物-土壤-微生物系统产生的主要影响为: 1)微塑料含有的毒性添加剂(即增塑剂)与携带的有害物质(如有机污染物、重金属和病原体)随塑料颗粒在土壤中迁移, 可改变土壤理化性质, 并为微生物提供新生态栖息地, 对作物生长、土壤酶和微生物活性造成影响; 2)微塑料含有大量碳(通常约为90%), 影响其他元素(如氮和磷)循环, 进而影响微生物活性。土壤性质改变也间接影响CO2、N2O和CH4形成。由于聚合物类型、大小、形状和浓度的高度可变性, 微塑料对作物生产和土壤生物地球化学过程的影响及其机制有待深入探究。本文还展望了未来农田生态系统微塑料的研究方向和重点。
生物有机肥与化肥配施对稻田氨挥发的影响
张靖, 朱潇, 沈健林, 李勇, 王娟, 吴金水
2022, 30(1): 15-25.   doi: 10.12357/cjea.20210355
摘要(113) HTML(28) PDF(33)
摘要:
氨挥发是农田氮素损失的重要途径之一, 氨排放到大气中后与酸性气体反应形成二次气溶胶, 对空气质量有重要影响。本文研究了生物有机肥与化肥配施对稻田氨挥发的效果及主要机制, 旨在探索有效的稻田氨减排措施。本研究选取湖南省长沙县典型双季稻稻田, 开展为期两年4个稻季的田间试验, 设置不施氮肥(CK)、常规氮肥表施(CON)、生物有机肥替代40%氮肥+化肥表施(CB)、氮肥减量30%+生物有机肥替代40%减量氮肥+化肥深施(RBD) 4种施肥处理, 观测不同施肥处理下氨挥发动态及相关影响因素。两年的田间定位试验结果表明, 相同施氮量下, 采用生物有机肥与化肥配施显著降低了氨挥发(P<0.05), 且产量差异不显著。深施减氮结合生物有机肥与化肥配施, 氨挥发较CB处理进一步显著减少(P<0.05); 除2019年晚稻季外, 其余3个稻季CB处理与CON处理间水稻籽粒产量差异不显著。早、晚稻季, CB和RBD氨挥发累积量较CON处理分别降低25.2%~35.6%和63.2%~70.9% (P<0.05)。田面水铵态氮浓度与稻田氨挥发通量在各处理表现一致的变化趋势, 且呈现显著正相关(P<0.05), 表明施用生物有机肥及化学氮肥深施均可有效降低田面水铵态氮浓度, 从而减少氨挥发。综合两年的试验, 生物有机肥替代化肥结合深施减氮可减少稻田氨挥发达60%, 且不降低水稻产量, 可有效实现稻田氮肥减量、氨挥发减排。
玉米与大豆种间互作对根际细菌群落结构及多样性的影响
林伟伟, 李娜, 陈丽珊, 吴则焰, 林文雄, 沈荔花
2022, 30(1): 26-37.   doi: 10.12357/cjea.20210222
摘要(120) HTML(41) PDF(45)
摘要:
研究玉米||大豆种间互作对根际微生物群落结构的影响及其与产量的关系, 对于深入理解特定作物间套作模式的产量效应有重要理论与实际意义。本研究应用随机区组试验设计方法, 在玉米与大豆以最佳间作比例(2∶3)条件下, 采用无隔(无隔离)、网隔(尼龙网分隔)、全隔(塑料薄膜分隔) 3种种间根系间隔处理, 并以两作物的单作为对照, 借助BIOLOG和T-RFLP技术对不同处理下间作玉米与大豆的根际微生物多样性进行分析, 探究不同种间互作对微生物结构和功能的影响及其与复合作物群体产量的关系。结果表明, 玉米||大豆间作下, 无隔、网隔和全隔的根际土壤阻断处理的土地当量比分别为1.39、1.13和0.98, 同一间作模式下种间根系互作加强, 土地当量比随之提高。进一步分析表明, 无论是间作玉米还是间作大豆, 其根际土壤微生物多样性和均匀度指数均随根系互作加强而明显提高。AWCD分析根际微生物生理种群差异的结果显示, 在玉米与大豆间作体系中, 无隔和网隔处理的根际微生物对底物碳源利用能力分别占据第1和第2位; 全隔和单作下, 根际微生物对底物的利用能力相应降低; 而加强种间根系互作(即从网隔到无隔), 大豆根际微生物对6大类碳源底物中酚类碳源和羧酸类碳源利用能力有所下降, 对胺类碳源、聚合物类碳源、氨基酸类碳源和碳水化合物底物的利用能力分别提高181.01%、32.6%、37.84%和78.28%; 而玉米根际微生物对酚类碳源、聚合物类碳源和氨基酸类利用能力有所下降外, 对羧酸类碳源、碳水化合物类碳源和胺类碳源等底物利用能力分别提高46.26%、6.54%和15.84%。T-RFLP分析结果发现, 与全隔处理比较, 无隔处理的大豆根际红球菌属和喜盐芽孢杆菌属等优势菌群丰度明显增多。而玉米根际微生物中也发现相似生理功能红球菌属和芽孢杆菌属等有益优势菌群的丰度增多现象, 最终导致间作作物地上部产量和土地当量比提高。
壤中流形成机制及其生态水文效应研究进展
赵宇寒, 曹建生, 朱春雨, 阳辉
2022, 30(1): 38-46.   doi: 10.12357/cjea.20210277
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摘要:
水是人类生存和经济社会发展的重要基础资源, 在气候变化和人类活动的双重影响下, 陆地水循环发生了深刻变化。壤中流是水循环的重要环节, 径流过程的重要组成部分, 河湖水的重要补给来源, 对流域径流形成、水源涵养、养分运移等过程产生重要影响, 是水文学和土壤学及生态水文学的研究热点、难点与重要科学问题。文章分析发现1990—2020年中国壤中流的发文数量和被引频次均逐渐增多,研究方向主要集中在环境、工程、水资源以及农业等方面, 主题分布在紫色土、湿地、氮素等方面。壤中流形成的主要影响因素包括土壤、地形、植被、降雨等。壤中流的几种生态水文效应包括土壤养分运移效应、水土保持、径流调节、水文预报效应等。最后文章提出了目前壤中流研究中的一些局限性, 并对未来的研究重点进行了展望,为重要生态系统修复与水源涵养功能提升提供参考。
作物栽培与生理生态
1952年以来我国大豆单产变异特征及其影响因素研究
秦婷婷, 曹鑫悦, 周泽群, 褚超群, 方雨桐, 曲乐安, 支俊俊, 王震, 耿涛
2022, 30(1): 47-56.   doi: 10.12357/cjea.20210227
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摘要:
