设施农业的土壤健康调控技术研究进展 被引量：14

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作者 耿文丛 马悦 +1 位作者 张玉雪 朱峰 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1973-1984,共12页

设施农业土壤健康问题已成为制约现代设施农业发展的瓶颈。了解设施农业土壤健康问题,并设计举措进行健康调控,对提高设施农业土壤生产力及其健康可持续发展有重要指导意义。本文总结了设施农业土壤健康的内涵及其评价指标,论述了目前... 设施农业土壤健康问题已成为制约现代设施农业发展的瓶颈。了解设施农业土壤健康问题,并设计举措进行健康调控,对提高设施农业土壤生产力及其健康可持续发展有重要指导意义。本文总结了设施农业土壤健康的内涵及其评价指标,论述了目前设施农业管理措施及土壤环境所存在的复种指数高、连作障碍、土传病害等一系列问题。针对上述问题,围绕作物和土壤的调控技术,从优化种植结构、栽培抗性品种、调节养分、添加外源菌剂、构建人工微生物群落和调节食物网等方面阐述了设施农业土壤健康状况的调控技术。最后,提出未来设施农业土壤健康调控措施研究中,应构建设施农业土壤健康评价体系、拓展新的调控技术、推动制度建设等,旨在为更深层次地研究设施农业的土壤健康调控技术提供参考。 展开更多

关键词 设施农业 土壤健康 作物调控 土壤调控 土壤食物网

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耕作与秸秆还田方式对碳氮在土壤团聚体中分布的影响 被引量：47

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作者 张玉铭 胡春胜 +6 位作者 陈素英 王玉英 李晓欣 董文旭 刘秀萍 裴林 张惠 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1558-1570,共13页

华北平原是我国主要的粮食生产基地之一,小麦-玉米轮作是本区域主要种植模式。长期秸秆全量还田与土壤的浅旋耕造成了土壤耕层变浅、犁底层加厚、养分表聚等一系列土壤质量问题,已成为制约本区域粮食持续高产、稳产的障碍因素。本研究... 华北平原是我国主要的粮食生产基地之一,小麦-玉米轮作是本区域主要种植模式。长期秸秆全量还田与土壤的浅旋耕造成了土壤耕层变浅、犁底层加厚、养分表聚等一系列土壤质量问题,已成为制约本区域粮食持续高产、稳产的障碍因素。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站转变耕作与秸秆还田方式定位试验,开展不同耕作措施和秸秆还田方式对土壤团聚体组成及其稳定性、有机碳氮在团聚体中分布影响的研究,为阐释不同农业管理措施下土壤碳氮的物理保护机制提供依据。试验设5个处理:无秸秆旋耕(对照1)、秸秆旋耕还田(对照2)、秸秆深翻耕还田、秸秆集中深混埋、秸秆集中深埋,后3个处理作为转变秸秆还田方式处理。研究结果表明,改变秸秆旋耕还田为深层还田可以显著提高粒径>0.25 mm团聚体含量;不同秸秆还田方式对>2 mm的大团聚体和0.25~2 mm的小团聚体的水稳性影响存在较大差异,秸秆深层还田主要增加10 cm以下土层土壤水稳性大团聚体(>2 mm)含量和表层水稳性小团聚体(0.25~2 mm)含量,大团聚体和小团聚体的水稳性消长受到了秸秆还田方式的影响。秸秆深层还田显著增加了亚耕层(20~40 cm)土壤团聚体稳定率,降低了其结构破碎率。秸秆深层还田措施使0~40 cm土层土壤有效融合,消除了耕层土壤养分表聚现象,显著增加了亚耕层土壤有机碳氮含量以及大团聚体对土壤有机碳氮的贡献率,>2 mm团聚体有机碳和氮贡献率在20~40 cm土层分别平均为42.2%~44.0%和32.8%~49.9%,分别比秸秆旋耕还田处理增加48.7%~54.9%和32.8%~101.8%。总之,秸秆深层还田有利于改善耕层土壤结构,促进土壤有效融合,消除土壤表聚现象。 展开更多

关键词 耕作 秸秆还田 有机碳 氮素 土壤团聚体

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长期添加外源有机物料对华北农田土壤团聚体有机碳组分的影响 被引量：44

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作者 孙雪 张玉铭 +7 位作者 张丽娟 胡春胜 董文旭 李晓欣 王玉英 刘秀萍 邢力 韩建 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1384-1396,共13页

