农业资源与环境科技攻关路径研究与应用进展

为了明确农业现代化进程中的科技攻关路径,促进农业科技水平的提高,本文简要归纳了生物技术、信息技术和机械化3个研究方向在农业节水、土壤改良、农村新能源工程、农业面源污染防治以及农业防灾减灾5个农业资源与环境领域的研究与应用进展。研究认为,在农业现代化进程中,以生物技术、农业技术与机械化为基础,合理利用农业资源与加强环境保护相结合,建立农业科技攻关的新路径,构建农业可持续发展新模式,实现农业资源的高效利用与农业农村环境的可持续发展。本研究结果可为国家现代化农业的发展提供理论参考,为加快乡村振兴提供助力。

水稻秸秆和脲酶抑制剂联合使用对油菜地氨挥发、产量和氮素利用的影响

【目的】探讨紫色丘陵区水稻秸秆还田和脲酶抑制剂N-丁基硫磷酰三胺[NBPT, N-(n-butyl)thiophosphrictriamide]联合使用对油菜地氨挥发通量、油菜产量和氮肥利用的影响。【方法】采用随机完全区组设计,设定8个处理,分别为不施肥处理、尿素、尿素+2000 kg/hm^(2)水稻秸秆、尿素+5000 kg/hm^(2)水稻秸秆、尿素+8000 kg/hm^(2)水稻秸秆、尿素+2000 kg/hm^(2)水稻秸秆+1%NBPT、尿素+5000 kg/hm^(2)水稻秸秆+1%NBPT和尿素+8000 kg/hm^(2)水稻秸秆+1%NBPT,尿素分两次施用,基肥期施60%,薹肥期施40%。通过通气法测定油菜地氨挥发量,并且分小区测定油菜产量。【结果】水稻秸秆用量从0增加到8000 kg/hm^(2)时,油菜地单季氨挥发损失总量由4.67 kg/hm^(2)增加到8.60 kg/hm^(2),而且随着秸秆用量的增加,氨挥发的损失也增加。添加1%NBPT后,油菜地氨挥发损失率显著下降,而且基肥期相比于薹肥期下降更明显。与传统施肥对比,秸秆用量为8000 kg/hm^(2)时才能显著提高油菜籽粒产量,但是水稻秸秆还田联合添加1%NBPT之后,水稻秸秆还田量为2000~8000 kg/hm^(2)均可显著提高油菜籽粒产量,而且秸秆用量越多产量越高。【结论】综合考虑产量和单季氨挥发损失总量,NBPT用量为1%时,水稻秸秆还田量8000 kg/hm^(2)左右时,油菜产量和环境效益最佳。

不同秸秆还田与肥料配施模式对稻田地表径流磷素流失的影响

【目的】探究秸秆还田配施化肥对稻田磷素径流流失的影响。【方法】用田间小区定位试验研究自然降雨条件下常规施肥处理(T1)、秸秆还田+常规施肥减氮28.57%和减磷25.11%(T2)以及秸秆还田+常规施肥(T3)3种施肥模式对德阳市稻麦轮作系统下地表径流磷素流失特征的影响。【结果】大气湿沉降主要发生在6—8月,2018和2019年总磷湿沉降量分别为0.66 kg/hm^(2)和1.49 kg/hm^(2),磷养分主要以可溶性磷存在。2018和2019年径流小区地表径流总磷流失量为1.39~3.16 kg/hm^(2)。与T1相比,T3处理增加了地表径流中总磷(14.84%~33.90%)和可溶性总磷(25.02%~41.41%)的流失量,T2降低了径流中总磷(4.66%~10.32%)和可溶性总磷(6.06%~21.15%)的流失量。【结论】稻麦轮作种植模式下,秸秆还田搭配化肥减施能有效降低磷素的流失风险。

