深层土壤有机碳储量、稳定性以及对人类活动响应的研究进展 被引量：1

1

作者 王高起 袁丹 +2 位作者 吴萍 秦树平 胡春胜 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期435-448,共14页

土壤是陆地生态系统最大的有机碳库,对全球气候变化有着重要的调节作用。目前,大部分关于土壤有机碳储量与周转方面的研究仅关注0~1 m土层土壤,对1 m以下的深层土壤有机碳储量、稳定性及其对人类活动的响应还缺乏系统总结。鉴于此,本文... 土壤是陆地生态系统最大的有机碳库,对全球气候变化有着重要的调节作用。目前,大部分关于土壤有机碳储量与周转方面的研究仅关注0~1 m土层土壤,对1 m以下的深层土壤有机碳储量、稳定性及其对人类活动的响应还缺乏系统总结。鉴于此,本文系统总结了深层土壤有机碳储量、来源、组成、稳定性及其对人类活动的响应规律等方面的最新研究进展。在全球范围内,深层土壤有机碳储量为29.9~219.6 t·hm^(−2),占土壤有机碳储量的15%~84%。深层土壤有机碳的年龄为4800~28100 a,周转时间为1000~4285 a。深层土壤有机碳的稳定性显著高于表层,主要原因是深层土壤中的氧气含量远低于表层,另外深层土壤有机碳大部分被矿物保护,其化学组成更趋惰性。影响深层土壤有机碳稳定性的关键因素包括:氮肥过量施用、种植制度转变和地下水位波动。虽然深层土壤有机碳的矿化速率显著低于表层,但人类活动导致的硝酸盐淋失、种植制度转变以及地下水位波动已在一些区域显著降低了深层土壤有机碳的稳定性,对全球气候变化可能造成深远影响。未来亟需:1)评估区域/全球深层土壤碳库储量及其稳定性;2)阐明深层土壤有机碳库储量及其稳定性对人类活动的响应机制;3)量化人类活动导致的深层土壤有机碳释放对全球变暖的贡献。 展开更多

关键词 全球气候变化 深层土壤有机碳 碳储量 碳稳定性 人类活动 矿化

在线阅读 下载PDF 职称材料

絮凝技术对养殖粪水中污染物和养分的去除潜力研究

2

作者 张云颖 张晓航 +2 位作者 柏兆海 马林 王选 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期361-373,共13页

养殖业的迅猛发展保障了我国肉蛋奶等畜产品的供应,然而大量养殖粪水的产生与不当处理使养殖业成为水体污染物的重要排放源,制约了养殖业的绿色可持续发展。絮凝处理技术是一种被广泛应用于养殖粪水固液分离的技术,然而不同种类絮凝剂... 养殖业的迅猛发展保障了我国肉蛋奶等畜产品的供应,然而大量养殖粪水的产生与不当处理使养殖业成为水体污染物的重要排放源,制约了养殖业的绿色可持续发展。絮凝处理技术是一种被广泛应用于养殖粪水固液分离的技术,然而不同种类絮凝剂对粪水不同指标的去除效果具有较大的不确定性。为了明确不同种类絮凝剂在不同性质粪水中的应用潜力及其影响因素,本研究采用Meta分析方法,对41篇文章中的1194项观察结果进行了统计分析。结果表明,絮凝剂的使用可以有效去除养殖粪水中悬浮颗粒物,养殖粪水中总固体和挥发性固体的去除率分别为62.95%和70.55%,进而实现对污染物和养分的分离;养殖粪水中氨氮、总氮、总磷和总钾的去除率分别为37.53%、48.04%、69.95%和23.28%。絮凝效果受絮凝剂种类和养殖粪水性质的影响,无机絮凝剂对总固体、总磷和总钾的去除效果较高,而有机絮凝剂对粪水中总氮的去除率最高,复合絮凝剂则对氨氮和总磷的去除率最高。养殖粪水中污染物和养分含量是影响不同絮凝剂絮凝效果的关键因素,当化学需氧量≤10 g·L^(-1)时,无机絮凝剂对化学需氧量和总磷的去除率最高,分别达80.51%和87.15%。当化学需氧量>10 g·L^(-1)时,复合絮凝剂对化学需氧量、氨氮和总磷的去除率最高,分别达62.49%、61.72%和86.68%。因此,优化粪水特征与絮凝剂特性的组合是提升粪水中各项指标去除效率的有效途径,代表着该领域未来的研究方向。 展开更多