土壤有机碳和团聚体对土壤肥力、作物产量、农业和环境发挥着重要作用,是土壤肥力的核心和可持续农业的基础。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站18年野外长期有机质物料和矿质肥料配施试验,开展不同施肥模式对土壤团聚体组成... 土壤有机碳和团聚体对土壤肥力、作物产量、农业和环境发挥着重要作用,是土壤肥力的核心和可持续农业的基础。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站18年野外长期有机质物料和矿质肥料配施试验,开展不同施肥模式对土壤团聚体组成以及各组分有机碳在团聚体中分布影响的研究,为阐明不同农业管理措施下土壤有机碳的物理保护机制提供依据。试验共设6个处理:对照(CK)、单施秸秆(S)、单施有机粪肥(M)、单施化肥(NPK)、化肥配施秸秆(SNPK)和化肥配施有机粪肥(MNPK)。利用干筛法将全土筛分为大团聚体(>2 mm)、小团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(<0.25 mm)3种粒径团聚体,分别测定不同处理下全土及3种粒级团聚体中总有机碳(TOC)、可溶性有机碳(DOC)、酸解活性有机碳(AC)、惰性有机碳(ROC)和易氧化有机碳(LOC)含量。结果表明:施肥对土壤团聚体分布及稳定性有显著影响,SNPK显著提高了粒径>0.25 mm团聚体含量和团聚体稳定性;DOC和ROC含量与粒径>2 mm团聚体含量显著正相关,其对促进大团聚体形成至关重要。不同施肥处理下土壤团聚体各有机碳组分含量存在差异,与传统的单独施用化肥处理(NPK)相比,SNPK和MNPK均显著提高了全土和团聚体各组分有机碳含量,SNPK对土壤有机碳的提升效果优于MNPK。各有机碳组分在团聚体中的含量均为小团聚体>大团聚体>微团聚体,其中,70%以上的各组分有机碳来自于粒径>0.25 mm的团聚体。在施用化肥基础上增施有机肥(MNPK)和实施秸秆还田(SNPK)提高了LOC在TOC中的占比,使LOC/TOC由CK的11.94%分别增加到14.95%和15.70%。MNPK利于LOC保存在大团聚体中,提高了土壤供肥能力;而SNPK促进了LOC向较小粒径团聚体迁移,增强了其在团聚体中的稳定性,提高了土壤的保肥能力。由此可见,长期实施有机无机肥料配合可以提高土壤碳储量和稳定性,这为全面实施秸 展开更多

关键词 长期施肥 土壤团聚体 有机碳组分 化肥 秸秆 有机粪肥

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畜禽废弃物堆肥氨气与温室气体协同减排研究 被引量：27

4

作者 曹玉博 张陆 +1 位作者 王选 马林 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期923-932,共10页

畜禽废弃物堆肥过程氨气与温室气体排放机理及减排技术是国内外学者的研究热点。堆肥过程中碳氮转化与氨气和温室气体的排放是相互关联的,而目前的研究主要关注氨气减排,尚缺乏对氨气与温室气体协同减排的系统性研究。因此,本研究通过... 畜禽废弃物堆肥过程氨气与温室气体排放机理及减排技术是国内外学者的研究热点。堆肥过程中碳氮转化与氨气和温室气体的排放是相互关联的,而目前的研究主要关注氨气减排,尚缺乏对氨气与温室气体协同减排的系统性研究。因此,本研究通过系统梳理已发表的文献,分析了畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的产排机制和协同关系,阐述了影响因素、调控策略和减排潜力,探讨了氨气和温室气体协同减排的技术途径,展望了氨气和温室气体协同减排机理与策略研究的重点和方向,旨在为畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的协同减排提供理论依据和技术途径。研究表明,畜禽废弃物堆肥过程中氨气和温室气体的协同减排机理和调控途径尚不清楚,应加强在调节物料性质和优化供气策略的基础上,通过使用物理、化学和生物添加剂以实现堆肥过程氨气和温室气体的协同减排机理和技术研究。 展开更多

关键词 畜禽废弃物 堆肥 氨气 温室气体 协同减排

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农业绿色发展系统研究思路与定量方法 被引量：21

5

作者 金欣鹏 马林 +2 位作者 张建杰 马文奇 张福锁 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1127-1140,共14页

农业绿色发展研究是融合多学科知识,以食物系统为研究对象,重点剖析系统内不同单元间关联和互馈关系,进而阐明粮食安全、国民健康、资源节约、环境保护等目标的协调机制,探索全产业链技术途径,并致力于协同实现农业"绿色"和&q... 农业绿色发展研究是融合多学科知识,以食物系统为研究对象,重点剖析系统内不同单元间关联和互馈关系,进而阐明粮食安全、国民健康、资源节约、环境保护等目标的协调机制,探索全产业链技术途径,并致力于协同实现农业"绿色"和"发展"的科学。传统研究方法往往忽视对农业绿色发展的系统思考和定量分析,无法统筹农业绿色发展的各环节和协调多类目标的实现。在本研究中,我们首先基于系统研究的思路,明确了"土壤-作物生产-畜牧业生产-食品加工-家庭消费—环境"整个食物系统是农业绿色发展系统研究边界;其次,结合农业绿色发展全链条和多尺度特性,提出并论述了"自上而下"和"自下而上"的定量研究思路;随后,以上述两方面研究思考为基础,构建了由1个核心模型[食物系统养分流动模型(NUFER)]、3个定量分析模块(水、大气和土地利用分析模块)和1个指标关联模块[耦合驱动力-压力-状态-影响-响应概念框架(DPSIR)、可持续发展指标体系(SDGs)和星球边界理论框架(PBs)]组成的农业绿色发展系统分析耦合模型(NUFER-AGD);最后,梳理了农业绿色发展定量研究的案例。案例研究通过多指标关联分析和指标评价,协同国家农业绿色发展的总体目标;在流域尺度以绿色环境与资源阈值为约束,定量设计农业绿色发展系统解决方案;系统分析全产业链农业绿色发展的技术实现路径。该研究不仅能为农业绿色发展理论和应用研究提供系统思路和定量方法,还可为国家农业绿色发展战略提供科学支撑。 展开更多

