低成本、可持续、生态型改良方案对盐碱地改良具有重要意义。本研究采用室内土柱模拟和林地应用相结合的方式,研究淋洗、施加有机肥和铺设砾石对盐碱地的改良效果,并通过植物生长来检验改良方案。试验共设3个不同有机肥施加量,分别为10、15、20 cm厚,同时铺设10 cm厚砾石。结果显示：淋洗可降低土壤pH、电导率、钠吸附比(SAR),但也会使土壤同时损失一定的矿质养分。淋洗与有机肥结合效果更佳,可有效补充土壤有机质和其他大量矿质元素,淋洗及改良效果均与有机肥施加量呈正相关。与对照组相比,20 cm厚有机肥施加可使土壤pH降低7%、Na+含量降低28%、SAR降低45%,同时使土壤有机质、有效氮和有效磷含量分别增加37%、43%和73%。将20 cm有机肥施加量结合淋洗改良方案用于高速公路崇启段绿化工程土壤改良应用中,种植的无患子死亡率为零,叶片色泽正常,CO2和水汽交换旺盛。
探究澳洲坚果果皮发酵生产有机肥工艺,为澳洲坚果废弃物利用提供方法与依据。通过室内试验筛选出合适的辅料为麦麸、菌种添加量为3%、含水量为60%。以风干澳洲坚果果皮为堆制原料,加入麦麸,利用好氧菌进行分解,测定不同发酵时期养分与有机质含量变化,并对其进行评价。结果表明：当使用麦麸为辅料,按3%接种菌剂,前期（前40天）保持50%~60%的含水量,后期（40天后）不加水,堆制55天后,其碳氮比低于20%,有机质含量为89.1%,氮、磷、钾总量为5.19%,pH 6.92,含水量为25.79%,从外观形态来看呈现褐色,无臭味,质地柔软,完全腐熟,达到了国家有机肥标准。总之,利用澳洲坚果果皮废弃物发酵生产有机肥是处理澳洲坚果果皮废弃物行之有效的途径。
为探讨石嘴山地区主要粮食作物中微量元素铜的含量特征及影响因素,以石嘴山地区土壤及主要粮食作物玉米、小麦和水稻为研究对象,分析不同农作物根系土壤中总Cu、有效Cu及作物Cu的含量。通过线性回归法分析了作物Cu吸收量与土壤中总Cu、有效Cu、pH、阳离子交换量(CEC)、有机质、有效Fe、碱解N、有效P、有效K、有效B、有效Se及有效Mo等环境因素之间的相关性。结果表明：石嘴山地区土壤介于pH 7.97~9.09之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤酸碱度中位值在pH 8.47~8.53之间,为弱碱性或碱性土壤。研究区域的土壤总Cu含量介于11.70~30.40 mg/kg之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤总Cu含量中位值在20.95~25.32 mg/kg之间,平均值在21.12~24.65 mg/kg之间,与全国土壤总Cu平均含量24 mg/kg相当。有效Cu含量介于0.74~7.51 mg/kg之间,对应的玉米、小麦和水稻田块土壤有效Cu含量中位值在1.65~2.99 mg/kg之间。研究区域的玉米、小麦和水稻田块土壤有效态Cu占总Cu比例介于6.32%~48.10%之间,总Cu及有效态Cu总量均不高,但有效态Cu占比相对较高。玉米、小麦和水稻等作物的Cu含量分别介于1.20~3.24、4.11~11.70、14.80~53.21 mg/kg之间,Cu含量中位值分别为1.66、5.95、27.80 mg/kg。作物Cu富集系数由大到小依次为水稻>小麦>玉米,其中水稻对Cu的富集能力远高于小麦和玉米。影响因素分析表明,土壤有效Cu含量与土壤总Cu含量显著相关,玉米吸收Cu含量与土壤总Cu含量显著相关,水稻吸收Cu含量与土壤有机质含量显著相关,而包含土壤pH、CEC、有效Fe、碱解N、有效P、有效K、有效B、有效Se及有效Mo等在内的环境因素,均与玉米、小麦和水稻对Cu的吸收不存在显著相关性。石嘴山地区水稻产品属于富含微量元素Cu的优质稻米,大力开发富Cu水稻,可为人们提供安全健康营养充足的富Cu食品。