近几十年来, 我国大豆产需缺口不断扩大, 提升大豆单产水平已成为当前提高大豆总产量的首要可行举措。然而, 影响我国大豆单产的驱动因子及其地域空间差异特征并不明晰。本文通过搜集1952年、1965年、1978年、1990年、2000年、2010年和2017年的全国各省市农业统计年鉴等数据, 从大豆种植的管理措施、自然因素、科技水平、社会因素、经济因素等方面选取与大豆生产密切相关的13个因子, 以大豆单产作为目标变量构建增强回归树模型, 量化各因子的相对重要性及其与大豆单产之间的关系, 分析大豆单产的变异特征, 揭示全国尺度及4个大豆主产区之间的大豆单产驱动力时空分异特征。研究结果表明: 1)各年份的大豆单产变异系数为34.1%~73.2%, 表明全国各地市大豆单产之间存在较大的差异。本研究构建的增强回归树模型可有效解释43.3%的大豆单产变异性, 并可量化揭示各因子与大豆单产之间的非线性关系。2) 1952年以来影响我国大豆单产水平的最重要因素依次为大豆播种面积占农作物总种植面积的百分比(相对重要性为20.9%)、文盲率(18.9%)、每公顷化肥(折纯)施用量(10.7%)。3)不同主产区的大豆单产核心驱动力存在空间差异, 北方春大豆区的最重要因素为每公顷农业机械总动力(13.1%)、文盲率(11.8%), 黄淮海流域夏大豆区的最重要因素为每公顷化肥(折纯)施用量(25.6%)、每公顷农药(折纯)施用量(18.4%), 长江流域春夏大豆区的最重要因素为研发支出占地区生产总值的百分比(21.5%)、有效灌溉面积占农作物播种面积的百分比(14.3%), 南方多熟大豆区的最重要因素为每公顷化肥(折纯)施用量(22.7%)、第一产业占地区生产总值的百分比(13.3%)。4)大豆播种面积占农作物总播种面积的百分比对于全时期、改革开放前、改革开放后3个时期均是影响大豆单产最重要的因子, 改革开放前其他重要的因子包括文盲率和每公顷化肥(折纯)施用量, 改革开放后则包括每公顷农业机械总动力和年均温。总之, 我国各大豆主产区需合理施用化肥和农药, 努力提高机械化水平和农业生产者的知识水平, 本研究结果可为各省市采取有效措施提升大豆单产水平提供科学依据。
不同耐/感玉米品种的叶片光合荧光特性、授粉结实和产量构成因素对花期高温的反应
穆心愿, 马智艳, 张兰薰, 付景, 刘天学, 丁勇, 夏来坤, 张凤启, 张君, 齐建双, 赵霞, 唐保军
2022, 30(1): 57-71.   doi: 10.12357/cjea.20210313
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摘要:
探讨不同基因型玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力及产量构成对花期高温胁迫及恢复的响应, 以期为未来气候变暖条件下夏玉米稳产高产提供理论依据。采用人工模拟增温试验, 选取2个耐热型玉米品种(‘浚单20’和‘郑单958’)和2个热敏感型玉米品种(‘先玉335’和‘农华101’)为试验材料, 设置花期高温胁迫和大田常温对照2个处理, 研究花期高温胁迫及恢复对不同耐热性玉米叶片光合荧光特性、授粉结实能力、干物质积累与分配和产量构成的影响。结果表明, 花期高温胁迫显著降低了玉米穗粒数, 增加了空秆率, 进而导致籽粒产量显著下降, 且耐热型品种产量下降幅度小于热敏感型品种。与对照相比, 花期高温胁迫下耐热型和热敏感型品种穗粒数分别降低22.25%和67.18%, 百粒重分别降低2.03%和5.00%, 空秆率分别增加206.37%和283.00%, 籽粒产量分别降低31.84%和67.33%, 其中穗粒数、空秆率和籽粒产量差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫使得4个玉米品种有效绿叶面积和叶绿素含量降低, 光系统Ⅱ受损, 光合性能显著下降; 高温胁迫结束后, 光系统Ⅱ部分参数有所恢复, 叶绿素含量和净光合速率恢复至对照水平。花期高温胁迫对雌穗总小花数、雄穗总小花数和雄穗分枝数影响较小, 但使得散粉持续期缩短, 开花吐丝间隔期拉长, 造成雌雄不遇, 结实率显著降低。花期高温导致的授粉持续期缩短是结实率降低的主要原因。花期高温胁迫显著降低了4个玉米品种干物质积累量和干物质向穗(粒)的分配比例; 高温胁迫后, 耐热型和热敏感型品种成熟期的单株干物质量分别降低16.40%和25.73%, 籽粒干物质分配比率分别降低7.08%和46.80%, 差异均达显著水平(P<0.05)。花期高温胁迫导致玉米光合性能下降, 雌雄穗协调发育受到抑制, 干物质积累量显著减少, 使得结实率下降, 穗粒数减少, 籽粒产量显著降低。花期高温胁迫对热敏感型品种的产量形成、光合荧光特性、雌雄穗发育和干物质积累与分配的影响均高于耐热型品种。
遮阴对浙北地区七叶一枝花生理生化指标及皂苷含量的影响
陈文, 刘守赞, 耿东杰, 顾依雯, 李者, 潘洁渝, 白岩
2022, 30(1): 72-81.   doi: 10.12357/cjea.20210323
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摘要:
七叶一枝花[Paris polyphylla Smith var. chinensis (Franch.) Hara]为药材重楼的药源植物, 具有较好的抗肿瘤、抗炎等作用; 野生七叶一枝花生于海拔1800~3200 m林下, 目前已资源匮乏, 人工栽培尚不成规模, 同时, 七叶一枝花生长受光强影响显著, 强度不适时植株易萎蔫死亡, 因此, 研究遮阴处理对人工培育优质七叶一枝花具有重要意义。本文以6年生的七叶一枝花为试验材料, 设置不同遮阴条件(70%、80%、90%), 对重楼皂苷含量、光合色素含量、抗氧化酶活性、MDA含量、可溶性物质含量等指标进行测定, 探究遮阴程度对七叶一枝花中皂苷成分的影响规律。结果显示, 重楼皂苷含量与SOD活性、POD活性、MDA含量存在显著负相关性(P<0.05), 与叶绿素a/b、CAT活性、可溶性蛋白质含量存在显著正相关(P<0.05); 在遮阴80%的处理下, 重楼皂苷含量最高(重楼皂苷Ⅰ为1.45 mg∙g−1, 重楼皂苷Ⅵ为2.52 mg∙g−1, 重楼皂苷Ⅶ为3.22 mg∙g−1, 总重楼皂苷为7.19 mg∙g−1); 同时该遮阴下各项光合色素指标和可溶性蛋白质含量(11.28 mg∙g−1)均为最高, POD (2.89 U∙g−1∙min−1)和SOD (105.01 U∙g−1∙min−1)活性最低, MDA (11.90 μmol∙g−1)和脯氨酸(FP, 8.88 mg∙g−1)含量最低。综上所述, 不同的遮阴程度对七叶一枝花中重楼皂苷含量和初生代谢影响较大; 其中80%遮阴处理有利于其重楼皂苷合成和积累, 有利于光合色素和可溶性蛋白质含量的提高; 较高或较低遮阴对七叶一枝花生长和重楼皂苷的含量均产生不利影响。本研究结果可为优化七叶一枝花人工栽培措施及获得优质药材提供理论参考。
不同光周期下叶面喷施纳米硒对生菜生长和品质的影响