关键词 农业绿色发展 食物系统 系统研究 NUFER模型 多指标关联分析

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鸡粪添加对蔬菜废弃物堆肥腐殖化过程的影响 被引量：21

6

作者 张陆 曹玉博 +6 位作者 王惟帅 张新媛 王选 姚培清 刘双 王红 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期258-267,共10页

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, C... 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。 展开更多

关键词 堆肥 蔬菜废弃物 鸡粪 木质纤维素 腐殖化 腐熟

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根系分泌物介导植物抗逆性研究进展与展望 被引量：21

7

作者 毛梦雪 朱峰 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1649-1657,共9页

根系分泌物是由植物根系主动或被动分泌的多种生物化学物质,在介导植物根际微环境间的物质交换、能量传递和信息交流中具有重要作用,是植物响应外界胁迫的重要途径。生物和非生物胁迫会改变根系分泌物的组成和数量,使植物根系分泌物中... 根系分泌物是由植物根系主动或被动分泌的多种生物化学物质,在介导植物根际微环境间的物质交换、能量传递和信息交流中具有重要作用,是植物响应外界胁迫的重要途径。生物和非生物胁迫会改变根系分泌物的组成和数量,使植物根系分泌物中的防御性化合物含量增加。植物运用不同的根系分泌物模式抵御生物和非生物胁迫,包括释放有毒物质直接防御、释放挥发性物质吸引天敌以及与微生物互作抵御生物胁迫;释放具有渗透调节功能及抗氧化能力的根系分泌物以及协同激素信号抵抗非生物胁迫。此外,根系分泌物的流动局部地提高了许多常见代谢物的浓度,不仅可以改变土壤的理化性质及微生物活性,还会影响土壤-植物界面的许多生理生化过程,直接或间接地提高植物抗逆性。本文综述了生物与非生物胁迫对植物根系分泌物组成和数量的影响,总结了根系分泌物介导植物防御生物与非生物胁迫的方式,并对未来的研究方向进行了展望,旨在为更深层次地研究植物在逆境胁迫下的适应性机制提供参考。 展开更多

关键词 根系分泌物 生物胁迫 非生物胁迫 土壤微生物 植物抗逆性

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北方区域尺度地下水-包气带硝酸盐分布与变化特征 被引量：17

8

作者 李晓欣 王仕琴 +4 位作者 陈肖如 雷玉平 高鹏程 胡春胜 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期208-216,共9页

我国农业生产过程造成的地下水硝酸盐污染问题备受关注,作为硝态氮累积和存储的重要场所和硝酸盐淋失进入地下水的主要通道,包气带土壤中硝酸盐存储分布特征与地下水硝酸盐污染密切相关。本文以北方典型黑土、潮土和褐土区农田为研究对... 我国农业生产过程造成的地下水硝酸盐污染问题备受关注,作为硝态氮累积和存储的重要场所和硝酸盐淋失进入地下水的主要通道,包气带土壤中硝酸盐存储分布特征与地下水硝酸盐污染密切相关。本文以北方典型黑土、潮土和褐土区农田为研究对象,建立了北方地下水硝酸盐监测网(东北、华北、西北),通过对不同区域地下水的采样和测定,比较了地下水硝酸盐污染的区域差异,结合历史数据对地下水硝酸盐时空变化进行了分析。进一步选择华北平原作为厚包气带的代表区域,实地取样分析了包气带硝态氮累积存储和分布特征。结果表明:东北黑土区地下水硝酸盐超标率最高,达39.6%;其次为华北潮土区,超标率为19.3%;西北褐土区的地下水硝态氮超标率最低,为14.9%。随时间推移,华北平原区域尺度浅层地下水硝酸盐超标率有增长趋势,2016—2018年403个采样点地下水超标率为18.9%,高于1998年的11.8%。华北平原区域厚包气带硝酸盐存贮总量可达1854万t,粮食种植对区域包气带硝酸盐累积存储的平均贡献率为78.3%;包气带0~6 m是华北平原区硝酸盐存储的主要土层,这部分存储的硝态氮对地下水构成了潜在的威胁。 展开更多

关键词 面源污染 区域尺度 地下水 包气带 硝酸盐存储

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我国暗管排水技术发展历史、现状与展望 被引量：16

9

作者 谭攀 王士超 +2 位作者 付同刚 刘金铜 韩立朴 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期633-639,共7页

暗管排水技术是我国盐碱地改良、涝渍区排水、南方稻田养分管理的重要技术之一。21世纪前20年暗管排水技术蓬勃发展,综述其发展历史和现状有助于读者全面、系统地了解该项技术,掌握其未来的发展方向。基于CNKI、万方、维普、百度学术和E... 暗管排水技术是我国盐碱地改良、涝渍区排水、南方稻田养分管理的重要技术之一。21世纪前20年暗管排水技术蓬勃发展,综述其发展历史和现状有助于读者全面、系统地了解该项技术,掌握其未来的发展方向。基于CNKI、万方、维普、百度学术和Elsevier数据库及国家自然科学基金委网站、百度搜索等平台,采用数据统计分析方法对暗管排水技术发展动态、用途变化、应用的空间分布、应用面积和服务对象等进行分析。研究发现,近50年来我国暗管排水发展主要分为初步探索期(1976—1998年)、渐进发展期(1999—2008年)与蓬勃发展期(2009—2020年);江苏和山东为暗管排水技术研究的热门研究省份;水稻、小麦、玉米、棉花是我国暗管排水技术主要的服务对象;暗管排水技术正在盐碱地改良领域快速发展,主要以淋洗土壤盐分为主。水盐调控技术一体化以及暗管生态修复将是未来暗管排水发展的重要方向。随着暗管、滤料等材料的更新和暗管施工机械智能化铺设效率的提高,暗管排水技术的应用领域将更加广泛。 展开更多