为揭示影响半干旱区春小麦产量波动的环境因子,依据甘肃省定西市农业气象试验站1987—2011年春小麦农业气象观测资料以及文献收集（1993—2013年）获得的春小麦耗水量与产量关系资料,分析了影响黄土高原半干旱区春小麦产量变动的环境因子。结果表明：春小麦产量与5月及主要生育期蒸发量与降水量差呈极显著的负相关关系,且负相关关系受播前土壤含水量的影响,播前土壤水分含量越大,在相同大气蒸发力条件下,春小麦产量越高,反之亦然。春小麦产量与5月份降水量以及播前土壤含水量呈正相关关系,降水量相同,播前土壤水分含量越大,产量越高,在相同土壤含水量条件下,主要生育期大气越干燥,产量越低。有效供水量可以解释60.4%的产量变率,耗水量可解释93.4%的产量变率,温度并不会对研究区春小麦产量变动造成直接影响,其通过空气饱和差影响产量形成。
为了探究高温和干旱对春玉米生长的影响,本研究以春玉米‘科河28号’为材料,设置正常灌溉、持续干旱和持续高温3种处理,探求干旱区高温干旱发生发展过程对春玉米生长的影响。结果表明：（1）持续高温处理下,春玉米苗期缩短9~13天,穗期生育间隔延长6~12天,花粒期不完整;而持续干旱处理,春玉米营养生长与生殖生长并进期延长3~8天,无法正常灌浆成熟。（2）持续高温处理,春玉米前期生长快,抽雄后高度不再增加;而持续干旱处理,春玉米生长缓慢,拔节期之后植株高度显著偏小;持续高温和干旱处理,单株总叶面积和比叶面积拔节期之后均较对照偏小。（3）干物质分配率在持续高温处理中呈现茎>叶片>叶鞘,在持续干旱处理中呈现叶片>茎>叶鞘,穗很小,造成经济产出少,而在对照处理中呈现穗>茎>叶片>叶鞘。（4）持续高温和干旱处理下含水率呈现叶鞘>茎>叶片。受高温和干旱胁迫,产量不保时,抽雄期进行粮转饲较合适。本研究可以为科学抗旱减灾工作提供理论依据。
山区属于生态脆弱系统类型,为明确土地利用变化对其生态服务价值的影响,进行有利于城乡区域的生态环境保护及用地规划。本研究以韶关市仁化县为例,通过仁化县2000、2010、2020年的Landsat TM影像,运用RS和GIS软件分析仁化县近20年的土地利用变化状况,从生态服务价值的角度分析仁化县2000—2020年的用地变化对土地系统稳定性和生态系统服务价值的影响。结果表明：（1）仁化县各土地利用类型面积从大到小依次为林地、耕地、草地、水域和建设用地,20年间林地、耕地和草地在研究期内总体呈现先增加后下降的趋势,建设用地面积逐年上升,水域面积呈现先下降后增加的趋势;（2）2000—2020年仁化县土地利用程度指数呈增长趋势,土地利用结构信息熵值在0.76~0.82之间,土地利用结构稳定性增加,土地利用均衡度在0.47~0.51之间,且逐年增加;（3）仁化县土地利用类型的变化影响了生态服务价值的转变;2000—2020年仁化县整体生态服务价值呈现先减少后增加趋势,实际净增加39440.78万元;（4）在11个二级服务功能中,水文调节功能价值增加趋势明显,从2000年的342416.79万元增长到2020年的380556.19万元。本研究结果可以为山区的自然资源保护、经济和生态的可持续发展以及土地结构调整提供依据。