梁祎, 郝文琴, 石玉, 王训军, 韩瑞锋, 成永三, 张毅
2022, 30(1): 82-91.   doi: 10.12357/cjea.20210366
摘要(61) HTML(18) PDF(8)
摘要:
本试验以‘意大利耐抽薹’生菜为试材, 采用水培法, 设置12 h/12 h (对照)、16 h/8 h、20 h/4 h 3个光周期和叶面喷施0 µmol∙L−1、24 µmol∙L−1和48 µmol∙L−1纳米硒, 两者完全随机组合, 共9个处理, 以此探究两者对生菜生长和品质提升的交互作用, 并筛选出适宜生菜生长的最适处理, 为植物工厂在光环境下施加纳米硒提供理论依据和技术参考。结果表明: 1) 16 h/8 h光周期叶面喷施48 µmol∙L−1纳米硒处理对生菜株高、地上部鲜重、地下部鲜重和根系活力的促进效果较佳。2) 20 h/4 h光周期叶面喷施48 µmol∙L−1纳米硒处理对生菜光合色素含量的促进效果最佳。3) 16 h/8 h光周期处理生菜中可溶性糖、K、Na、Fe含量显著增加, 硝酸盐含量显著下降(P<0.05)。20 h/4 h光周期处理有利于提升可溶性蛋白质、还原糖含量, 但较长的光照处理不利于生菜中氨基酸、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn含量提高, 甚至出现抑制效果。与对照(12 h/12 h光周期)相比, 16 h/8 h、20 h/4 h光周期处理均有利于生菜品质的提升, 而且叶面喷施纳米硒后进一步提升了生菜品质。此外, 本试验通过对生菜生长指标和部分品质指标采用主成分分析, 并对其综合排序, 结果表明16 h/8 h光周期下叶面喷施48 µmol∙L−1纳米硒对生菜生长和品质的提质效果最佳。
外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗形态及抗氧化系统的影响
段文静, 孟妍君, 江丹, 刘连涛, 张科, 张永江, 孙红春, 白志英, 李存东
2022, 30(1): 92-104.   doi: 10.12357/cjea.20210411
摘要(68) HTML(21) PDF(16)
摘要:
褪黑素是一种有效的抗氧化剂, 能够促进逆境胁迫下植物的生长发育, 减缓逆境胁迫产生的伤害。棉花是我国重要的经济作物, 盐胁迫严重影响其生长发育。为探究褪黑素对盐胁迫下棉花生长发育的调控效应, 本研究以‘国欣棉9号’为材料, 设置不同浓度褪黑素浸种处理, 对盐胁迫下(150 mmol∙L−1 NaCl)棉苗根系形态(总根长、总表面积、总体积、侧根数目、主根长、主根表面积、主根平均直径)进行了测定, 筛选出适宜的褪黑素浓度(10 μmol∙L−1); 并分析正常生长条件(CK)、10 μmol∙L−1褪黑素浸种(MT)、150 mmol∙L−1 NaCl处理(S)、10 μmol∙L−1褪黑素浸种和150 mmol∙L−1 NaCl处理(MS)下棉花幼苗株高、干物重、根系形态、叶和根中抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及可溶性糖含量的变化。结果表明, 150 mmol∙L−1 NaCl胁迫下, 棉苗株高比CK显著降低(P<0.05), 根系不发达, 干物重减少, 抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)]活性及可溶性蛋白质含量显著降低(P<0.05), 而MDA含量增加(P<0.05); 10 μmol∙L−1褪黑素浸种后, 提高了盐胁迫下棉苗株高及生物量, 显著增加了根系总根长、侧根数目和主根直径(P<0.05), 并提高了根与叶中的SOD、POD、CAT和APX活性(P<0.05), 增加了可溶性糖含量(P<0.05), 降低了MDA含量(P<0.05); 在无NaCl胁迫下, 10 μmol∙L−1褪黑素浸种未能显著增加棉花株高, 但显著提高了主根直径和根中SOD、POD、CAT、APX活性(P<0.05), 增加了可溶性糖含量(P<0.05), 降低了MDA含量(P<0.05)。对19个代表性指标进行Spearman相关分析, 发现棉花幼苗总干重与株高、根系形态(总根长、主根长、根系平均直径、总侧根数目)、抗氧化酶活性(根与叶SOD、POD、CAT、APX)、可溶性糖含量均呈现显著正相关, 而与根和叶中MDA含量呈显著负相关。综合分析认为, 外源褪黑素可通过促进棉苗侧根发育和主根直径增粗以及增加抗氧化酶活性和可溶性糖含量, 减缓盐胁迫对棉花幼苗产生的伤害, 促进株高增加及干物质积累, 提高了棉苗的抗盐性。此外, 外源褪黑素还可促进正常条件下棉花幼苗发育, 这为褪黑素的开发利用及棉花栽培调控提供了理论依据。
农业资源与环境
农田土壤中真菌群落在时间序列对铬胁迫的响应机制
白雪, 赵鑫宇, 景秀清, 赵晓东, 燕平梅, 赵鹏宇
2022, 30(1): 105-115.   doi: 10.12357/cjea.20210503
摘要(36) HTML(16) PDF(10)
摘要:
为探究农田土壤中真菌群落在时间序列对铬胁迫的响应机制及演变特征, 本研究以种植‘晋谷21号’谷子的土壤 (偏碱性的褐土) 为试验材料, 并在铬处理 (1 mmol∙L−1 Cr6+) 前 (CK) 及处理后6 h (Cr_6 h) 与6 d (Cr_6 d) 分别取样, 通过高通量测序及数据统计分析, 探究农田土壤中真菌群落在铬胁迫时间序列上的响应机制、群落构建驱动机制及功能预测分析。结果表明, 铬胁迫时间序列上, 农田土壤中真菌群落的组成结构差异显著, α多样性中的Shannon指数在Cr_6 d阶段显著下降 (CK为4.17、 Cr_6 h为3.81, Cr_6 d为3.23); 土壤中真菌群落的构建主要由随机过程主导 (beta NTI: −0.16, −0.71, −0.23); 且随铬胁迫时间增长, 群落分布更加广泛(迁移率m: CK为0.066、Cr_6 h为0.132、Cr_6 d为0.163), 即迁移率增大, 种间关系以共生为主, 赤霉菌属、镰刀菌属、金孢子菌属等是共生网络中的关键菌种; 功能预测分析表明铬胁迫时间序列上土壤中真菌群落以病原、腐生营养型为主, 高丰度的镰刀菌属等表明土壤中可能存在病原菌污染。研究结果表明在铬胁迫时间序列上, 土壤中真菌群落组分及组成结构变化显著, 群落构建由随机过程主导且群落所受扩散限制减小, 共生网络的种间关系复杂化。本研究通过铬胁迫处理农田土壤, 模拟土壤微生物群落对胁迫的应激与反应过程, 对重金属污染土壤的治理修复及推动可持续农业发展具有重要意义。