关键词 养殖粪水 养分分离 Meta分析 絮凝 去除率

在线阅读 下载PDF 职称材料

河北滨海盐碱地浅层轻度咸水资源冬小麦灌溉安全利用研究 被引量：6

3

作者 高会 赵亮 +2 位作者 刘斌 付同刚 刘金铜 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1102-1109,共8页

河北滨海盐碱耕地缺少灌溉水资源,该区具有丰富的浅层微/轻度咸水资源,冬小麦生长关键期适当进行微/轻度咸水灌溉能够缓解该区农田灌溉危机。本文以河北省滨海盐碱地为研究对象,选择沧州市南大港产业园区马营村为试验基地,开展浅层轻度... 河北滨海盐碱耕地缺少灌溉水资源,该区具有丰富的浅层微/轻度咸水资源,冬小麦生长关键期适当进行微/轻度咸水灌溉能够缓解该区农田灌溉危机。本文以河北省滨海盐碱地为研究对象,选择沧州市南大港产业园区马营村为试验基地,开展浅层轻度咸水冬小麦农田灌溉试验,分析咸水灌溉对冬小麦产量和土壤盐分含量变化的影响。结果表明:1)河北滨海盐碱地浅层轻度咸水(6 g∙L^(-1))在冬小麦拔节—抽穗期进行一次600 m^(3)∙hm^(-2)的灌溉,产量能够达到旱作冬小麦的1.5倍以上,增产效果明显。2)基于暗管排水排盐工程、在雨季保持多年平均降雨量条件下,2016—2018年雨季后试验地土壤平均含盐量分别为2.86 g∙kg^(-1)、1.60 g∙kg^(-1)和1.38 g∙kg^(-1),呈现逐年降低的趋势。由此得出:河北滨海盐碱地浅层咸水资源在冬小麦灌溉方面能够实现安全利用。在此基础上,以河北滨海沧州市为例分析浅层咸水资源利用前景,从水资源量上,1~5 g∙L^(-1)的浅层微/轻度咸水资源可以满足冬小麦农田因地下水压采限采造成的至少1.7×10^(8)m^(3)灌溉水量亏缺,从耕地资源方面,扩大一年两熟种植面积,增加冬小麦种植面积约131000 hm2。研究结果可为河北滨海盐碱地咸水资源安全利用、土壤健康和粮食安全提供科学依据。 展开更多

关键词 滨海盐碱地 冬小麦 咸水灌溉 土壤盐分 作物产量 暗管排盐

在线阅读 下载PDF 职称材料

设施农业的土壤健康调控技术研究进展 被引量：20

4

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

作物根系对根际土壤N_(2)O产生与排放的调控机制研究进展 被引量：5

5

作者 张玉铭 邢力 +4 位作者 李晓欣 秦树平 李燕楠 韩建 胡春胜 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1322-1329,共8页