关键词 暗管排水 发展历史 研究现状 水盐调控

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立式筒仓反应器堆肥技术工艺优化研究 被引量：15

10

作者 刘泽龙 王选 +1 位作者 曹玉博 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1979-1989,共11页

反应器堆肥技术作为一种新型快速堆肥方式逐渐被人们所认可,该技术包括反应器堆肥处理和陈化两个阶段,但反应器堆肥时长和通气方式等工艺参数对堆肥全过程的影响尚不清楚。因此,本研究立足生产中的实际问题,利用12 m3立式堆肥反应器,开... 反应器堆肥技术作为一种新型快速堆肥方式逐渐被人们所认可,该技术包括反应器堆肥处理和陈化两个阶段,但反应器堆肥时长和通气方式等工艺参数对堆肥全过程的影响尚不清楚。因此,本研究立足生产中的实际问题,利用12 m3立式堆肥反应器,开展了反应器堆肥工艺优化调控试验,以鸡粪和锯末为原料,分别研究了连续供气和间歇供气(风机开3 min,关7 min)两种供气方式下,反应器处理周期对堆肥有机质降解率、产品含水率、氮素损失和运行成本的影响。研究结果表明:反应器堆肥10 d比2 d的处理物料有机质降解率分别增加60.7%(间歇)和66.2%(连续),产品含水率分别降低41.2%(间歇)和40.7%(连续)。反应器堆肥阶段是物料降解的主要阶段,利用反应器堆肥的时长越长,堆肥产品生产时间越短;但运行成本的增加也对反应器堆肥时长造成了限制,同时增加反应器堆肥时长也会增加堆肥物料的氮素损失,其中连续供气反应器堆肥10 d比2 d氮素损失增加17.5%。连续供气方式可提高堆肥效率,较间歇供气处理堆肥周期平均缩短32.1%,产品全氮含量平均提高7.4%,虽然反应器堆肥阶段每日能耗较间歇供气高20.2%,但堆肥周期的缩短使全程连续供气平均运行成本降低16.5%。其中,连续供气下反应器中处理6 d、8 d和10 d,堆肥产品理化性质无显著差异。综合考虑堆肥效率、产品和经济,本试验建议选择“连续供气方式+反应器内堆肥8 d”处理,既可提高反应器堆肥处理效率,在实际生产中又具有较高的经济效益潜力。 展开更多

关键词 堆肥反应器 供气方式 畜禽粪便 快速堆肥 陈化

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中国北方农田氮磷淋溶损失污染与防控机制 被引量：11

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作者 马林 王洪媛 +9 位作者 刘刚 胡克林 梁超 杜连凤 郭胜利 柏兆海 王凤花 李晓欣 王仕琴 胡春胜 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-10,共10页

突破厚包气带农田根层氮磷淋溶与地下水污染复杂定量关系和阻控机理是国际研究难点。本文系统梳理了重点研发专项"农田氮磷淋溶损失污染与防控机制"项目取得的主要进展,项目包括以下4方面研究内容:1)北方主要农区农田根层氮... 突破厚包气带农田根层氮磷淋溶与地下水污染复杂定量关系和阻控机理是国际研究难点。本文系统梳理了重点研发专项"农田氮磷淋溶损失污染与防控机制"项目取得的主要进展,项目包括以下4方面研究内容:1)北方主要农区农田根层氮磷淋溶时空规律;2)根层-深层包气带氮磷淋溶机制和主控因子;3)黑土、潮土和褐土氮磷淋溶阻控机制及其效果;4)典型农区氮磷淋溶风险与区域消减途径。主要科学发现包括:1)受土地利用类型、地下水埋深、包气带岩性、水文地质条件等综合因素的影响,黑土区、潮土区和褐土区根层氮磷淋溶规律与地下水硝酸盐超标率体现出空间不一致和较大差异性。黑土区虽然根层淋溶较小,然而受地形地貌影响,地下水水质对淋溶响应更强烈,应该进一步研究黑土区地下水水质对淋溶的响应机制。华北潮土区和褐土区厚包气带具有明显氮阻控能力,应该进一步加强厚包气带对氮磷淋溶减排机理与途径研究。2)基于长期施肥定位试验和12 m深观测井对包气带农田土壤氮盈余累积特征和淋失规律的研究发现,华北平原区的环境安全施氮量约为200kg(N)·hm-2·a-1,超过环境安全阈值的多投入氮肥中有51%淋失到1m根层以下,不合理灌溉、强降水、大孔隙和裂隙是造成土壤硝酸盐淋溶的主要因素,对包气带累积硝态氮的淋失作用可影响至6m以下土层。3)利用深层取样和生物学方法结合,对厚包气带0~10.5m原位土壤微生物的反硝化活性和微生物区系组成的研究结果表明,表层土壤是微生物进行反硝化的主要场所,深层土壤中反硝化作用显著减弱,"碳饥饿"是限制底层土壤反硝化微生物丰度与活性的关键因素;室内培养试验证实添加碳源可有效激活土壤微生物的反硝化活性,为"根层截氮包气带脱氮"的淋溶阻控机理找到了突破口。4)利用黑土、潮土和褐土区氮磷� 展开更多