基于文献分析的氮肥用量对小麦玉米轮作体系硝态氮淋溶的影响
肖广敏, 茹淑华, 孙世友, 赵欧亚, 侯利敏, 王策, 王凌, 刘蕾, 张国印
2022, 30(1): 116-125.   doi: 10.12357/cjea.20210426
摘要(74) HTML(20) PDF(36)
摘要:
氮淋溶是氮素损失的主要途径之一, 土壤硝态氮通过淋溶进入水体会造成人体中毒和水体富营养化, 对人体健康和生态环境产生严重危害。为探明我国冬小麦-夏玉米轮作体系化肥施氮量、作物种类和监测方法等因素对硝态氮淋溶量的影响, 利用中国知网期刊全文数据库(CNKI)和Web of Science核心合集英文数据库(WoS), 收集1980—2020年冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶领域的相关文献, 采用回归方程和T检验等统计学方法分析不同施氮水平、作物种类和监测方法对冬小麦-夏玉米轮作体系硝态氮淋溶的影响。结果表明, 随着化肥施氮量的增加, 小麦季和玉米季硝态氮淋溶量均呈指数增长趋势。小麦季和玉米季平均施氮量差异不显著, 但小麦季硝态氮淋溶量和淋溶率显著低于玉米季(P<0.01)。在施氮量接近的条件下, 采用渗漏计法和溶液提取器法测得的硝态氮淋溶量和淋溶率没有显著差异, 两种方法均可作为监测硝态氮淋溶的可靠方法在田间应用。回归方程对施氮量和硝态氮淋溶量的拟合在施氮量低于300 kg∙hm−2时较好, 随着施氮量的增加拟合精确度降低。玉米季硝态氮淋溶风险大于小麦季, 冬小麦-夏玉米轮作体系中玉米季的硝态氮淋溶现象需要引起重视。
Trinity protection and evaluation of farmland ecosystem in the Central Plain of Liaoning, Northeast China
QIAN Fengkui, ZHANG Xiaoxia, ZHANG Jingye, SUN Fujun
2022, 30(1): 126-137.   doi: 10.12357/cjea.20210402
摘要(40) HTML(13) PDF(17)
摘要:
Farmland is an essential natural resource, and in recent times, farmland protection has become an issue of increasing global concern. Trinity protection of farmland quantity, quality, and ecological conditions (FQQEC) is a systematic hierarchical concept that encompasses the innovative application of theory and technology toward the transformation from traditional to modern farmland protection. In this empirical study, which focuses on the Central Plain of Liaoning, China, we sought to assess the spatial agglomeration of FQQEC by utilizing spatial autocorrelation analysis and dividing the farmland trinity protection zone based on spatial overlay analysis. The results revealed that the distribution of the spatial agglomeration of FQQEC showed distinct correlations of high-high (36.2%, 24.2%, and 9.7% of the total area for farmland quantity, quality, and ecological conditions, respectively), low-low (19.5%, 12.6%, and 11.6% coverage), high-low (0.6%, 1.2%, and 0.7% coverage), low-high (0.4%, 0.4%, and 1.3% coverage), and non-significant (43.3%, 61.4%, and 76.7% coverage) types, and the rank order of the degree of spatial agglomeration was farmland quantity > farmland quality > ecological conditions, which also represented the diverse distribution and utilization characteristics of FQQEC. On the basis of these findings, trinity protection zoning of farmland was established through different permutations and combinations of H-, L-, and non-significant types, and finally grouped into four primary and ten secondary categories. Collectively, our results indicate that wherever possible, it is essential to enhance the desirable impacts of the H type and eliminate the detrimental impacts of the L type in the FQQEC, based farmland consolidation, including the establishment of high-standard and permanent farmland, and adopting sustainable agricultural practices.