为了评估“十四五”期间宁夏高速发展的畜禽养殖业带来的污染及对环境承载压力的影响,基于宁夏畜禽养殖数据,采用排泄系数法估算了化学需氧量(COD)、氮磷产生情况,在此基础上计算了畜禽粪便的耕地负荷。基于计算畜禽养殖环境适宜性、土地承载力及养分承载力,评估“十四五”期间将面临的环境承载压力。结果发现：（1）全区畜禽养殖所带来的COD、氮、磷排放量分别为123万、6.86万、7440 t。（2）从全区的环境承载压力来看,全区畜禽养殖环境适宜性区域主要分布在南部山区。各市畜禽粪污土地承载能力均大于畜禽养殖量,而利通区养殖量是粪污土地承载能力的3.1倍,超出当地土地承载能力,养殖污染风险极大。银川市区、利通区及泾源县无法实现粪肥全部还田,养分承载压力大。（3）“十四五”期间,畜禽养殖量逐年增加,在2025年氮排放量达12万t,比2020年增加了5万t;磷及COD排放量达1.2万、251.7万t,分别是2020年的1.7、1.5倍。在2025年耕地负荷预警值更是达到了3.50的高度,因此从适当控制养殖规模、严格执行生态消纳、加强粪污肥料化利用、科学治污、粪污集中处理中心建设及政策扶持6个方面提出对策建议。
为研究土壤湿度变化对冬小麦光合参数和产量变化的影响机制,在防雨棚人工控制灌水,设置土壤高湿、中度干旱、重旱、对照4个处理的田间冬小麦试验,研究土壤水分变化对灌浆期冬小麦光合参数及产量的影响。结果表明：冬小麦灌浆期叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度随土壤水分降低而降低。重旱处理冬小麦叶片胞间CO2浓度与对照相近,引起光合作用下降的主要原因是非气孔因素限制。土壤高湿冬小麦叶片有效利用光强区间拉大,而土壤干旱胁迫叶片有效利用光强的区间缩小,土壤高湿和干旱胁迫叶片夜间呼吸作用都提高,干旱逆境胁迫白天光合作用受限减弱,夜间呼吸作用增强,消耗营养增多,“一减一增”是其籽粒瘪秕,产量低的生理原因。土壤高湿和干旱影响冬小麦灌浆期籽粒干物质输送、积累的源库匹配。高湿处理叶片的绿色器官光合产物输送籽粒占主导,开花前营养器官干物质转运、贡献率变小;干旱逆境胁迫下,叶片等绿色器官光合产物少,输送籽粒干物质减少,但花前营养器官干物质转运、贡献率相对增大;收获指数土壤高湿和对照基本相近,干旱处理较对照明显偏小。
有机肥替代部分化肥是实现化肥减量增效的重要途径,对提高作物产量、改善土壤肥力等具有显著效果,但其对温室气体排放以及增加土壤环境中污染物负荷的贡献亦不容小觑。本文重点综述了施用有机肥对作物品质、土壤改良、温室气体排放、农业面源污染等的影响,分析了有机肥施用研究现状,并对有机肥施用的研究趋势提出建议,首先不断优化发酵工艺提升有机肥品质是根本;其次强化品质性状评价在有机肥施用效果评价中的地位,充分依托长期定位观测和现代化监测手段,不断提升肥力监测水平,加强生态环境效应综合评价是保障,以期为科学、合理、高效使用有机肥,保障土壤资源的可持续利用提供指导。
为了查明岩溶农业区不同土地利用下磷素在垂直和平面上的分布情况,分析岩溶农业区土壤中磷素的迁移特征及其影响因素,采集了凯掌水库周边草地、河滨带、水田及旱地等典型土地利用下的9个土壤剖面共计56个样品,分别测定各个土壤剖面的含水率、pH、有机质、交换性酸、全磷、有效磷、各无机磷形态等。结果表明：研究区全磷、有效磷含量分别在420.73~1669.53 mg/kg和2.50~64.14 mg/kg之间,土壤磷活化系数在0.34%~5.96%之间。