关键词 面源污染 氮磷淋溶 包气带 地下水硝酸盐污染 硝酸盐脆弱区

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中国奶业全产业链绿色发展指标的时空变化特征 被引量：12

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作者 高巍 张建杰 +5 位作者 张艳舫 张楠楠 王选 柏兆海 马文奇 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1181-1199,共19页

奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量... 奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量分析了1990—2017年中国奶业绿色发展指标的时空分布特征,剖析了产业绿色发展的限制因素,阐明了优化途径。结果表明:中国人均奶制品消费量稳步提高,从2.0kg·cap.-1·a-1增加到12.5kg·cap.-1·a-1;奶牛单产水平不断提高,从2.4t·head-1·a-1增加到7.0t·head-1·a-1,种养系统氮素利用效率由8.4%提升至14.4%;单位牛奶的资源投入和环境代价均呈下降趋势,生产单位牛奶的蓝水足迹由0.5 m3·kg-1降低到0.2 m3·kg-1,耕地资源投入量由18.5 m2·kg-1降低到3.3 m2·kg-1;养殖系统氨挥发量指标由21.9 g(N)·kg-1降低到7.0 g(N)·kg-1,但仍远远高于欧美国家水平;牛奶生产和加工成本逐年增加,利润却低于欧美等先进国家的水平。空间特征分析表明:农牧交错带和东部沿海地区产品生产、资源投入和生态环境绿色发展水平相对较高,北方地区牛奶及奶制品的生产、消费水平均高于南方地区。发展种养一体化产业链融合绿色发展技术与模式、构建产销一体化产业链融合绿色发展利益共享机制和形成全产业链质量追踪服务体系与国民消费信任机制是促进中国奶业振兴和绿色发展的有效途径。 展开更多

关键词 奶业振兴 奶业产业链 农业绿色发展 指标体系 NUFER-animal

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家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响 被引量：11

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作者 刘娟 柏兆海 +3 位作者 曹玉博 张楠楠 赵占轻 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期677-685,共9页

氨气是形成雾霾前体物的关键物质,而家畜养殖圈舍是氨气的重要排放源。本文选择圈舍环节新鲜猪粪和牛粪作为试验样品,利用动态箱-硼酸吸收法,研究了不同类型酸和不同剂量酸的表层酸化对圈舍粪尿氨排放的影响,探讨圈舍氨减排的方法。研... 氨气是形成雾霾前体物的关键物质,而家畜养殖圈舍是氨气的重要排放源。本文选择圈舍环节新鲜猪粪和牛粪作为试验样品,利用动态箱-硼酸吸收法,研究了不同类型酸和不同剂量酸的表层酸化对圈舍粪尿氨排放的影响,探讨圈舍氨减排的方法。研究发现:按0.31 mL·cm^-2的喷施量在猪粪表层喷施0.012 mol·L^-1和0.006 mol·L^-1乳酸, 24 h氨累积排放量可分别减少43%(P<0.05)和32%(P=0.07);喷施0.017 mol·L^-1和0.009 mol·L^-1磷酸后,氨排放可分别减少74%(P<0.01)和61%(P<0.05);粪尿表面喷洒0.017 mol·L^-1磷酸72 h后仍可减少氨排放64%(P<0.01)。另外,用同样方法对牛粪酸化可降低氨排放80%左右,且在不添加新粪的情况下,粪尿表层酸化间隔对24 h内氨减排效率无显著影响。同时,粪尿表面酸化仅改变粪尿表层pH,对粪尿整体pH无显著影响。综上所述:圈舍粪尿表面酸化可以大幅度降低氨气挥发,其减排效果与酸的种类、浓度及粪尿类型有关,是一种实现圈舍氨减排且经济可行的方法,此研究也可为家畜养殖业圈舍酸化氨减排技术提供科学数据支撑。 展开更多

关键词 粪尿pH 氨挥发 家畜粪尿 养殖圈舍 氨减排 粪尿表面酸化

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长期不同养分循环再利用途径对农田土壤养分演替规律与培肥效果的影响研究 被引量：10

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作者 邢力 张玉铭 +5 位作者 胡春胜 董文旭 李晓欣 刘秀萍 张丽娟 文宏达 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期937-951,共15页