农田土壤是大气N_(2)O的重要排放源。农田土壤N_(2)O排放不仅受农业管理措施影响,还与作物根系生长密切相关,根系自身代谢对农田土壤N_(2)O生成与还原产生影响,进而影响农田N_(2)O排放。根际是根系-土壤-微生物相互作用的重要界面,是根... 农田土壤是大气N_(2)O的重要排放源。农田土壤N_(2)O排放不仅受农业管理措施影响,还与作物根系生长密切相关,根系自身代谢对农田土壤N_(2)O生成与还原产生影响,进而影响农田N_(2)O排放。根际是根系-土壤-微生物相互作用的重要界面,是根系影响土壤N_(2)O排放最直接、最强烈的关键场所,也是农田土壤N_(2)O产生的热点区域,在农田N_(2)O排放中所占份额不容忽视。因而根系对根际N_(2)O排放的影响机制研究普遍受到重视。本文以国内外相关研究为基础,综合梳理了有关作物根系生长对农田土壤N_(2)O排放的影响强度以及对根际微域N_(2)O产生与排放的调控机制方面的研究进展,剖析了作物根系影响根际微域土壤N_(2)O产生与排放研究中存在的难点,并对未来相关研究工作进行了展望。根系对农田N_(2)O排放的影响过程复杂,涉及因子颇多。大量研究表明,施肥量及肥料种类,土壤氮素含量与形态、温湿度、光强等因素可通过调控根系生长来影响作物从土壤中汲取水分和营养以及光合产物向根系的传导与分泌,改变根际微域通气状况以及微生物赖以生存的碳氮源等营养成分,进而影响根际微生物的群落结构、数量和活性以及在土壤中的分布,由此介导根际微生物的硝化、反硝化过程,影响根际土壤N_(2)O生成、还原与排放。鉴于众多因素的影响,作物根系生长对土壤N_(2)O的生成与排放的影响具有促进或抑制双重作用,其作用方向与强弱将影响农田生态系统中N_(2)O的总体排放预算。因此,研究作物根系对土壤N_(2)O排放的调控作用及其对全球变暖的反馈机制势在必行,对减少全球N_(2)O排放预测的不确定性、减缓人类活动对全球变化的影响意义重大。 展开更多

关键词 作物根系 根际土壤 N_(2)O排放 硝化-反硝化过程 根系分泌物

在线阅读 下载PDF 职称材料

长期不同施氮量下微生物残体氮对土壤氮库稳定性和玉米氮素吸收的影响 被引量：5

6

作者 韩建 张玉铭 +6 位作者 何红波 李俊娣 胡春胜 李晓欣 董文旭 刘秀萍 张丽娟 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期766-779,共14页

在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中... 在农田生态系统中,化肥氮的施用是保障粮食高产稳产并维持土壤氮库稳定的重要管理措施,土壤微生物既是土壤氮素矿化的驱动者,也是土壤氮素固持的贡献者,在氮素保蓄和供应方面发挥着积极作用,直接影响作物的氮素吸收利用。本研究依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米轮作农田14年长期不同施氮水平定位试验,选取玉米季施氮量150 kg(N)·hm^(-2)(N150)、200 kg(N)·hm^(-2)(N200)和300 kg(N)·hm^(-2)(N300)3个典型处理,通过微区施用15N标记氮肥,在收获期测定玉米产量、地上部总吸氮量和肥料氮吸收量,分析0~20 cm土层土壤全氮(TN)、微生物残体氮[MRN,包括真菌残体氮(FRN)和细菌残体氮(BRN)]、固定态铵(FN)、矿质氮(NH_4^(+)-N+NO_(3)^(-)-N,MN)和其他有机氮(ON)含量及不同氮库对^(15)N的截获,并通过多元回归分析和路径分析建立各形态氮库与玉米氮素吸收的相关关系,研究土壤“老氮”和肥料“新氮”在土壤氮库中的分配及其对作物吸收利用的影响,为研究区氮肥高效利用和地力培肥提供理论支撑。结果表明,玉米产量和氮素吸收以及土壤TN含量均以N200最高,此施氮量有利于作物高产和土壤氮库培育。N300的肥料氮吸收和残留量高于N200,表明N300的土壤氮“激发效应”强于N200,会诱导土壤“老氮”的更多矿化和损失,其土壤TN库稳定性差、更新程度较大。总氮库中,MRN占主导,N200显著高于其他处理,对TN的贡献均在50%以上,且FRN主导了MRN的累积。N200的土壤FRN∶BRN比值显著高于N150和N300,表明适宜施氮可显著提升真菌在氮素积累中的贡献,提升土壤氮库的稳定性;施氮不足(N150)或过量施氮(N300)提升了细菌在氮素积累中的贡献,不利于稳定土壤氮库。N300的MN和FN含量显著高于其他处理,表明过量施肥更多提升的是活性氮库。由此可见,适宜施氮可优化土壤氮库分配,促进更多的氮进入微生物残体氮库,显著提高土壤微生物途径对氮的固持作用,促进土壤对氮素的保蓄与供应良性运行,保障了玉米氮素吸收与产量形成,为指导华北平原农田地力培肥与氮肥减施提供了科学依据。 展开更多