实现地下水压采目标的精准控灌决策支持系统研究
王鸿玺, 李红军, 齐永青, 董增波, 李飞, 阎超, 邵立威, 张喜英
2022, 30(1): 138-152.   doi: 10.12357/cjea.20210676
摘要(49) HTML(19) PDF(10)
摘要:
河北是我国重要的粮食主产省之一, 作物高产稳产严重依赖灌溉, 多年对地下水超采导致地下水位逐年下降, 威胁区域灌溉农业可持续发展。在地下水限采政策实施后, 如何实现地下水压采目标下利用有限灌水维持区域粮食生产能力, 对实现区域粮食安全和水资源可持续利用具有重要意义。本研究提出了依据国网河北电力公司对河北平原农用机井电气化改造实现的灌溉用电实时采集和计量, 通过“以电折水”换算, 根据用电数据调控地下水开采, 实现地下水开采总量控制, 满足地下水压采目标。在此基础上, 建立针对区域主要粮食作物冬小麦-夏玉米一年两熟有限供水下的优化灌水制度和灌水调控土壤主要耗水层水分下限指标, 通过提升限量供水下的水分利用效率, 维持限水条件下区域粮食生产能力。集成用电信息和限量灌溉决策指标, 形成确保地下水压采目标的精准控灌决策支持系统, 服务农业生产。该决策支持系统可在实现调控灌溉水量的同时, 进行优化灌溉决策, 既满足政府对区域地下水开采的调控需求, 也满足不同经营规模农户用水管理的需求, 具有良好的应用前景。
农业生态经济与生态农业
农户采纳有机农业的影响因素及其空间效应—基于新疆农户调查数据
卢瑜, 向平安, 余亮
2022, 30(1): 153-165.   doi: 10.12357/cjea.20210587
摘要(42) HTML(16) PDF(8)
摘要:
洞悉农户采纳有机农业的影响机制是设计有机农业推广政策的前提。本研究通过构建空间杜宾Probit模型, 利用新疆农户调查数据, 探究了农户采纳有机农业的影响因素及空间效应, 并将影响因素的空间效应分解为直接效应和空间溢出效应, 以明确其作用路径。研究发现: 1)示范区、加入合作组织、社会网络、社会规范、合同保障、社会信任、风险偏好、引导政策、激励政策、劳动力、农户认知和年龄均对有机农业采纳行为有显著正向影响, 且总效应依序递减; 其中不同维度社会网络的作用存在较大差异, 产业组织网络对于农户有机农业采纳正向作用大于邻里网络。2)农户有机农业采纳行为存在显著空间依赖性, 采纳行为主要受各因素直接效应的影响, 但邻近农户特征变量的空间溢出效应不容忽视, 尤其是国家有机产品认证示范(创建)区和合作组织的空间溢出效应显著。公共部门的有机农业支持政策可向示范性经营主体倾斜, 通过加大宣传推广、财政、金融与技术支持, 大力培育和发展农业龙头企业和农民合作组织等产业组织, 创建有机产品认证示范区, 提高农户的有机农业认知来促进农户采纳有机农业。
农业生态经济与和生态农业
农户分化视角下农业水价政策改革与节水技术采用倾向研究—基于河北地区农户调研数据
刘维哲, 王西琴
2022, 30(1): 166-174.   doi: 10.12357/cjea.20210330
摘要(38) HTML(19) PDF(11)
摘要:
作为农业水资源管理机制的重要创新, 农业水价政策改革旨在从需求侧管理角度出发引导农民进行灌溉行为的调整。本文以河北农业水价改革地区为研究对象, 实证检验了水价政策改革对节水技术采用的影响, 并基于技术属性和禀赋差异探讨了农户分化在技术采用中的倾向差异。研究发现: 1) “超用加价”模式的水价政策改革显著促进了节水技术的使用; 2)农户分化导致了节水技术选择中存在倾向差异, 低兼业农户倾向于使用抗旱品种和传统节水技术, 高兼业农户倾向于仅使用抗旱品种, 水价改革并未有效促进农户使用喷灌、滴灌等现代节水设施; 3)提升农民对节水技术有效性认知和水资源稀缺预期, 降低农民对节水技术使用的风险性感知可有效促进农户使用节水技术, 家庭非农就业程度对节水技术采用具有显著负向影响。未来应进一步推进水价政策改革试点, 同时需关注节水技术属性特点进行针对性推广。
间套作强化农田生态系统服务功能的研究进展与应用展望
李隆
[摘要](3050) [PDF 3738 KB](2411)
摘要:
间套作是我国传统农业的精髓, 其存在2 000多年, 必然蕴含重要的科学原理。过去的研究表明其不仅能够大幅度提高作物产量, 而且能够充分利用地上部的光热资源, 充分挖掘和利用地下部水分养分资源, 强化农田生态系统服务功能。近年来, 国内外对其资源高效利用的研究取得了显著的进步, 特别是地下部资源高效利用方面。本文首先综述了相关研究的进展: 间套作作为增加农田生态系统生物多样性的重要措施, 具有重要的生态功能, 如提高作物产量, 增加作物生产力的稳定性, 充分利用地上部光热资源和土壤水分、土壤和肥料中的氮素和磷素以及微量元素等。随后, 对间套作提高资源利用效率的机制进行了分析, 包括水分需求上的时间和空间生态位互补, 豆科/禾本科间作体系中的豆科作物生物固氮和禾本科作物对土壤氮素利用上的互补和促进作用; 磷活化能力强弱搭配的间作体系中, 磷活化能力强的作物对活化能力弱的作物的促进作用; 双子叶和单子叶植物的搭配, 改善双子叶植物的Fe、Zn等微量元素的含量等。最后, 对间套作进一步研究方向和应用提出了一些看法和思路。在研究方面, 包括作物多样性与农业可持续发展, 地下部作物种间信号的传递, 地上地下部多样性的互反馈调节机制, 以及作物生长模型等。在应用方面, 包括豆科作物纳入农业生产体系发展生态集约化农业, 利用间套作发展有机农业, 利用种间相互作用提高磷肥利用率和增加作物可食部分的微量元素含量等。并认为间套作中的机械化、育种等问题的解决将有利于间套作的进一步发展。
稻虾共作模式的“双刃性”及可持续发展策略
曹凑贵, 江洋, 汪金平, 袁鹏丽, 陈松文
[摘要](790) [HTML全文](73) [PDF 1905 KB](510)
摘要:
近年来,稻虾[水稻-克氏原螯虾(小龙虾)]共作模式由于其较高的综合效益而在全国范围内得以大力发展。其中以湖北省稻虾共作发展最为迅速,面积大,技术也较为成熟,并形成了"潜江模式"。本文介绍了稻虾共作模式的特点及其发展情况,以湖北省稻虾共作模式为研究对象,采用产业调查,结合试验示范和定位试验,研究了稻虾共作模式的生产和生态效应,重点分析了稻虾共作模式的"双刃性"。稻虾共作模式的"双刃性"主要体现在(1)稳粮增效,但同时存在重虾轻稻的现象:稻虾共作模式较传统水稻单作模式可增产4.63%~14.01%,改善稻米品质,但部分稻虾共作模式中忽略水稻的管理,导致水稻产量偏低;(2)提高土壤肥力,但同时加剧了土壤次生潜育化:稻虾共作模式土壤中易氧化态有机碳(ROC)、全氮、全磷、全钾含量要高于传统水稻单作模式,但稻虾共作模式土壤颜色偏暗,土壤结构更为紧密,潜育化明显;(3)涵养水源,但同时可能增加水资源消耗:稻虾共作模式中地下水位高的稻田水分利用率提高,储水功能增强,但地下水位低的稻田可能增加50%~80%的耗水量;(4)减肥减药、提高水体养分含量,但同时增加了水体富营养化的风险:稻虾共作模式肥料和农药成本分别降低了79.5%和50.0%,稻虾共作模式田面水的全氮、全磷含量及硝态氮、氨态氮含量均高于水稻单作;(5)虫害减轻,但某些病害加重,同时生物多样性发生变化:稻虾共作模式螟虫发生减轻,但基腐病加重,生物多样性随共作年限先降低后又增高。根据以上现状与问题,本研究提出了稻虾共作的模式优化及建议,如因地制宜,避免盲目发展;研究标准,规范化发展;优化模式,科学水肥调控;因势利导,防治病虫草害,为稻虾共作模式的可持续发展提供依据。
农业生态转型态势与中国生态农业建设路径
骆世明
[摘要](3869) [HTML全文](24) [PDF 262 KB](3350)
摘要:
人类农业经历过刀耕火种、传统小型农业和工业化农业等形态之后,正在进入一个农业的生态化阶段。各国实施农业生态转型的转折点通常在人均GDP达1万~3万美元左右。不同国家、地区和国际社会根据不同社会背景,分别采用了不同的转型策略、转型路径和转型名称。我国社会经济发展水平已经接近和到达实施农业生态转型的拐点。中国2015年起连续出台了一系列重大的政策措施,从发展目标、指导思想、发展方式、实施手段和管理制度等方面全面推进农业的生态转型,生态农业得到了社会的广泛认可和关注。明确生态农业概念与其他相关概念的关系有利于形成农业生态转型的合力。文章在分析我国农业生态转型的优势与挑战之后,提出了我国未来农业生态转型的方略。
植物化感物质对种子萌发的影响及其生态学意义
陈锋, 孟永杰, 帅海威, 罗晓峰, 周文冠, 刘建伟, 杨文钰, 舒凯
[摘要](1580) [HTML全文](37) [PDF 1004 KB](2141)
摘要:
化感现象作为植物之间的一种相互作用方式,在农林业生产中广泛存在。合理利用植物之间的化感作用,对于生产实践具有重要的指导意义。研究表明,化感物质可促进或抑制不同物种种子的萌发过程,这对于植物的生长发育、植物群落的组成与分布以及生态系统的平衡有着重要影响。本文从化感物质对种子萌发的影响与其生态学意义两个方面进行了综述。一方面,在阐述化感作用影响种子萌发的基础上,进一步总结了化感物质抑制植物种子萌发的生理生化机制。包括:化感物质通过抑制胚根和胚轴的伸长,破坏亚细胞结构,干扰植物激素及活性氧的合成与代谢,造成细胞损伤,从而阻碍种子萌发;抑制种子中储存物质的代谢,阻碍种子萌发过程中的物质以及能量转换,导致种子萌发受阻等。另一方面,本文从化感作用在抑制农田杂草及影响生态系统稳定性两个方面,阐述了化感物质调控种子萌发的生态学意义。讨论了农作物的化感抑草作用,农林业生产中的化感自毒作用以及化感作用造成的生物入侵等,以期为农林业生产提供借鉴。最后,根据目前研究进展,对本领域未来研究方向进行了展望和讨论。
不同作物秸秆在旱地和水田中的腐解特性及养分释放规律
代文才, 高明, 兰木羚, 黄容, 王金柱, 王子芳, 韩晓飞
[摘要](1513) [HTML全文](34) [PDF 495 KB](1231)
摘要:
以水稻、小麦、玉米秸秆和油菜、蚕豆青秆为研究对象,采用尼龙网袋法,研究了不同秸秆翻埋入旱地和水田后的腐解特性及养分释放规律,以期为紫色丘陵区农业秸秆循环利用和秸秆还田技术提供理论依据。结果表明:秸秆翻埋还田后,5种供试秸秆腐解速率均表现为前期(0~60 d)快、后期(60~360 d)慢。经过360 d的腐解,旱地秸秆累积腐解率为52.88%~75.80%,表现为油菜 > 水稻 > 玉米 > 小麦 > 蚕豆趋势,且蚕豆青秆累积腐解率显著低于其余秸秆;水田中秸秆累积腐解率为45.01%~62.12%,表现为水稻 > 玉米 > 小麦 > 油菜 > 蚕豆趋势。5种秸秆在旱地和水田中养分释放率均表现为钾 > 磷 > 氮 > 碳,在试验终点,旱地中秸秆碳、氮、磷和钾释放率分别为65.50%~87.37%、54.64%~69.72%、89.65%~98.96%和79.92%~96.63%,且油菜秸秆养分释放率高于其他4种秸秆;水田中秸秆碳、氮、磷、钾释放率变幅分别为49.95%~69.57%、32.89%~77.11%、90.70%~96.80%、77.45%~90.47%。总体表现为秸秆在旱地土壤中的累积腐解率和养分释放率均大于水田,旱地油菜和水稻秸秆较易腐解,水田水稻和玉米秸秆较易腐解释;秸秆中钾素释放速率较高。
秸秆还田施氮调节碳氮比对土壤无机氮、酶活性及作物产量的影响
李涛, 何春娥, 葛晓颖, 欧阳竹
[摘要](1527) [PDF 505 KB](1433)
摘要:
秸秆的质量, 特别是C/N是影响秸秆分解速率和养分释放的重要因素。在秸秆还田条件下, 如何科学合理地施用氮肥是秸秆利用和优化施肥研究的关键问题。本研究以秸秆还田施入碳氮的C/N为切入点, 于2012—2013年通过田间试验(设秸秆不还田不施肥、秸秆还田不施氮、秸秆还田施用无机氮肥调节C/N为10∶1、16∶1和25∶1以及秸秆还田施用有机氮肥调节C/N为25∶1处理), 研究秸秆还田不同氮输入对小麦玉米轮作田土壤无机氮、土壤微生物量氮、酶活性以及作物产量的影响。结果表明: 1)在C/N为25∶1下, 施用有机氮肥和无机氮肥对土壤无机氮含量无显著影响; 在施用无机氮肥的情况下, C/N越低土壤无机氮含量越高。2)秸秆还田施氮提高了土壤微生物量氮含量, 但是各秸秆还田施氮处理之间差异不显著; 秸秆还田不同施氮处理对脲酶活性无显著影响; 秸秆还田施氮提高了FDA水解酶活性, 并随C/N降低呈升高趋势, 施用无机氮肥的效果强于施用有机氮肥的。3)秸秆还田施用无机氮肥显著提高了小麦和玉米地上部生物量, 施用无机氮肥调节C/N为10∶1和16∶1相比于C/N为25∶1提高了小麦和玉米的苗期和成熟期地上部生物量; 施用有机氮肥调节C/N为25∶1相比秸秆还田不施氮对地上部生物量无显著影响。秸秆还田施用无机氮肥提高了作物产量, 施用无机氮肥调节C/N为16∶1产量最高, 而施用有机氮肥调节C/N为25∶1有降低作物产量的趋势。综合以上结果来看, 施用无机氮肥调节C/N为16∶1较为合理。