农业生态系统养分循环再利用对土壤养分涵养发挥着重要作用,是培肥地力的有效措施。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站始于2001年的农业经营制度长期定位试验,研究长期不同养分循环再利用途径对土壤养分演替规律与土壤固碳效... 农业生态系统养分循环再利用对土壤养分涵养发挥着重要作用,是培肥地力的有效措施。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站始于2001年的农业经营制度长期定位试验,研究长期不同养分循环再利用途径对土壤养分演替规律与土壤固碳效应的影响,为制定地力培育和提升土壤固碳潜能的农业管理措施提供理论依据。选择定位试验的对照处理(CK,不施肥、秸秆不还田)、全部施用化肥(NPK)、化肥+80%地上产出物饲喂猪过腹还田(MNPK)和化肥+全部秸秆粉碎直接还田(SNPK)4个处理作为研究对象,监测土壤有机质、全氮、有效磷含量的动态变化以及土壤碳氮库组成。研究结果表明:实施养分循环再利用显著提高了土壤有机质、全氮和有效磷含量,各养分含量由高到低的顺序均为MNPK>SNPK>NPK>CK。经历18年的不同施肥措施后,与对照相比,MNPK处理0~20 cm土壤有机碳、全氮和有效磷储量分别增加9.21 t(C)∙hm^(−2)、1.01 t(N)∙hm^(−2)和144.87 t(P)∙hm^(−2),SNPK则分别增加4.51 t(C)∙hm^(−2)、0.56 t(N)∙hm^(−2)和24.68 t(P)∙hm^(−2),而NPK的变化依次为0.64 t(C)∙hm^(−2)、0.16 t(N)∙hm^(−2)和29.00 t(P)∙hm^(−2)。这表明秸秆过腹还田的培肥效果显著高于直接还田;秸秆直接还田对碳氮库扩容效果显著,但在秸秆直接还田的有效磷库建设效果甚微。本研究的施肥水平下,若仅施用化肥,则只能维系土壤有机碳氮库基本平衡,对磷库扩容效果显著。从各施肥方式对土壤有机碳组分的影响来看,MNPK和SNPK较NPK显著增加了土壤易氧化有机碳(LOC)和惰性有机碳(ROC)含量,同时也显著增加了活性有机碳在总有机碳中的占比,使(LOC+DOC)/TOC比值由NPK的9.2%分别增加到19.0%和16.3%。表明施用化肥基础上实施养分的循环再利用不仅促进了稳定性碳库积累,亦扩增了土壤活性碳库,对提高土壤的保肥和供肥能力起到了积极 展开更多

关键词 养分循环再利用 土壤碳库 净固碳效率 土壤氮库 土壤有效磷

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生物质炭对土壤N2O消耗的影响及其微生物影响机理 被引量：10

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作者 贺超卉 董文旭 +1 位作者 胡春胜 李佳珍 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1301-1308,共8页

生物质炭在温室气体减排方面具有很大的发展前景,它不仅能实现固碳,对于在大气中停留时间长且增温潜势大的N2O也能发挥积极作用。本研究采用室内厌氧培养试验,按照生物质炭与土壤质量比(0、1%和5%)加入一定量生物质炭,土壤重量含水率控... 生物质炭在温室气体减排方面具有很大的发展前景,它不仅能实现固碳,对于在大气中停留时间长且增温潜势大的N2O也能发挥积极作用。本研究采用室内厌氧培养试验,按照生物质炭与土壤质量比(0、1%和5%)加入一定量生物质炭,土壤重量含水率控制在20%。利用Robotized Incubation平台实时检测N2O和N2浓度变化,通过测定土壤中反硝化功能基因丰度(nirK、nirS、nosZ)分析生物质炭对N2O消耗的影响及其微生物方面的影响机理。结果表明:经过20 h厌氧培养后,0生物质炭处理的反硝化功能基因丰度(基因拷贝数g^-1)分别为6.80×10^7(nirK)、5.59×10^8(nirS)和1.22×10^8(nosZ)。与0生物质炭处理相比,1%生物质炭处理的nirS基因丰度由最初的2.65×10^8基因拷贝数g^-1升至7.43×10^8基因拷贝数g^-1,nosZ基因丰度则提高了一个数量级,由4.82×10^7基因拷贝数g^-1升至1.50×10^8基因拷贝数g^-1,然而nirK基因丰度并无明显变化;5%生物质炭处理的反硝化功能基因丰度并未发生显著变化。试验结束时,添加生物质炭处理的N2/(N2O+N2)比值也明显高于0生物质炭处理。相关性分析结果表明,nirS基因丰度和nosZ基因丰度均与N2O浓度在0.01水平上显著相关。试验末期nirS基因丰度和nosZ基因丰度均随着N2O浓度的降低而升高。因此在本试验中,添加1%生物质炭可显著提高nirS和nosZ基因型反硝化细菌的丰度,增大N2/(N2O+N2)比值,促进N2O彻底还原成N2。生物质炭对于N2O主要影响机理是增大了可以还原氧化亚氮的细菌活性,促进完全反硝化。 展开更多

关键词 生物质炭 温室气体减排 土壤微生物 N2O消耗 反硝化 基因丰度

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华北平原农田关键带硝态氮存储与淋失量研究 被引量：9

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作者 陈肖如 李晓欣 +3 位作者 胡春胜 雷玉平 倪锐 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1546-1557,共12页