关键词 玉米 施氮量 ^(15)N标记 吸氮量 土壤氮库 微生物残体氮

在线阅读 下载PDF 职称材料

河北省畜禽粪污全链条氨气和甲烷减排技术模式的生命周期分析 被引量：1

7

作者 王宏戈 张陆 +2 位作者 王选 柏兆海 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1054-1062,共9页

目前畜禽养殖粪污流动过程中存在氨气和甲烷排放严重的问题。本文针对传统技术模式(S1:常规清粪技术、氧化塘静置处理、表层施用还田)和全链条氨气和甲烷减排优化处理技术模式(S2:圈舍表面酸化技术、分层供气反应器堆肥处理、深层/注射... 目前畜禽养殖粪污流动过程中存在氨气和甲烷排放严重的问题。本文针对传统技术模式(S1:常规清粪技术、氧化塘静置处理、表层施用还田)和全链条氨气和甲烷减排优化处理技术模式(S2:圈舍表面酸化技术、分层供气反应器堆肥处理、深层/注射施用),从全生命周期的角度进行环境代价和经济成本的比较和分析。结果显示:圈舍酸化(圈舍阶段)、多层供气反应器堆肥处理(储存/处理阶段)和注射施用(施用阶段)技术的应用可分别降低相应环节环境代价的17.40%、40.00%和79.30%;整体来看,全链条优化处理技术模式的环境代价比传统模式减少40.40%。传统技术模式处理粪便的直接成本投入为70.00￥·t^(-1),优化处理技术模式的直接成本投入与传统技术模式相比增加了31.00￥·t^(-1)。由于氨气减排可带来一定的社会经济效益,全链条优化处理技术模式处理畜禽粪污可实现51.52￥·t^(-1)的社会经济收益。最终,利用畜禽粪污“圈舍—储存/处理—施用”全链条优化处理技术模式处理畜禽粪便可比传统技术模式节省20.52￥·t^(-1)。如果该模式在河北省所有养殖场推广,以河北省2019年1.40亿t的畜禽粪污产生量计算,可实现年28.70亿元的经济效益。 展开更多

关键词 全生命周期分析 氨气 甲烷 粪污管理 减排技术

在线阅读 下载PDF 职称材料

我国种子丸粒化研究现状及展望 被引量：8

8

作者 谢锦 韩立朴 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期605-615,共11页

种子是农业的“芯片”,在农业现代化进程中发挥重要作用。丸粒化是适应精量播种需要的新型种子处理技术,将填充剂、粘合剂、营养物质、保护剂、生长调节剂、染色剂等物料分层或混合包裹在种子表面,不仅能改变种子形状和大小,还具有保护... 种子是农业的“芯片”,在农业现代化进程中发挥重要作用。丸粒化是适应精量播种需要的新型种子处理技术,将填充剂、粘合剂、营养物质、保护剂、生长调节剂、染色剂等物料分层或混合包裹在种子表面,不仅能改变种子形状和大小,还具有保护种子、促进逆境下种子萌发和幼苗生长的作用。从种子萌发到幼苗建植是作物生产周期中最为脆弱的生育阶段,利用种子丸粒化技术促进种子萌发、提升幼苗素质对作物增产具有重要意义。本文综述了种子丸粒化技术的发展过程,种子丸粒化的作用原理、工艺流程及质量检验标准;总结了丸粒化技术在蔬菜和花卉、粮食和经济作物、牧草和绿肥、药用作物、林木的应用现状,明确了各自的研究重点和难点。在此基础上,提出今后的研究需加强跨学科交流协同,利用基因组学、代谢组学等高新技术加强种子休眠和萌发的信号途径研究和信号分子提取,明确丸粒化种子萌发的环境阈值,关注专用型丸粒化物料和特异性丸粒化工艺的研发,建立健全丸粒化种子质量标准,评估种子丸粒化对环境的长期影响,以期为促进我国种子处理技术快速发展提供理论支持。 展开更多