农业用地表层土壤有效磷含量均超过15 mg/kg,需减少磷肥的施用以避免浪费,同时坝后农业区旱地表层土壤（有效磷平均含量64.14 mg/kg）中的磷存在向下淋溶进入地下水的风险。水田、旱地剖面土壤无机磷形态以Fe-P、Al-P为主,草地、河滨带剖面无机磷形态以Fe-P和O-P为主。土壤pH与有效磷、Fe-P和Al-P呈显著负相关,土壤有机质与全磷、有效磷、Al-P、Fe-P显著正相关。本研究阐明了岩溶农业区磷素及其形态的空间分布规律,可为磷的农业面源污染防控提供依据。研究区农业用地土壤磷素含量普遍高于非农业用地,不同土地利用类型对磷素分布具有显著影响。
为全面、及时掌握甘肃省白银市平川区耕地质量等级、养分空间分布特征以及不同土种间养分含量差异,为今后平川区科技化种植和合理施肥提供有效的依据。依据《耕地质量等级》国家标准,运用县域耕地资源管理信息系统,分析研究了平川区耕地质量的等级、养分空间分布和不同土种间养分含量差异。结果表明：平川区耕地质量处于五至十等级,无一至四等级地,七等级地为耕地主体,面积为13543.35 hm2,占平川区总耕地面积的34.51%;平川区耕地养分整体水平较低,土壤有机质和全氮含量为低水平的耕地呈现“两极”分布;有效磷含量处于低水平的耕地较集中,其他等级耕地分布较分散;速效钾含量处于高水平的耕地集中分布在平川区南部的乡镇;平川区6个土种中深层耕种灰钙土各养分含量整体较高,且变异系数最低。
利用三江源区兴海县气象局观测的1999—2021年高寒草原西北针茅牧草开花期物候资料及同期气象资料,对牧草开花期变化趋势进行分析,寻找出影响花期的主要气象因子,并构建花期预测模型。结果表明：（1）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅牧草开花期的平均气温较平稳,而降水量呈显著增多趋势。（2）1999—2021年三江源区兴海县高寒草原西北针茅开花期呈不显著推迟趋势。牧草开花期年际变化较大,最早与最晚相差26天。（3）相关分析表明,4月上旬和下旬的平均气温、平均最高气温与牧草开花期呈显著负相关;5月上旬平均最高气温、日照时数与牧草开花期呈显著正相关;4月下旬的平均最低气温与牧草开花期呈极显著负相关。（4）回归方程显示,4月下旬平均最低气温每升高（或降低）1.0℃,牧草开花期则相应提前（或推迟）2.1天。
为开展成都市秋桂花期精细化气象服务,建立秋桂花期气象预测模式,本研究基于成都市2004—2016年桂花物候观测与气象资料,运用数理统计法开展成都市秋桂花前、花期与气象因子的关系研究,结合桂树生育特性建立秋桂始花期预测模型。结果表明：花前降雨充沛,5日滑动平均气温稳定通过23℃后,秋桂3~6天进入始花期;秋桂花期喜雨晴相间,花期日平均气温20~24℃,雨日、降水量、日照是影响花期长短的主要气象因子;秋桂始花早晚与2月下旬旬最高气温、旬日照时数和7月下旬雨日呈正相关;与10月下旬雨量、5月下旬雨日呈负相关。研究建立的成都市秋桂始花期预测模型经回代验证历史拟合率较高,具有较好的预报效果,能提前20天预测,可用于秋桂初花期中长期预报,为成都市桂花观赏提供精准化的气象服务。
