土壤系统分类是土壤资源管理的基础,中国土壤系统分类(CST)是强调以诊断层和诊断特性为核心的定量化分类体系。本研究针对沧州市滨海盐碱地土壤系统分类模型性等问题研究不足的现状,基于第三次全国土壤普查数据,结合中国土壤系统分类(CST)标准,通过建立关键诊断指标,明确该区域土壤的系统分类归属,旨在完善滨海盐渍土分类体系,为土地资源管理提供科学依据。笔者筛选10个代表性剖面,通过野外形态描述、实验室理化分析(包括黏粒含量、pH、有机碳、盐分等)及诊断层/特性鉴定(如淡薄表层、雏形层、盐积/碱积现象),依据《中国土壤系统分类检索(第三版)》进行系统分类,并参照土族、土系划分标准建立基层单元。结果表明,10个剖面可划分为3个土纲(盐成土、潜育土、雏形土)、5个亚纲(正常盐成土、碱积盐成土、滞水潜育土等)、5个土类及6个亚类。研究首次建立了10个土系(如王芹地系、新港系等),并提出黏粒矿物类型(伊利石型、硅质混合型)和盐碱化指标(如HH27潜育特征、HX06碱积层)的区域分类辅助依据。研究明确了古黄河冲积母质中高黏粒层非黏化作用产物,高碳酸钙层为原生非次生钙积层,需结合成土环境综合判别。本研究填补了沧州滨海盐碱土在CST体系中的分类空白,揭示了盐分迁移与母质继承性对土壤分类的关键影响,为区域盐碱地改良、生态修复及农业布局提供了定量化的分类基础。
覆盖作物作为一种有效的农田管理措施,已被广泛认可其在防止土壤侵蚀、缓解土壤退化、提升土壤质量以及减少农药与化肥投入方面的积极作用。本文综合分析了覆盖作物对土壤侵蚀的阻控效果、对土壤碳库及温室气体排放的影响、对土壤养分和水分的调节作用,以及对病虫草害的防治效果。覆盖作物通过改善土壤物理性质降低水蚀和风蚀风险,增加土壤碳储量,减少养分流失,提高水分保持能力,并在一定程度上抑制病虫草害。覆盖作物的影响具有复杂性,其对土壤水分和养分的影响需要根据具体的作物种类和种植条件进行权衡。覆盖作物在农业可持续发展中具有一定重要性,通过总结研究进展,提出未来研究的方向。研究以期为覆盖作物种植技术的完善提供理论支撑,并为覆盖作物的选择和生态环境效益的权衡提供科学依据。
线虫作为指示生物,其分布与数量特征能有效指示土壤与植物健康状况。环境变化对地下生态系统产生深远影响,在资源与环境两个层面直接或间接地影响土壤线虫群落。研究表明,环境变化对土壤线虫的影响因生态系统类型而异,且短期扰动和长期扰动的效应亦有所不同。从土壤生态学的视角,综述了森林、草原、农田、湿地和荒漠等多种生态系统中线虫分布的空间异质性及其对典型环境变化的响应。提出未来可以针对特定生态系统和线虫类型开展研究,全面评估土壤线虫在各类生态系统中的作用,促进生态系统可持续发展。
近年来,爱河流域农业面源污染问题凸显,其水环境质量直接影响下游丹东市的饮用水安全。本文利用改进的输出系数模型(IECM,Improved Export Coefficient Model)研究爱河流域的面源污染状况,核算爱河流域的氮、磷污染物负荷量。结果表明:面源污染物总氮总磷的输出负荷量中,种植业源分别贡献了62.2%的总氮和51.5%的总磷,畜禽养殖分别贡献了23.5%的总氮和34.4%的总磷,农村生活源贡献了14.3%的总氮和14.1%的总磷。研究发现,种植业污染源是流域内排污负荷的重要来源,占61.2%,畜禽养殖也是重要的污染来源,占24.5%,农村生活源贡献相对较小,占14.3%,总体来看种植业对于河流面源污染的贡献率最大,总体氮磷污染物的排放量呈逐年增加的趋势。研究爱河流域面源污染的污染现状和形成机理并提出措施,以期为爱河流域面源污染治理的精准实施奠定理论基础。
为探究添加3种不同发酵菌剂对小茴香秸秆高温堆肥效果的影响,在新疆青河县阿格达拉镇中草药种植基地开展试验,将小茴香秸秆粉碎后分别添加枯草芽孢杆菌、假单胞菌、EM菌,设置处理1(100 kg秸秆+枯草芽孢杆菌50 g)、处理2(100 kg秸秆+假单胞菌50 g)、处理3(100 kg秸秆+EM菌50 g)、处理4(100 kg秸秆+枯草芽孢杆菌25 g+假单胞菌25 g)、处理5(100 kg秸秆不加菌剂自然发酵,CK)共5个处理,进行高温堆肥发酵性能的对比试验。结果显示,3种发酵菌剂均能显著促进小茴香秸秆的发酵速度,提高堆料的温度、腐殖酸含量及种子发芽率等腐熟指标,堆肥腐熟程度及质量效果从高到低依次为:假单胞菌+枯草芽孢杆菌>假单胞菌>枯草芽孢杆菌>EM菌>对照(CK)。试验发现,添加菌剂能显著提高小茴香秸秆堆肥发酵腐熟的程度,2种菌剂联合发酵的效果优于单一菌剂。研究以期为解决新疆小茴香(中草药)种植基地秸秆出路提供一个有效途径。