关键词 种子 丸粒化 加工工艺 质量标准 抗逆性

在线阅读 下载PDF 职称材料

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：19

9

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作用。从各施肥方式对土壤氮库组分的影响来看,MNPK较SNPK显著增加了硝态氮和铵态氮含量,提高了土壤供氮能力;而SNPK则显著提高了氨基糖态氮含量,表明秸秆直接还田较过腹还田更有利于微生物将速效性氮素固持到过渡库中,不仅降低了活性氮素向环境的输出风险,还提高了土壤对氮素的蓄供能力。鉴于养分过腹还田和秸秆直接还田的培肥效果存在互补作用,建议农业生产中推行秸秆还田基础上提倡有机粪肥替代部分化肥。 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

在线阅读 下载PDF 职称材料

农业绿色发展系统研究思路与定量方法 被引量：23

10

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

流域尺度种养系统养分管理研究的意义与重点——以长江流域为例 被引量：4

11

作者 赵善丽 张楠楠 +4 位作者 陈轩敬 石孝均 陈新平 柏兆海 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1230-1239,共10页

“农牧分离”加剧了种养系统的养分资源浪费和环境污染风险,而种养一体化是促进养分循环和减少养分损失的重要途径。开展流域尺度种养系统养分管理研究可以将田块尺度的农牧业生产技术上升到流域尺度,提高种养系统养分利用效率;在生产... “农牧分离”加剧了种养系统的养分资源浪费和环境污染风险,而种养一体化是促进养分循环和减少养分损失的重要途径。开展流域尺度种养系统养分管理研究可以将田块尺度的农牧业生产技术上升到流域尺度,提高种养系统养分利用效率;在生产优化的基础上,还可以以流域环境阈值为卡口,进一步实现养分环境减排;在流域实行养分管理研究是种养系统大面积协同实现养分高效和环境减排的关键,也可为农业绿色发展提供支撑。本文以长江流域为例,综述了流域尺度种养一体化养分管理研究对农业绿色发展的重要意义、种养一体化养分管理的技术和模式以及基于种养系统资源环境代价的空间优化,并提出未来流域尺度种养一体化养分管理和研究的重点。研究表明:长江流域已有一系列种养一体化养分管理技术,“自下而上”地大面积推广应用,可以实现增产增效,减少养分环境排放。但部分地区种养系统养分承载力与环境排放量过高,仅通过技术改进仍无法将养分损失控制在环境阈值以内,还需“自上而下”地对流域种养产业进行优化布局。未来,流域尺度种养系统养分管理研究应包括:1)流域尺度种养系统养分流动与环境排放特征及其影响因素;2)流域尺度养分环境排放脆弱区划分;3)基于脆弱区的流域种养系统养分分区调控策略与评价研究。 展开更多