抑制剂NBPT对紫色土稻油轮作体系氨挥发和产量的影响

【目的】施用尿素时使用脲酶抑制剂有利于减少稻田氨挥发损失提高稻田氮肥利用效率,但对水稻-油菜轮作体系下氨挥发损失的影响并不是很清楚。研究紫色土丘陵区域稻油轮作模式体系下,不同脲酶抑制剂n-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)添加量对氨挥发、氮沉降和产量的影响,可为四川省紫色土丘陵区域农业面源污染防治提供技术支撑。【方法】结合当地农民施肥习惯,设置了5个处理,分别为T0(不施肥)、T1(尿素)、T2(添加为纯氮施用量的0.1%脲酶抑制剂NBPT处理的尿素)、T3(添加为纯氮施用量的0.2%脲酶抑制剂NBPT处理的尿素)和T4(添加为纯氮施用量的0.5%脲酶抑制剂NBPT处理的尿素),均为基肥一次性施入,分别在水稻季和油菜季开展试验。【结果】T1、T2、T3和T4处理在水稻季累积氨挥发损失率为26.54%、18.28%、14.88%和12.78%,在油菜季为5.22%、1.57%、1.36%和1.31%。与T1相比,T2、T3和T4处理在水稻季累积氨挥发降低了31.14%、43.96%和51.82%,在油菜季降低了70%、74.04%和74.89%。但是在水稻季和油菜季T2、T3和T4之间处理累积氨挥发损失没有显著性变化。在整个稻油轮作体系,铵态氮沉降量约为硝态氮沉降量的1.86倍,占整个无机氮沉降的63.94%。此外,与T1处理相比,T2、T3和T4处理能够显著增加作物产量和氮肥农学利用效率,但T2、T3和T4处理之间作物产量和氮肥农学利用效率并不存在显著性差异。【结论】与单纯施用尿素相比,使用脲酶抑制剂NBPT能够显著降低氨挥发损失、提高作物产量和氮肥利用率。铵态氮为农田氮沉降的主要沉降形式。

沼液在水稻生产中的利用

沼液是有机物质经发酵后形成的,因其数量大且处理不便成为了环保压力的源头之一。沼液在水稻生产中的利用在缓解了环保压力的同时也提高了水稻产量和土壤质量,是沼液资源化利用的有效途径。沼液中含有丰富的营养元素和微生物分泌物,能够提供水稻所需的各类维生素、生长素、氨基酸等,沼液具备促进水稻生长、防治水稻病虫害的等功能。在浸种、施肥等环节,用沼液部分替代化学药剂可以提升用药效果,降低污染水平,但施用量因各地沼液成分不同而存在差异。本研究对合理利用沼液资源进行了分析总结,发现沼液资源不仅可以提高水稻产量,增加经济效益,还能减少化学污染改良土质,带动农业可持续性发展,对构建农业生态循环平衡具有重要意义。

氮肥形态和地膜覆盖对坡耕地玉米产量和土壤氮素流失的影响

采用二因素四水平随机区组试验设计,利用模拟径流小区观测的方法,研究氮肥形态和覆盖对坡耕地玉米产量及土壤氮素流失通量及途径的影响。结果表明:土壤径流以地表径流为主,氮素主要流失途径是地下径流,占总径流量的71.3%,氮素流失的主要形态是硝态氮,占无机氮的92.0%,占水溶性总氮的57.1%。地膜覆盖降低径流深和土壤侵蚀量,增加水溶性氮流失量,提高玉米产量,但是酰胺态氮肥和缓控释肥地膜覆盖可降低氮素流失量,且酰胺态氮肥对玉米增产效果显著;裸地条件下硝态氮肥和缓控释肥可降低地下径流深和氮素流失量,且缓控释肥对玉米增产效果显著。综合考虑水土流失治理和粮食增产增收,四川紫色坡耕地适宜肥料类型为缓控释肥,其次是硝态氮肥,酰胺态氮肥通过地膜覆盖也能较好地控制氮素流失和增加玉米产量。