针对新疆南疆地区风沙土土壤贫瘠问题,开展土壤固碳培肥试验。于2022—2024年在和田地区皮山农场开展大棚试验,一年种植春提早和秋延后两茬番茄,设置氮磷钾化肥+鸡粪(NPKJ)、氮磷钾化肥+牛粪(NPKN)、氮磷钾化肥+猪粪(NPKP)、氮磷钾化肥+玉米秸秆堆肥(NPKY)、氮磷钾化肥+沼渣(NPKZ) 和未添加有机物料的对照处理氮磷钾化肥(NPK)共6个处理,研究等碳量投入下不同有机物料对土壤团聚体、有机碳及其活性组分的影响。试验结果表明:各处理土壤以<0.053 mm粒级的微团聚体为主,对>0.25 mm团聚体影响不显著;施入有机物料各处理0~40 cm土层有机碳含量显著高于NPK处理,各处理间无显著性差异;各处理0~40 cm土壤活性有机碳含量显著高于NPK处理,其中NPKJ处理0~20 cm的土壤活性有机碳含量显著高于其他各处理,较NPK提高了110.42%,20~40 cm各处理无显著差异;有机物料投入后显著增加0~40 cm土壤微生物量碳含量,0~20 cm土层NPKJ处理显著高于其他各处理,较NPK提高202.78%,20~40 cm各处理土壤微生物量碳含量无显著差异;鸡粪处理下番茄产量显著高于其他处理,较NPK增产12.45%。综合有机物料对土壤固碳增产效果,鸡粪处理最优。
在全球气候变暖背景下,内蒙古自治区科右中旗依据气候条件开展了水稻种植区划研究。本研究选取了与水稻生长关联度较高的三个气象要素作为区划因子,构建了该地区水稻种植的气候区划指标体系。基于 ArcGIS地理信息系统平台和数字高程模型(DEM),利用1991—2020年间科右中旗国家自动气象观测站及境内42个区域自动气象观测站的观测数据(包括≥10℃活动积温、无霜期和降水量),通过ArcGIS软件进行空间插值计算,得出区划指标的空间分布结果。据此,将科右中旗水稻种植气候区划分为适宜区、次适宜区和不适宜区三类。适宜区:应优先选择生育期较长、产量潜力高的高产、优质、抗逆性强的中晚熟水稻品种。种植模式宜采用精耕细作和规模化生产,以提升种植效率。次适宜区:应着重选择耐旱、耐寒、耐瘠薄且适应性较强的中早熟或早熟水稻品种。种植模式可考虑节水灌溉技术或间作套种等方式,并积极发展生态农业。不适宜区:建议选择耐逆性强的水稻改良品种或高抗品种进行试种。对于部分确实不适宜水稻种植的区域,应实施水田改旱田措施,改种适宜的旱作作物。同时,需加强土地整治和土壤改良工作,逐步改善农业生产条件,并因地制宜发展畜牧业、林业等其他农业产业。区划结果可为当地优化水稻布局、选择适宜品种及制定科学种植策略提供重要依据。
为构建精准的农业气象保险产品,降低高原地区青稞种植风险,运用日喀则市1981—2020年气象资料,分析春青稞各生育期灾害类型,确定关键灾害及天气指数。经遴选,确定出苗—分蘖期霜冻、分蘖—孕穗期干旱、孕穗—抽穗期连阴雨、抽穗—开花期连阴雨、成熟—收获期连阴雨为影响春青稞产量的关键气象灾害,并据此确定了霜冻指数、干旱指数、连阴雨指数1、连阴雨指数2、连阴雨指数3等青稞天气指数。结果表明:(1)在日喀则市1981—2000年青稞种植中运用该天气指数,赔付金额波动较大,多数年份赔付金额大于保险费。(2)在1981—2022年期间,干旱指数DI出现频次较高的数值为2和3;霜冻害指数FDI出现频次较高的是1和2;阴雨日指数CRI1取值为0的年份较多;阴雨日指数CRI2取值为0和1的年份相对较多;阴雨日指数CRI3取值波动相对较大。研究设计开发了春青稞种植天气指数保险产品,确定了不同天气指数的赔付触发值和赔付金额,有助于识别青稞生育期间的主要农业气象灾害风险,有效弥补了传统农业保险的不足。复合天气指数保险产品为农业天气指数保险提供了一种新的方法探索,有助于天气指数保险的推广应用。