关键词 流域尺度 长江流域 种养系统 种养一体化 资源环境代价 绿色发展

在线阅读 下载PDF 职称材料

中国食物系统温室气体排放与吸收研究进展 被引量：5

12

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 2023年第2期177-193,共17页

我国食物系统温室气体核算研究相对缺乏,相关研究多散见于农业和畜牧业部门,难以满足碳达峰、碳中和背景下减排和固碳的需求。本文提出了一个涵盖土地利用、土地利用变化和林业(LULUCF)、农业生产、产后食物供应部门的食物系统温室气体... 我国食物系统温室气体核算研究相对缺乏,相关研究多散见于农业和畜牧业部门,难以满足碳达峰、碳中和背景下减排和固碳的需求。本文提出了一个涵盖土地利用、土地利用变化和林业(LULUCF)、农业生产、产后食物供应部门的食物系统温室气体排放与吸收的核算框架;通过文献综述、温室气体排放量收集和排放参数推算,剖析了各环节排放核算方法的差异和排放参数的不确定性。结果表明,粪尿和秸秆还田、农药和农膜生产、食物加工、批发和零售以及草地的碳排放(或吸收)参数的变异系数(CVs)在35%以上。未来食物系统温室气体核算研究需:1)在农业生产部门,细化农业活动排放参数,整合基于终端能源消费和农业生产过程的温室气体核算方法,并加强农业投入品能耗研究;2)在LULUCF部门,建立适用于全球变化研究的土地利用分类体系,识别食物系统相关的土地利用过程,将实地调查核算法和基于过程模型的核算方法相互校验;3)在产后食物供应部门,明确各环节排放的核算范围,有针对性地选择投入产出-生命周期评价法(EIO-LCA)、基于过程的生命周期评价法(PLCA)与终端能源消费核算法等。本文可进一步为食物系统温室气体减排提供科学依据。 展开更多

关键词 食物系统 温室气体排放 核算方法比较 碳中和

在线阅读 下载PDF 职称材料

壤中流形成机制及其生态水文效应研究进展 被引量：5

13

作者 赵宇寒 曹建生 +1 位作者 朱春雨 阳辉 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期38-46,共9页

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... 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。 展开更多

关键词 壤中流 土壤 降雨入渗 生态水文效应

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同类型养殖粪水施用对青贮玉米种植土壤肥力、氮素平衡和经济效益的影响

14

作者 刘泽龙 薄玉琨 +5 位作者 赵英俊 张云颖 任亚展 王选 张晓航 杨晶 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期902-912,共11页

养殖粪水的处理和利用是制约我国养殖业绿色可持续发展的痛点和难点。养殖粪水由之前的“多工序、长链条”达标排放逐步转向“适度处理,农田回用”,但其处理程度对养殖粪水养分特性具有较大影响,不同类型养殖粪水对作物产量及其施用的... 养殖粪水的处理和利用是制约我国养殖业绿色可持续发展的痛点和难点。养殖粪水由之前的“多工序、长链条”达标排放逐步转向“适度处理,农田回用”,但其处理程度对养殖粪水养分特性具有较大影响,不同类型养殖粪水对作物产量及其施用的经济效益尚不清楚。本研究选取了集约化奶牛养殖场粪水处理过程不同环节产生的不同类型粪水作为试验对象,研究了粪尿混合物、沼液混合物、AO(anoxic-oxic)出水和氧化塘沼液及其不同还田量对作物产量、土壤地力和经济效益的影响。粪尿混合物、沼液混合物和AO出水的养分含量较高,可用作有机肥,分别按照50%和100%等氮替代施用;氧化塘沼液养分含量较低,作为灌溉水施用。结果表明,粪水50%等氮替代处理T2和T3可使作物产量平均提高12.24%,其中AO出水50%等氮替代处理下作物产量最高;而粪水100%等氮替代处理则存在减产风险。粪尿混合物施用可以提升土壤地力,粪水100%等氮替代处理土壤全氮和有机质含量总体高于粪水50%等氮替代处理。相同替代比例的前提下,粪水50%等氮替代处理还田成本约12.5~13.5¥·t^(-1),粪水100%等氮替代处理还田成本为5.0~7.0¥·t^(-1);结合作物产量和农产品售价,沼液混合物50%等氮替代处理经济效益最好,可达38.3¥·t^(-1)。因此,从经济效益角度出发,沼液混合物50%等氮替代处理为最优还田策略。 展开更多