不同施氮量对紫色土大白菜季产量和氨挥发的影响

【目的】研究紫色土丘陵区水稻–大白菜轮作模式下,大白菜季产量、氨挥发损失通量及影响因素,可为四川省紫色土丘陵区农业面源污染防治提供技术支撑。【方法】以大白菜为试材进行了田间试验。结合当地农民的施肥习惯,设定了6个施氮肥水平,施氮量依次为N 0、112.5、150、187.5、225、300 kg/hm^2,氮肥均等量分为基肥和追肥,分两次施用。采用密闭室连续通气法对大白菜地进行田间原位氨挥发测定。测定在基肥和追肥施用之后的第1天开始,上午9:00—10:00,下午16:00—17:00进行测定,连续测定14 d(降雨停止测定),直至检测不到氨挥发。成熟期调查大白菜产量和全氮含量。【结果】大白菜季施氮总量从0增加至300kg/hm^2时,单季氨挥发损失总量由2.27 kg/hm^2增加至22.72 kg/hm^2。基肥和追肥施氮量分别从0增加到150kg/hm^2时,基肥后氨挥发总量的变化范围为1.08 kg/hm^2到23.58 kg/hm^2,显著高于等量追肥后的氨挥发总量(0.21~2.83 kg/hm^2),这与基肥施用时期温度高于追肥施用时期的温度有关。随施氮量增加,大白菜产量增加,但从N 187.5 kg/hm^2增加至300 kg/hm^2时,大白菜产量增加不显著;氨挥发总量随施氮量增加而增加,但150kg/hm^2与187.5 kg/hm^2处理差异不显著,187.5 kg/hm^2与225 kg/hm^2、300 kg/hm^2处理之间差异显著。【结论】大白菜季氨挥发主要集中在施肥之后的两周之内,施肥量和温度是影响大白菜季氨挥发的主要因素。综合考虑产量和单季氨挥发损失总量等因素,施氮肥量为N 187.5 kg/hm^2时,大白菜的产量和环境效益最佳。

氮肥调控对川麦39灌浆期旗叶光合特性的影响

为明确氮肥调控对小麦光合作用的影响,采用盆栽试验研究了氮肥调控对川麦39灌浆期旗叶光合特性日变化及其相互关系的影响。结果表明,不同氮肥水平及不同追氮时期和比例处理下川麦39光合特性日变化曲线不同。随着施氮量的增加和氮肥后移,川麦39旗叶净光合速率的平均值和峰值呈先升高后降低的趋势,川麦39旗叶净光合速率的平均值和峰值均以施氮180 kg/hm2最高,且各个氮肥处理的上午净光合速率平均值均显著高于下午的。通径分析表明,中、低氮水平和氮肥后移影响净光合速率主要是由于蒸腾失水严重,高氮水平和氮肥前移影响净光合速率主要是由于相对湿度过大、叶片肥厚使得蒸腾作用减弱。

不同形态氮肥在坡耕地雨季土壤氮素流失动态特征

为有效控制紫色丘陵区坡耕地氮素流失,采用二因素四水平随机区组试验,利用模拟径流小区观测方法,研究氮肥形态对坡耕地雨季土壤氮素流失动态的影响,结果表明,整个雨季氮素流失量占玉米季氮肥施用量的3.29%,其中玉米生长季的氮素流失量占氮肥施用量的1.63%,玉米收获后径流氮素流失量占氮肥施用量的1.65%。氮素流失动态差异受氮肥形态和施肥距径流产生时间间隔的共同作用。在攻苞肥施用之前的5月22日,各氮肥形态处理相比差异不显著;在接近作物收获的7月30日和8月4日,铵态氮处理和酰胺态氮处理两次总的氮素损失量(3.65和4.35 kg/hm2)较其它处理高。玉米收获后的9月16日,硝态氮肥处理和缓控释肥处理的氮损失分别是2.95和3.17 kg/hm2,较铵态氮肥处理的氮损失低119.95%和103.96%,较酰胺态氮肥处理的氮素损失低85.04%和71.60%。可见,施用硝态氮肥和缓控释肥能够有效降低攻苞肥施用后的径流氮流失量,而铵态氮加地膜以及酰胺态氮肥处理增加攻苞肥施用后壤中流和总径流氮流失浓度和流失量。从有效控制农业面源污染的角度考虑,建议玉米生产上,在肥料种类选择时以缓控释肥和硝态氮肥为主。