稻虾共作模式对涝渍稻田土壤理化性状的影响
佀国涵, 彭成林, 徐祥玉, 徐大兵, 袁家富, 李金华
[摘要](1569) [HTML全文](63) [PDF 337 KB](997)
摘要:
稻虾共作模式是一种以涝渍水田为基础,以种稻为中心,稻草还田养虾为特点的复合生态系统。本文通过10年(2005-2015年)定位试验,以中稻单作模式为对照,研究了稻虾共作模式对0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm和30~40 cm土层土壤理化性状以及水稻产量的影响;采用投入产出法,评估了稻虾共作模式的经济效益。结果表明,长期稻虾共作模式显著降低了15~30 cm土层的土壤紧实度,其在15 cm、20 cm、25 cm和30 cm处的土壤紧实度较中稻单作模式分别降低了20.9%、29.9%、24.8%和14.7%。长期稻虾共作模式提高了0~40 cm土层中>0.25 mm水稳性团聚体数量、平均质量直径和几何平均直径,但降低了0~20 cm土层的团聚体分形维数。相对于中稻单作模式,长期稻虾共作模式显著提高了0~40 cm土层有机碳、全钾和碱解氮含量,0~30 cm土层全氮含量,0~10 cm土层全磷和速效磷含量以及20~40 cm土层速效钾含量。稻虾共作模式显著降低了0~10 cm土层还原性物质总量,但提高了20~30 cm土层土壤还原性物质总量。稻虾共作模式的水稻产量较中稻单作模式显著提高,增幅为9.5%,其总产值、利润和产投比较中稻单作模式分别增加了46 818.0元·hm-2、40 188.0元·hm-2和100.0%。可见稻虾共作模式改善了土壤结构,增加了土壤养分,提高了水稻产量以及经济效益,但增加了10 cm以下土层潜育化的风险。
基于无人机数码影像的冬小麦叶面积指数探测研究
高林, 杨贵军, 李红军, 李振海, 冯海宽, 王磊, 董锦绘, 贺鹏
[摘要](1868) [PDF 4566 KB](1218)
摘要:
叶面积指数(LAI)是评价作物长势的重要农学参数之一, 利用遥感技术准确估测作物叶面积指数(LAI)对精准农业意义重大。目前, 数码相机与无人机系统组成的高性价比遥感监测系统在农业研究中已取得一些成果, 但利用无人机数码影像开展作物LAI估测研究还少有尝试。为论证利用无人机数码影像估测冬小麦LAI的可行性, 本文以获取到的3个关键生育期(孕穗期、开花期和灌浆期)冬小麦无人机数码影像为数据源, 利用数字图像转换原理构建出10种数字图像特征参数, 并系统地分析了3个生育期内两个冬小麦品种在4种氮水平下的LAI与数字图像特征参数之间的关联性。结果表明, 在LAI随生育期发生变化的同时, 10种数字图像特征参数中R/(R+G+B)和本文提出的基于无人机数码影像红、绿、蓝通道DN值以及可见光大气阻抗植被指数(VARI)计算原理构建的数字图像特征参数UAV-based VARIRGB也有规律性变化, 说明冬小麦的施氮差异不仅对LAI有影响, 也对某些数字图像特征参数有一定影响; 在不同条件(品种、氮营养水平以及生育期)下的数字图像特征参数与LAI的相关性分析中, R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB与LAI显著相关。进而, 研究评价了R/(R+G+B)和UAV-based VARIRGB构建的LAI估测模型, 最终确定UAV-based VARIRGB为估测冬小麦LAI的最佳参数指标。结果表明UAV-based VARIRGB指数模型估测的LAI与实测LAI拟合性较好(R2=0.71, RMSE=0.8, P<0.01)。本研究证明将无人机数码影像应用于冬小麦LAI探测是可行的, 这也为高性价比无人机遥感系统的精准农业应用增添了新成果和经验。
半干旱雨养区秸秆带状覆盖种植对土壤水分及马铃薯产量的影响
韩凡香, 常磊, 柴守玺, 杨长刚, 程宏波, 杨德龙, 李辉, 李博文, 李守蕾, 宋亚丽, 兰雪梅
[摘要](1496) [PDF 490 KB](1006)
摘要:
水分不足是限制半干旱雨养作物生长的主要因素, 地表覆盖能够改善土壤的微环境, 从而显著提高作物的产量和水分利用效率。为明确西北半干旱雨养区不同保墒措施下旱地马铃薯的土壤水分特征及其对产量的影响, 于2014—2015年设置了玉米秸秆带状覆盖种植(T1)、半膜大垄(T2)、全膜双垄(T3)和露地平作(对照, CK) 4种栽培模式, 研究了玉米秸秆带状覆盖、地膜覆盖种植对马铃薯产量、土壤水分变化及其利用效率的影响。结果表明: 不同覆盖方式能有效改善马铃薯生育期0~200 cm土层土壤水分状况, 地膜覆盖对马铃薯生育前期土壤水分保蓄效果较好, 秸秆带状覆盖对生育中后期土壤水分状况的改善效果明显。与对照(CK)相比, 3种覆盖处理均提高了土壤含水量, 其中T1处理效果最好, 较CK提高2.8%~7.8%, 尤其在伏旱阶段的块茎形成期, 0~200 cm土层土壤含水量高于地膜覆盖处理。与CK相比, T1处理马铃薯产量提高10.5%~34.2%, 水分利用效率(WUE)提高8.9%~29.8%, 达108.9~134.0 kg·hm-2 ·mm-1, 商品薯率提高14.7%~38.8%, 达82.3%~92.2%。马铃薯产量与生育期耗水量(r=0.836**)呈显著正相关。T1的产量和商品薯率均显著高于T2和T3(P<0.05)。可见, 玉米秸秆带状覆盖具有显著的纳雨保墒作用, 促进马铃薯的生长发育, 增产效果显著。其推广应用可有效提高该区降水资源的利用效率, 实现马铃薯稳产高产, 可作为西北雨养农业区旱地马铃薯生产的高效栽培新模式。
不同耕作措施下小麦–玉米轮作农田温室气体交换及其综合增温潜势