更多证据表明,储存在深层包气带中的硝态氮在全球氮循环中具有重要作用。本研究在华北平原农田不同包气带深度(2~50 m)分别采集土柱,分析不同深度土层的硝态氮含量和分布;从资料与文献收集到华北平原不同省区及其县域的42年(1978—2019... 更多证据表明,储存在深层包气带中的硝态氮在全球氮循环中具有重要作用。本研究在华北平原农田不同包气带深度(2~50 m)分别采集土柱,分析不同深度土层的硝态氮含量和分布;从资料与文献收集到华北平原不同省区及其县域的42年(1978—2019年)氮肥投入与农田面积变化数据,计算不同区域(地下水埋深区域和县域)的农田包气带硝态氮存储量。首次利用区县氮肥投入与对应区域包气带硝态氮存储量的比值,即存储率(NR),研究氮肥投入对包气带硝态氮存储的影响程度。结果表明:1)在2~50 m的地下水埋深范围内,随着包气带深度的增加,华北平原农田(粮田与菜地)的单位面积硝态氮存储量也随之增加;2)在2 m、3 m、6 m、10 m、16 m、25 m、40 m和50 m深包气带,粮田硝态氮存储量分别占42年(1978—2019年)氮肥总投入量的14%、18%、26%、30%、33%、35%、38%和39%,菜地硝态氮存储量分别占42年(1978—2019年)氮肥总投入量的15%、20%、28%、32%、34%、36%、40%和41%;3)进入2 m以下地下水的粮田与菜地硝态氮淋失总量分别为675.65万t和199.56万t,分别占粮田与菜地42年(1978—2019年)氮肥总投入的13%和14%。本研究表明,华北平原农业区高氮肥投入导致大量的硝态氮淋失进入包气带-地下含水层系统,厚包气带对硝态氮截留和存储具有重要作用,在地下水埋深较浅区,高氮肥投入提高了地下水硝酸盐污染的风险。 展开更多

关键词 农田关键带 包气带-地下含水层系统 硝态氮存储量 硝态氮淋失量 华北平原

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基于养分损失脆弱区的氮磷淋溶分区消减策略 被引量：6

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作者 金欣鹏 柏兆海 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期217-229,共13页

农业面源污染研究多聚焦于田块尺度,缺少对区域尺度氮磷损失风险和消减途径的探索。因此,本研究提出在区域尺度依据养分损失风险制定管理策略,以期在现有技术条件下充分发挥减排措施潜力、全面提升面源污染区域阻控效力。本文利用水质... 农业面源污染研究多聚焦于田块尺度,缺少对区域尺度氮磷损失风险和消减途径的探索。因此,本研究提出在区域尺度依据养分损失风险制定管理策略,以期在现有技术条件下充分发挥减排措施潜力、全面提升面源污染区域阻控效力。本文利用水质监测数据、文献数据、地理要素空间数据和基于NUFER(NUtrient flows in Food chains,Environment and Resources use)模型模拟的养分损失结果,划定了我国养分损失脆弱区;在此基础上,按照我国农业生态区划和养分损失脆弱区级别确定了各区养分管控程度,并结合各区自然和社会经济条件选取可行、高效的养分管理技术,形成了我国氮磷淋溶区域消减策略和技术列单;最后通过模型再次评估了分区氮磷消减策略的效果。结果表明:养分损失脆弱区和潜在脆弱区覆盖了全国耕地面积的52%,广泛分布于主要农产品产区,呈现显著的空间聚集特征;分区养分管理可以消减51%的潜在脆弱区面积,消减潜力较大的区域集中在东北、长江中下游和西南地区;氮淋溶强度超过22.6 kg·hm^−2的区域覆盖耕地面积3.1×10^7 hm^2,通过实施基于养分损失脆弱区的分区氮磷消减措施,氮淋溶超标区内耕地面积减少至1.9×107 hm^2,消减比例约为40%。上述养分损失脆弱性区划和区域氮磷消减草案可为农业绿色发展和面源污染控制提供科学依据。 展开更多

关键词 氮磷淋溶 农业面源污染 养分损失脆弱区 农业生态区 区域消减策略

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内蒙古河套灌区盐碱地治理中农户参与意识及其影响因素 被引量：6

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作者 付同刚 蒋莞艳 +4 位作者 刘鹏 高会 梁红柱 韩立朴 刘金铜 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期625-632,共8页

内蒙古河套灌区土壤盐渍化现象非常严重,而对于在盐碱地治理中起重要作用的基层农户,其参与意识及影响因素仍不明确。本研究利用参与式调查方法,对内蒙古河套灌区农户的种植结构、管理方式、盐碱地认知程度及参与盐碱地治理意愿等方面... 内蒙古河套灌区土壤盐渍化现象非常严重,而对于在盐碱地治理中起重要作用的基层农户,其参与意识及影响因素仍不明确。本研究利用参与式调查方法,对内蒙古河套灌区农户的种植结构、管理方式、盐碱地认知程度及参与盐碱地治理意愿等方面进行了深入了解,并利用相对感知强度和多元逻辑回归等方法,分析了农户盐碱地治理的参与意识及主要影响因素。结果表明,河套灌区长期采用大水洗盐的灌溉方式,施肥类型以化肥为主,有机肥施用较少。大水洗盐导致地下水位普遍偏高,春季返盐现象严重;较少施用有机肥不利于土壤结构的改良,可见河套灌区农户没有通过改变种植和管理方式来治理盐碱地的意识。有54%的农户认为自家的耕地土壤盐渍化较为严重,但是很少有农户主动采取治理措施。有72%的受访者表示愿意投入资金治理盐碱地,但能接受的投入成本较低(不超过750元·hm^(-2))。影响农民参与盐碱地治理意识的主要因素是文化程度(P<0.05),另外投入成本过高、缺乏技术支持等也是重要因素。因此,调整农作物管理模式、加强宣传教育、增加对农户的补助及技术支持是河套灌区盐碱地改良的必要方式。该结果可为扩大盐碱地治理的群众基础以及制定相关政策提供科学依据。 展开更多