氮肥运筹对不同小麦品种籽粒微量元素含量和产量的影响

为了明确氮肥运筹对小麦籽粒微量元素含量和产量的影响,采用盆栽试验,研究了不同施氮水平、不同氮肥施用时期和比例下川麦39、川育12和川农麦1号小麦品种籽粒中微量元素的含量和产量。结果表明,不同小麦品种铁、锰、铜和锌的含量差异较大,其中川育12籽粒铁含量显著高于川麦39和川农麦1号,川麦39籽粒铜含量显著高于川育12和川农麦1号。氮肥水平对不同小麦品种微量元素影响不同,随着施氮量的增加,川麦39锰含量及川农麦1号锌、铁、锰含量呈先增加后降低的趋势,其中川农麦1号籽粒铁含量与氮肥用量间呈显著的二次曲线关系;川育12籽粒铜、铁、锰含量与氮肥用量呈显著线性关系;3个小麦品种籽粒各微量元素产量与氮肥用量均呈显著的二次曲线关系。适当推迟施氮时期,川麦39和川育12小麦籽粒各微量元素含量和产量均有所提高,而川农麦1号则表现为微量元素含量提高、产量降低的趋势。综合而言,川麦39、川育12和川农麦1号适宜的氮肥运筹模式分别为:底肥∶分蘖肥∶拔节肥∶穗肥为6∶2∶2∶0,6∶3∶1∶0和6∶4∶0∶0。

氮肥形态对坡耕地雨季土壤养分流失的影响

为了明确氮肥形态对土壤养分流失通量及途径的影响,采用随机区组试验设计,利用模拟径流小区观测的方法,研究在地膜覆盖与不覆盖情况下氮肥形态对坡耕地雨季土壤养分流失通量及途径的影响。研究结果表明:壤中流氮、磷和钾的流失量分别占总径流流失量的71.30%、6.36%和8.85%,说明磷和钾流失的主要途径是地表径流,而氮流失的主要途径是壤中流,地膜覆盖降低酰胺态氮肥和缓控释肥处理氮素流失量,其中酰胺态氮肥处理地膜覆盖较不覆盖壤中流氮流失浓度和径流氮素流失量分别降低40.40%和29.32%。在无覆盖条件下,各处理径流氮素流失顺序表现为:酰胺态氮肥>铵态氮肥>缓控释肥>硝态氮肥,施用硝态氮肥氮素流失量最低,较施用酰胺态氮肥氮素流失少40.86%。在地膜覆盖条件下,各处理径流中氮素流失顺序表现为:铵态氮肥>酰胺态氮肥>硝态氮肥>缓控释肥,施用缓控释肥氮素流失量最低,较施用铵态氮肥氮素流失少59.60%。结果表明在四川紫色丘陵区为了有效控制水土养分流失,在肥料形态的选择上,以无覆盖条件下施用硝态氮肥较好,以地膜覆盖条件下施用缓控释肥较好。

紫色坡耕地玉米适产和环境友好的氮肥投入阈值

为有效控制紫色丘陵区坡耕地养分流失,采用氮肥水平随机区组试设计验,利用模拟径流小区的方法,研究氮肥用量对坡耕地雨季土壤氮素流失及玉米产量的影响。结果表明,随着氮肥用量增加地表径流和壤中流的总氮流失浓度均呈增加趋势,以优化施氮量的200%的总氮素流失浓度最高,分别比对照总氮流失浓度高150%和1141%,其中,施肥对地表径流总氮流失浓度的影响仅表现在径流首次;氮肥用量与土壤氮素表观平衡呈线性关系（R2=0.986）,与玉米产量（R2=0.817）呈及生产1 kg玉米氮素流失量（R2=0.916）均呈二次曲线关系,氮肥用量为186.73 kg/hm2是兼顾环境因素的氮素投入阈值,氮肥用量为393.6 kg/hm2是玉米兼顾产量的氮素投入阈值,因此,为了保证粮食安全,有效控制农业面源污染,紫色坡耕地玉米适宜的氮肥用量范围在186.73-393.6 kg/hm2,结合本试验结果,氮肥用量为225 kg/hm2较好。