马铃薯为宁夏第一大作物,是当地乡村振兴的支柱产业,基于宁夏马铃薯种植区农业气象资料、逐日气象资料,应用气候适宜度评估模型,从时空角度分析了宁夏马铃薯气候适宜度特征。结果表明:从不同年代各发育期综合适宜度配比来看,近10 a来不同发育期间的平均综合适宜度指数较均衡,其次为1970s,其他年代各生育期间的适宜度指数差距较大,总有一个或以上的阶段适宜度较低,光温水配合不佳,是造成年代际产量波动剧烈的气候原因。在气候变化背景下,热量资源增加,早熟地膜马铃薯可稍晚播种,开花期较迟,容易避开花期高温干早,且花期易遇到较多降水,在热量资源能保证成熟的前提下,适当迟播也有利于增产。从空间上看,马铃薯极适宜区在海原县和西吉县全境以及隆德县、泾源县、原州区范围内,除海拔较高的六盘山脊外的大部分地区、彭阳县西部,这些地区降水条件较好,日照虽然略差也可满足马铃薯生长所需;适宜区在同心县大部、彭阳县东部,其中同心县降水较少,制约了马铃薯生长,气候资源不如上一区域;较适宜区在盐池县南部,该区域降水较少,经常受到干旱的困扰;盐池县北部为不适宜区域。研究对马铃薯实际生产具有科学的指导作用,可为宁夏中南部马铃薯产业布局、提质增效提供科学支撑。
先锋植物是群落演替中最先出现的植物,对生态系统的发展具有重要意义。为充分发挥先锋植物在盐碱地生态修复中的作用,本研究系统分析了先锋植物的生态价值,并结合典型修复案例展开深入讨论。同时,针对先锋植物的保护与应用,提出了具体的措施及政策建议。研究总结出先锋植物具有改良盐碱土、增加土壤肥力、改善土壤结构、促进群落演替等多种生态价值,可以通过选育合适的耐盐品种,与物理化学方法结合等方式来综合治理盐碱地。先锋植物的生态价值和应用对于盐碱地的综合治理、切实保护耕地、生态破坏区域的修复具有重要的启示及经验借鉴,本研究以期先锋植物在山东省盐碱地生态保护和修复工作中发挥更大价值。
考虑到内蒙古地区干旱半干旱的气候特点,本研究旨在探究液态地膜对马铃薯产量构成和土壤理化结构的影响。本研究选用液态地膜作为覆盖材料,以期提高马铃薯的产量并减少对环境的污染。试验在内蒙古自治区呼和浩特市武川县进行,共设置了基础液态地膜覆盖(A)、功能液态地膜覆盖(B)、露地栽培(CK) 3个处理样地。调查结果表明:通过对比分析发现,功能性液态地膜(B)处理的马铃薯产量最高,达到1.98 kg/株,比对照裸地(CK)处理单株增产0.26 kg,增产率15.12%。此外,功能性液态地膜处理的商品薯产量和商品薯率均高于其他处理,表明其在提高马铃薯经济性状方面的优越性。土壤养分分析结果显示,在不同的覆盖膜处理下,土壤的有机碳、全磷、pH以及有效磷含量存在显著差异。其中,采用功能性液态地膜处理的土壤有机质含量较高。经济效益分析表明,功能性液态地膜覆盖具有较高的利润,同时减少了塑料地膜的环境问题。从生态效益上讲,使用可降解的液态地膜,对缓解“白色污染”、推动农业可持续绿色发展都有很大的好处。综上所述,功能性液态地膜在提高马铃薯产量和品质、减少环境污染方面展现出显著优势,是一种具有良好经济效益和生态效益的农业技术。
地表覆盖作为实现农业绿色高效和可持续发展的关键措施,能够调节土壤水热、促进作物生长并减少温室气体排放。本研究旨在明确农业生产中地表覆盖措施对土壤水热、温室气体排放、作物生长及产量的影响,从而为农田地表管理提供科学指导。基于不同地表覆盖管理及其影响的研究,通过3种典型地表覆盖措施(秸秆、地膜和绿肥覆盖)土壤水热、温室气体排放和作物生长影响的综述,结果表明:(1)秸秆和地膜覆盖能够有效调节土壤水热;(2)秸秆由于自身腐化增加温室气体排放;地膜覆盖易形成厌氧环境,导致CH4增加;(3)秸秆和地膜覆盖都能通过调节土壤水热来促进作物生长,且以增产效果为主,秸秆和绿肥覆盖能为作物生长提供更多养分,提升土地肥力,改善作物的性状和品质。总体而言,合理的地表覆盖措施对土壤肥力、作物产量以及温室气体减排有着积极作用,有助于保护耕地墒情、改善土壤质量、促进作物生长、提高作物产量,这对实现农业用地养地、提质增效、绿色发展具有重要意义。