关键词 河套灌区 土壤盐渍化 种植结构 盐碱地改良 暗管排水

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不同小麦品种根区微生物特征及对土壤氮素水平的响应 被引量：5

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作者 郑玉冲 张琳琦 刘彬彬 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1708-1720,共13页

植物根区微生物在植物养分吸收以及生长发育过程中发挥重要作用。为研究不同小麦品种根区微生物群落结构差异,本研究选择‘科农9204’‘科农2011’‘京411’和‘百农207’4个小麦品种,于高氮[300 kg(N)·hm−2]和低氮[0 kg(N)·h... 植物根区微生物在植物养分吸收以及生长发育过程中发挥重要作用。为研究不同小麦品种根区微生物群落结构差异,本研究选择‘科农9204’‘科农2011’‘京411’和‘百农207’4个小麦品种,于高氮[300 kg(N)·hm−2]和低氮[0 kg(N)·hm−2]条件下进行田间试验,在分蘖期、拔节期和灌浆期采集根区样品。通过16S rRNA基因高通量测序技术比较分析不同小麦品种根际土壤和根内生细菌群落结构和多样性,同时测定小麦植株的生理参数。结果表明,‘科农9204’在3个生育期及不同氮素水平下相对其他3个品种均具有较高的地上部氮素吸收量(除分蘖期低氮条件)。小麦根际土壤和根内生细菌群落的优势菌门均为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)。相比其他3个品种,‘科农9204’的根际土壤细菌群落在拔节期低氮水平下富集了根瘤菌目(Rhizobiales)和芽单胞菌属(Gemmatimonas),在灌浆期高氮水平下富集了弗兰克氏菌目(Frankiales)。相关性分析表明,根际土壤细菌群落中的节杆菌属(Arthrobacter)、链霉菌属(Streptomyces)、红色杆菌属(Rubrobacter)和类诺卡氏菌属(Nocardioides)与小麦地上部生物量和地上部氮素吸收量呈显著正相关,马赛菌属(Massilia)、砂单胞菌属(Arenimonas)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)与小麦地上部全氮含量呈显著正相关。上述结果表明,小麦可能通过调控根区微生物群落来影响养分吸收,且这种影响具有品种特异性。本研究为明确小麦与微生物互作机制、发掘对小麦有益的微生物并应用到农业生产中提供了依据。 展开更多

关键词 小麦 根区微生物群落 高通量测序 地上部氮素吸收量

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华北平原有机肥替代化肥条件下“粮-饲”轮作系统氮素表观平衡研究 被引量：5

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作者 李硕 李晓欣 +3 位作者 赵善丽 郝曼 柏兆海 马林 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期609-620,共12页

为揭示有机肥替代化肥条件下华北平原不同轮作体系土壤-作物系统氮素表观平衡,布置田间试验,定量研究了不同施肥方式[化肥表施(C)、固态粪肥表施替代50%化肥氮(S)、液态粪肥注射施用替代50%化肥氮(L)]和不同轮作方式[籽粒玉米-小麦(T1)... 为揭示有机肥替代化肥条件下华北平原不同轮作体系土壤-作物系统氮素表观平衡,布置田间试验,定量研究了不同施肥方式[化肥表施(C)、固态粪肥表施替代50%化肥氮(S)、液态粪肥注射施用替代50%化肥氮(L)]和不同轮作方式[籽粒玉米-小麦(T1)、青贮玉米/豇豆间作-填闲黑麦草(T2)、甜高粱-黑麦草(T3)、青贮玉米-黑麦草(T4)、高丹草-黑麦草(T5)]对作物地上部生物量及其氮携出量、0~200 cm土壤剖面硝态氮残留和土壤-作物系统氮表观损失的影响。结果表明:与轮作方式T1相比,T5夏秋季作物地上部生物量及其氮携出量提高幅度最大,其次为T3和T4,而T2却有所降低;各轮作方式冬春季地上部生物量较T1均有所降低,而对其氮携出量无明显影响。与施肥方式C相比,S和L可显著降低夏秋季作物地上部生物量及其氮携出量,降幅均小于15%,而对冬春季作物地上部生物量及其氮携出量无显著影响。与轮作方式T1相比,T3和T5可显著增加周年作物氮总输出量,且显著降低0~200 cm土层无机氮残留量和系统氮表观损失;与施肥方式C相比,S和L可显著降低周年作物氮总输出量和0~200 cm土层无机氮残留量,增加系统氮表观损失。研究表明,在华北平原农牧生产区,以养殖产生的固态和液态粪肥替代50%化肥氮条件下,甜高粱-黑麦草和高丹草-黑麦草轮作是氮肥偏生产力高、表观损失低的轮作方式。 展开更多

关键词 粮饲轮作 有机肥 地上部生物量 氮携出量 氮素表观损失

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