研究水稻梯田氮、磷、钾速效成分迁移与分布规律,为实现精准配方施肥提供依据。选择白石村10个有水稻梯田分布的村民小组,每个村民小组为一个采样区,按照水流路径,每个采样区梯田分成6层,每层采用“S”形布点法采集5个土样,分别测定土壤的碱解氮、速效磷和速效钾含量,并建立与梯田层次间的函数关系式,研究其横向迁移分布情况与规律。结果表明：白石村土壤主要养分平均含量：碱解氮103.3±13.67 mg/kg、速效磷42.84±5.42 mg/kg、速效钾95.25±13.91 mg/kg,营养等级为中上;碱解氮、速效钾从上层梯田向下层梯田迁移,并有显著的指数回归趋势,平均相关系数分别为0.9719和0.9885,低洼地氮素含量偏高;速效磷纵向迁移不明显,但其含量与碱解氮含量呈负相关,拟合度为72.72%。白石村水稻梯田碱解氮、速效钾含量随着水流由上层向下层迁移,并具有明显的指数回归趋势;速效磷随水流迁移不明显,分布相对稳定,有富集倾向。
红壤性水稻土面临土壤结构退化、土壤养分失衡和酸化等土壤质量问题,制约农业生产和农民增收。本文以南方红壤丘陵区植烟的红壤性水稻土为对象,采用时空替代法、相关及冗余分析等技术方法,研究了烟-稻复种连作(YDLZ)对红壤性水稻土团聚体及其稳定性变化的影响及其关键影响因素。YDLZ后的红壤性水稻土>5 mm团聚体含量、土壤团聚体重量平均直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均显著降低,<0.25 mm团聚体含量和分形维数(D)则显著升高,土壤团聚体稳定性降低;且以YDLZ 5~10年(YDLZ5~10)对土壤团聚体粒径分布及稳定性影响最大。相关及冗余分析表明,土壤有机质和粘粒含量是引起团聚体分布的关键指标;>5 mm和<0.25 mm的团聚体含量是引起团聚体稳定性变化的关键指标。烟-稻复种连作引起红壤性水稻土有机质和粘粒含量变化,主要导致>5 mm团聚体含量的减少,<0.25 mm团聚体含量增加,从而土壤团聚体稳定性降低。针对YDLZ的红壤性水稻土结构培育和土壤质量保育,需关注土壤有机质及粘粒含量的变化。
为研究氮、磷、钾肥对食葵产量及产量相关性状的影响,寻求最佳施肥量与经济效益之间的平衡点,采用“3414”设计通过3年田间试验,建立了氮、磷、钾肥与产量及产量相关性状的效应函数,结果显示：3种肥料对食葵产量影响排序为钾>氮>磷,对百粒重和单盘粒重影响排序均为钾>磷>氮,氮、磷、钾肥对产量、百粒重、单盘粒重的单因素效应均呈先升高后下降的趋势。两因素互作中,PK互作的产量最高。最高产量的施肥组合为氮肥61.5 kg/hm2、磷肥35.0 kg/hm2、钾肥50.1 kg/hm2、产量2309.0 kg/hm2,产投比13.8;最经济产量的施肥组合为氮肥57.5 kg/hm2、磷肥34.9 kg/hm2、钾肥47.9 kg/hm2、产量2307.8 kg/hm2,产投比14.3。最经济产量施肥量较少,肥料成本低,产值低,收入高,产投比高。
探讨小兴安岭原始椴树红松林成熟林、中幼龄林及次生杨桦林的土壤氮组分特征,为评价该地区不同森林植被对土壤氮库的影响提供基础数据。以原始椴树红松林成熟林、中幼龄林和次生杨桦林为研究对象,采样分析了土壤容重、总有机碳、全磷、全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮等土壤理化性质。结果表明：全氮、速效氮、铵态氮、硝态氮含量均随土层加深而递减。不同林型同一土层,椴树红松林成熟林及中幼龄林之间土壤全氮和硝态氮含量差异显著(P<0.05),但二者与次生杨桦林之间差异均不显著。