废旧晶硅太阳能电池的回收拆解及进展研究

日益壮大的光伏产业为人类的发展做出了突出的贡献,当前晶硅太阳能电池的研究热点是如何提高产能效率,但报废阶段的回收拆解工作也应当引起足够的重视。目前国内尚无专门的晶硅太阳能电池回收厂,直接丢弃退役的晶硅太阳能电池会引起资源的浪费。在此基础上介绍了晶硅太阳能电池在国内外的研究进展,阐明未来发展趋势。分析老化的原因,以及晶硅太阳能电池产业的回收利用现状,进一步阐述晶硅太阳能电池在拆解方面的研究进展。

不同耕作和覆盖对烟草产值及土壤质量的影响

本文通过3年长期定位试验研究了不同耕作和覆盖方式对烟草产值和土壤质量的影响。结果表明,翻耕处理烟叶产量和产值分别较免耕处理大22.72%和37.23%,轮作处理烟叶产量和产值分别较连作处理大1.83%和19.41%,秸秆还田烟叶产量和产值分别较不还田大3.55%和2.4%,说明翻耕、轮作和秸秆还田能够一定程度提高烟叶的产量和产值,特别是在轮作条件下翻耕对增加烟叶产量和产值有显著作用;另外免耕处理速效磷、碱解氮、有机质、全氮和全磷分别较翻耕处理分别大35.14%、9.92%、9.57%、4.40%和34.16%,特别是在免耕条件下,连作烟田土壤PH值、速效钾、速效磷、碱解氮、有机质、全氮、全磷和全钾较轮作烟田分别大2.01%、48.68%、73.09%、11.45%、7.71%、7.31%、47.68%和11.78%,说明免耕和连作处理提高土壤中有机质和氮、磷全量和有效量的残留,因此,从培肥地力的和烟草生产可持续的角度考虑,免耕条件下连作处理是最适宜于当地土壤地力培肥的。从提高烟叶产量和产值的角度考虑,绿肥-烟叶→绿肥/小麦/玉米→绿肥-烟叶轮作处理是最适宜该区的种植模式。

泸州地区不同耕作和覆盖方式对烟草产量及品质的影响

在泸州烟区连续3年采取不同耕作方式、种植方式和覆盖方式的定位研究,结果表明,翻耕处理与免耕处理相比能够有效提高烟株株高、茎围、节距、有效叶数,从而提高烟叶产量和产值,同时翻耕还能降低总糖和可溶性糖,提高氮、钾和烟碱含量,改善烟叶品质,特别是在翻耕条件下轮作对增加烟叶产量、产值改善烟叶品质具有显著作用。另外,轮作和秸秆还田能够一定程度增加烟株株高、茎围和节距,改善烟叶品质,提高烟叶的产量和产值。综合而言,以绿肥-烟叶→绿肥/小麦/玉米→绿肥-烟叶轮作处理产量和品质最优,是最适宜的种植模式。