闫翠萍, 张玉铭, 胡春胜, 董文旭, 王玉英, 李晓欣, 秦树平
[摘要](2317) [PDF 481 KB](1449)
摘要:
研究不同耕作措施下小麦玉米轮作农田N2O、CO2和CH4等温室气体的综合增温潜势, 有助于科学评价农业管理措施在减少温室气体排放和减缓全球变暖方面的作用, 为制定温室气体减排措施提供依据。基于2001年开始的位于华北太行山前平原中国科学院栾城农业生态系统试验站的不同耕作与秸秆还田方式定位试验, 应用静态箱/气相色谱法于2008年10月冬小麦播种时开始, 连续两个作物轮作年动态监测了秸秆整秸覆盖免耕播种(M1)、秸秆粉碎覆盖免耕(M2)、秸秆粉碎还田旋耕(X)、秸秆粉碎还田深翻耕(F)和无秸秆还田深翻耕(CK, 代表传统耕作方式)5种情况下冬小麦夏玉米轮作农田土壤N2O、CO2和CH4排放通量, 并估算其排放总量。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、灌溉耗电量、施肥量, 依据燃油、耗电和单位肥料量的碳排放系数统一转换为等碳当量, 测定作物产量、地上部生物量, 估算农田碳截存量, 根据每个分支项对温室效应的作用估算了5个处理的综合增温潜势。结果表明, 华北小麦玉米轮作农田土壤是N2O和CO2的排放源, 是CH4的吸收汇, 每年M1、M2、X、F和CK农田土壤N2O排放总量依次为2.06 kg(N2O-N).hm-2、2.28 kg(N2O-N).hm-2、2.54 kg(N2O-N).hm-2、3.87 kg(N2O-N).hm-2和2.29 kg(N2O-N).hm-2, CO2排放总量依次为 6 904 kg(CO2-C).hm-2、7 351 kg(CO2-C).hm-2、8 873 kg(CO2-C).hm-2、9 065 kg(CO2-C).hm-2和7 425 kg(CO2-C).hm-2, CH4吸收量依次为2.50 kg(CH4-C).hm-2、1.77 kg(CH4-C).hm-2、1.33 kg(CH4-C).hm-2、1.38 kg(CH4-C).hm-2和1.57 kg(CH4-C).hm-2。M1和M2处理农田生态系统综合增温潜势(GWP)均为负值, 表明免耕情况下农田生态系统为大气的碳汇, 去除农事活动引起的直接或间接排放的等当量碳, 每年农田生态系统净截留碳947~1 070 kg(C).hm-2; 其他处理农田生态系统的GWP值均为正值, 表明温室气体是由系统向大气排放, CK、F和X每年向大气分别排放等当量碳3 364 kg(C).hm-2、989 kg(C).hm-2和343 kg(C).hm-2。故华北小麦玉米轮作体系中, 秸秆粉碎还田旋耕是最优化的耕作措施, 其温室效应相对较低, 而又能保证较高的经济产量。
空间视域分析方法在八达岭长城风景林分类配置中的应用
赵广亮
[摘要](3020) [PDF 14735KB](14907)
摘要:
以八达岭长城沿线风景林为研究对象, 利用空间视域分析技术, 在ERDAS virtualGIS平台上, 将八达岭长城风景林和游客同时置身于一个虚拟的三维空间中, 通过调整游客在长城上的观测高度和视程, 将长城沿线风景林划分为视觉盲区、视觉感知区、视觉敏感区3个类型, 结合研究区植被、森林起源等专题图数据, 采用空间叠置分析法, 获得新的区划斑块, 从视觉感知方面客观确定每个风景林景斑类型, 为八达岭长城风景林科学经营提供科学依据。结果表明, 八达岭长城风景林区在最远2 000 m视域范围内, 视觉盲区、视觉感知区、视觉敏感区面积824.44 hm2、880.4 hm2、3 247.77 hm2。空间叠加分析将八达岭长城风景林区分为119个风景林景斑类型, 为了经营管理方便, 划分10种大的类型, 分别是视觉敏感区保安灌木林、视觉敏感区保安林、视觉感知区保安林、视觉感知区保安灌木林、视觉盲区保安林、视觉敏感区观光林、视觉感知区观光林、视觉盲区观光林、视觉敏感区游憩林、视觉感知区游憩林。
四川柑橘适宜分布及其对气候变化的响应研究
林正雨, 陈强, 邓良基, 李晓, 何鹏, 熊鹰
[摘要](2584) [HTML全文](122) [PDF 13495KB](12957)
摘要:
柑橘是四川省和我国主要水果产品之一。以气候为主的环境变化,对作物空间布局产生了显著影响。为合理优化柑橘生产空间,本研究基于最大熵模型(MaxEnt)构建柑橘适宜分布与环境变量的关系模型,运用受试者工作特征曲线(ROC曲线)检测模型精度,刀切法(Jackknife)筛选主导环境变量;采用ArcGIS技术对比1980年、2010年四川柑橘适宜区分布,揭示近30 a气候变化背景下四川省柑橘适宜区的分布与变化情况。结果显示:四川柑橘适宜性的主导环境变量主要体现为以光、热、水为特征的气候环境变量。近30 a四川省气候暖干化的变化趋势改变了区域生态系统的结构和功能,引起了柑橘种植适宜区的时空变化。1980—2010年柑橘种植适宜性空间格局呈现出2个变化特征,一是高适宜区呈整体向北迁移的趋势,主要分布在成都平原区与川东北地区过渡地区;中适宜区界线向东南方迁移。二是适宜性级别呈现出逐级调整,低、中适宜区的等级调整变化明显。2010年高适宜区面积约为4.22万km2,中适宜区4.19万km2,低适宜区4.4万km2,大部分地区为不适宜区。以高适宜区为参照,通过政策措施,政府部门可增加在川南地区、成都平原地区南部的柑橘生产布局。本研究客观地反映了气候变化下,四川省柑橘种植适宜性变化特征,合理确定了柑橘适宜性面积及分布,为柑橘空间优化提供了科学依据。最大熵模型在对物种分布进行准确模拟和预测时具有较强应用价值,对作物气候适宜性区划具有重要指导意义。但对于不同区域和作物应选取合适的环境变量、空间尺度和物种采样位置,减少系统累计误差,提高作物气候适宜区划定精度。

主       编:刘昌明

主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所 中国生态经济学学会

承办单位:中国科学院遗传与发育生物学研究所中国生态经济学学会

ISSN 2096-6237
CN 13-1432/S
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