土壤全氮与铵态氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与总有机碳、速效氮呈显著相关(P<0.05);土壤硝态氮与速效氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与凋落物量现存量呈显著相关(P<0.05),与含水率呈极显著负相关(P<0.01);铵态氮与全氮、孔隙度呈极显著正相关(P<0.01);速效氮与孔隙度呈极显著正相关(P<0.01),与全氮呈显著正相关(P<0.05),与其他指标相关关系不显著。在不同的氮组分中,速效氮、硝态氮作为优势氮种,对小兴安岭椴树红松林及次生杨桦林植被生长及土壤有机碳的影响作用更显著。地上凋落物对于土壤碳氮的贡献具有延后性,3种林型土壤氮组分差异是土壤理化性质、凋落物、土壤环境等多种因素综合作用的结果。
为了深入理解秸秆好氧堆肥技术以及进一步探究微生物降解秸秆相关机理,以期提高秸秆资源的综合利用率,本文归纳了农作物秸秆的好氧堆肥降解过程及其影响因素,总结了三类农作物秸秆微生物降解菌以及堆肥过程中降解微生物菌群的群落演替特点,分析了高酶活性外接菌剂在秸秆堆肥过程中的降解效果。在此基础上,笔者认为尽管存在诸多影响堆肥进程的因素,农作物秸秆好氧堆肥仍然具有广阔的应用前景。此外,目前对于堆肥过程中关键微生物的对秸秆的降解作用及机制方面相关研究仍然有限,未来在秸秆好氧堆肥的研究工作中,应进一步深入秸秆堆肥功能微生物降解机制的研究。
土地利用变化与生态系统服务价值的研究对土地资源可持续开发和利用具有极为重要的意义。本文以哈尔滨市为研究区,以土地利用的遥感影像为数据源,采用基于当量因子的生态系统服务价值综合评价分析方法和敏感性分析方法,阐释所选研究区域范围内部,不同土地利用类型的生态系统服务价值变化的表现特征。通过改良和调整哈尔滨市的不同土地利用类型对应单位面积以及生态系统的服务价值和系数表,对哈尔滨市2005—2020年的生态系统服务价值的时间性与空间性基本分布格局展开全面系统深入分析。结果表明：（1）2005—2020年,哈尔滨市的耕地总面积与建设用地总面积有较小幅度的增加,同时林地的总面积呈现出逐渐减少的变化趋势。数量变化发生幅度相对较小的土地利用类型是草地、水域和未利用地;（2）哈尔滨市的总体ESV数据测算水平呈现出逐渐下降的变化趋势。哈尔滨市的生态系统服务价值贡献来源主要在于林地、耕地和水域3种用地类型。哈尔滨市现有土地生态系统服务价值发挥状态集中展现在水源涵养层面、土壤保护层面和废物处理层面上。在针对研究区制定土地利用规划方案过程中,要重点性关注以及保护林地、耕地和水域等具备较高水平生态系统服务价值系数的土地利用类型,还要开展具备更加科学化、合理化特点的利用行为规划环节,支持助推哈尔滨市各空间区域多样化土地利用类型的可持续发展。
为探究茶叶浸取液制备的纳米银对土壤微生物的生物安全性的影响,本研究利用植物还原法制备纳米银抗菌材料,并将其制成1000 mg/L的纳米银喷雾,分析其对土壤微生物多样性及丰富度的影响。结果表明：空白对照组(CK)与实验组(Nano-Ag)的样本土壤中,所具有的微生物类别基本一致,但是不同类别微生物的丰度具有一定差异。实验组和对照组的Coverage数值均较高(Coverage>99.71%),香农指数均较大(Shannon>5.46),辛普森指数均较小(Simpson<0.02),两组间ACE指数和Chao指数差异均较小(ACE<2,Chao<6);同时,纳米银可抑制变形菌门下的α-变形菌纲和放线菌门下的嗜热油菌纲的生长,而能够促进绿弯菌门下纤线杆菌纲的生长。本文验证了纳米银具有一定程度的生物安全性,拓宽了纳米银材料的潜在应用范围,为纳米材料在环境及医疗等领域的深入应用奠定了基础。