氮肥用量对四川紫色丘陵区水稻氮素吸收及土壤氮素表观平衡的影响

为全面掌握氮肥施用对紫色丘陵区稻麦轮作模式下水稻季氮素吸收积累及土壤氮素表观平衡的影响机理,本试验采用6水平氮肥(0~300 kg N/hm^2)随机区组试验设计,研究氮肥用量对稻麦轮作模式下水稻产量、氮素吸收积累及土壤氮素表观平衡的影响。结果表明:随着氮肥用量的增加水稻籽粒产量先增加后趋于平稳,可以用二次方程模拟y=-0.032 x^2+23.50 x+6495,R^2=0.998;氮肥用量与水稻氮素吸收量及土壤氮素表观平衡呈线性关系,线性方程分别为:y=0.27x+85.28,R^2=0.990,y=0.730x-85.32,R^2=0.998。施氮量低于112.5 kg/hm2时,水稻产量较低,氮素表观盈余量为-3.23 kg/hm^2,有耗竭土壤的风险;施氮量在112.5~187.5 kg/hm2时水稻产量稳定,氮素吸收量为135.77 kg/hm^2,氮素表观盈余量为51.56 kg/hm^2,水稻产量和氮素表观盈余维持在较为合理水平,土壤氮肥力和产量得以维持,农业生产可持续发展;施氮量在187.5~300 kg/hm^2的时候,水稻产量趋于稳定,而氮素表观盈余增加到133.68 kg/hm^2,氮素表观盈余增加了159.27%。过多的氮肥通过水体、大气或者其他渠道流失,引起环境污染。因此,从保证粮食安全和控制面源污染的角度出发,四川丘陵区稻麦轮作模式下水稻氮肥用量以187.5kg/hm^2最优。

水肥调控对烟草产量和品质的影响

[目的]为了有效提高攀西特色烟叶区烟叶的产量和品质。[方法]在攀西特色烟叶区,采用随机区组试验设计,通过田间试验研究了水肥调控对烟叶产量和品质的影响。[结果]在不计肥料成本的情况下增施钾肥能够提高烟叶产量和产值,但是烟叶化学成分不协调,品质不优;滴灌能够有效改善烟株农艺性状,促进烟叶生长,提高烟叶产量,有效提高上、中等烟比例,从而提高烟叶产量和产值,以大面积施肥+滴灌的C处理烟叶农艺性状最优,上中下等烟叶比例最协调,上部和中部烟叶糖含量较适宜,烟碱含量较低,烟叶产量和品质较协调;其次是常规施肥+钾肥分次追施+滴灌的D处理烟叶产量和产值较高,下部叶片糖含量较适宜,烟碱含量较低。[结论]在大面积施肥的基础上增加滴灌处理,是最适宜该区的栽培措施,值得推广。

氮肥调控对川农麦1号灌浆期旗叶光合特性的影响

通过盆栽试验,研究了氮肥调控对川农麦1号灌浆期旗叶光合特性的影响。结果表明:氮肥调控下各个光合特性因子的日变化趋势不同;随着氮肥水平的提高和追施氮肥时期的后移,川农麦1号净光合速率呈增加趋势,而随着追施氮肥时期的后移其他光合因子则呈下降的趋势;在各个氮肥处理下上午光合速率的平均值均高于下午光合速率,且随着氮肥水平的提高和追施氮肥时期后移,下午光合速率下降速度加快。通径分析表明:在中、低氮水平和前期追施氮肥的情况下影响光合速率的主要是蒸腾失水严重,在高氮水平和追施氮肥时期后移的情况下影响光合速率的主要是相对湿度过大、蒸腾作用减弱。

加强学科建设提高农业科研院所科技创新能力——以四川省农业科学院土壤肥料研究所为例

学科建设是农业科研院所实现可持续发展的重要保障。文章以四川省农业科学院土壤肥料研究所为例,阐述了学科建设的现状和成效,分析了存在的问题,提出了优化学科布局、加大高端人才培养力度、创新体制机制、提升平台建设水平等建议,以期为农业科研院所加强学科建设提供参考。

四川省农业面源污染现状及治理对策

农业面源污染是分布最广泛的面源污染,分散性强,随机性高,严重影响土壤、水体、大气等生态环境。该文从化肥的施用,农药和农膜的使用,畜禽粪便和农村有机废弃物的排放,水产养殖业废水污染等方面综述了四川省农业面源污染的现状,分析了在防治过程中存在的问题,并结合四川省农业现状提出了防治农业面源污染的对策和建议。