关键词 集约化养殖 粪水还田 土壤肥力 作物产量 经济效益

在线阅读 下载PDF 职称材料

太行山区土壤饱和导水率及其各向异性剖面分布规律

15

作者 陈天明 张子元 +3 位作者 安雪景 付宇航 刘金铜 付同刚 《土壤》 北大核心 2025年第3期657-663,共7页

通过测定太行山区典型坡地3个坡位不同土壤层次垂直与水平方向上的土壤饱和导水率(K_(s))、毛管孔隙度、总孔隙度、含水量、容重、机械组成、有机质含量等基本性质,应用相关分析等方法,研究了K_(s)及其他土壤性质的剖面分布特征,深入探... 通过测定太行山区典型坡地3个坡位不同土壤层次垂直与水平方向上的土壤饱和导水率(K_(s))、毛管孔隙度、总孔隙度、含水量、容重、机械组成、有机质含量等基本性质,应用相关分析等方法,研究了K_(s)及其他土壤性质的剖面分布特征,深入探讨了K_(s)各向异性比的垂直分布规律及其成因。结果显示:上坡位和下坡位K_s在垂直和水平方向上均随土壤深度的增加而先增大后减小;中坡位K_s在垂直方向上随土壤深度的增加先增大后减小,而水平方向上随土壤深度的增加先减小后增大。上、中、下3坡位K_(s)各向异性比均与1呈明显差异,表现出明显的各向异性,且上、下坡位水平方向K_(s)占主导,而中坡位垂直方向K_s占主导地位。相关分析结果表明,K_(s)各向异性比与土壤容重呈显著负相关(r=–0.492,P=0.017),与总孔隙度、毛管孔隙度呈显著正相关(r=0.546、P=0.007;r=0.543、P=0.007),与其他土壤理化性质相关性不显著,土壤孔隙结构是K_(s)各向异性比最重要的影响因素。 展开更多

关键词 土壤物理性质 土壤剖面 垂直分布 影响因素 坡位

在线阅读 下载PDF 职称材料

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：6

16

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

华北平原农田关键带硝态氮存储与淋失量研究 被引量：10

17

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

畜禽废弃物堆肥氨气与温室气体协同减排研究 被引量：31

18

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

在线阅读 下载PDF 职称材料

密闭反应器堆肥技术氨减排潜力研究 被引量：8

19

作者 刘娟 曹玉博 +2 位作者 焦阳湄 王选 马林 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1283-1292,共10页

堆肥是将粪尿肥料化处理循环利用于土壤的重要技术,但堆肥过程中约有50%的氮素以氨气形态挥发,不仅降低了堆肥产品的养分价值,更诱发了雾霾天气发生,严重污染大气环境。因此,减少堆肥过程的氨排放对于提高有机肥品质、降低堆肥过程产生... 堆肥是将粪尿肥料化处理循环利用于土壤的重要技术,但堆肥过程中约有50%的氮素以氨气形态挥发,不仅降低了堆肥产品的养分价值,更诱发了雾霾天气发生,严重污染大气环境。因此,减少堆肥过程的氨排放对于提高有机肥品质、降低堆肥过程产生的环境影响具有重要意义。针对实际生产中不同堆肥技术氨排放量不明,氨减排潜力及经济效益缺乏的问题,本研究通过生产规模试验,定量分析了条垛式堆肥和密闭反应器堆肥过程中的氨排放量、氨回收效率及其影响因素,并对不同堆肥技术进行了经济效益分析。结果表明,与条垛式堆肥相比,密闭反应器堆肥可减少氨挥发61.1%(P<0.01),结合氨气洗涤回收技术(洗气塔)可实现82.3%(P<0.01)的氨减排;氨气回收效率随吸收时间显著降低,吸收液温度和铵根离子浓度是影响氨回收效率的关键因素。密闭反应器堆肥技术粪便处理成本(116.9元∙t^(-1))高于传统条垛式堆肥处理成本(87.4元∙t^(-1));然而,以条垛式堆肥为对照,密闭反应器堆肥及反应器结合洗气塔技术每减少1 kg氨气的成本为22.0元和16.5元,低于欧盟氨减排成本。综上所述,密闭反应器堆肥可显著降低堆肥过程中的氨挥发,与洗气塔结合使用可将堆肥过程中排放的大部分氨气进行回收,是一种高效、可行且具有较大氨减排潜力的堆肥技术。 展开更多

关键词 畜禽粪便 反应器堆肥 条垛式堆肥 氨减排 氨挥发

在线阅读 下载PDF 职称材料

立式筒仓反应器堆肥技术工艺优化研究 被引量：16

20

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

在线阅读 下载PDF 职称材料