应用DNDC模型模拟关中地区农田长期施肥条件下土壤碳含量及作物产量

为探讨长期不同施肥条件下土壤有机碳和作物产量的变化规律及DNDC模型在关中地区的适用性,利用在陕西杨凌设置的长期定位施肥试验数据,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾无机肥(NPK)、无机肥配施秸秆(SNPK)、无机肥配施低量有机肥(M1NPK)及无机肥配施高量有机肥(M2NPK)5个处理,分析了20年来土壤有机碳(SOC)含量、碳循环以及农作物产量的变化趋势等基本特征。分析数据表明:CK使得土壤肥力持续下降,显著地降低了SOC含量和作物产量;NPK处理虽可促进作物产量,但对表层土壤肥力的增加不明显,与CK处理无显著差异;而SNPK、M1NPK与M2NPK处理既增加了作物产量,同时也显著提高了土壤肥力,且以M2NPK的增产增肥效果最佳。在此基础上,利用实测数据标定和验证了DNDC模型,通过均方根误差(RMSE),标准化的均方根误差(N-RMSE)以及符合度指数(d)对模型适用性分析,模型预测精度较好,可用于预测该地区作物产量和土壤有机碳动态。从模型输出20年来土壤碳含量的变化看,施肥能提高作物地上部、地下部生物量以及土壤异氧呼吸作用,即同时提高了外源碳携入量和内源碳消耗量,但各施肥处理均在碳储量上表现为盈余状态。因此,在关中地区,为提高土壤肥力、碳储量以及作物产量,可推广无机肥配施有机肥的措施。

覆膜方式对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对关中平原小麦-玉米轮作(2014—2015年)农田温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量进行监测,并用净增温潜势(NGWP)和碳足迹2个指标评估不同覆膜方式对关中平原农田温室效应、作物生产碳足迹的分布和构成的影响。试验处理设置为不覆膜(CK)、半膜覆盖(BM)、垄作覆膜(LM)、全膜覆盖(QM)。结果表明,与CK处理相比,BM、LM、QM处理下作物年际总产量分别增加了9.0%、16.5%、26.6%;CO2的年际排放总量分别增加了33.9%、9.3%、31.6%,N2O的年际排放总量分别增加了22.9%、14.3%、47.1%,但CH4的年际吸收总量无显著性差异;NGWP分别增加了9.0%、16.7%、26.0%;LM、QM处理碳足迹较CK处理减少了33.2%、21.9%,而BM处理碳足迹与CK处理无显著差异;BM处理单位产量碳足迹较CK处理增加了16.3%,而LM处理较CK处理减少了13.1%,QM处理与CK处理无显著性差异。综合考虑不同覆膜方式的经济效应和环境效应,垄作覆膜更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的固碳减排。

缩短绝缘子更换时间提升线路运行可靠性

随着我国经济的高速发展,对电力的需要量不断提升,这对线路运行提出了更高的要求。绝缘子在线路运行过程中,发挥着非常重要的作用,如果其出现自爆或者绝缘能力显著下降的情况,就容易造成电力生产事故,需要定期及时进行更换。如果采用传统的更换作业方法,作业的效率往往比较低。为了有效解决这个问题,需要在绝缘子的更换过程中,不断在技术上进行创新,不断采用新技术、新方法和新工具,来提升作业的效率。文章中对缩短绝缘子更换时间,提升线路运行可靠性进行探讨,希望对促进我国电力事业的发展,可以起到有利的作用。

不同灌溉量对小麦-玉米轮作农田生态系统净碳汇的影响

灌溉对农田温室效应与碳足迹贡献产生重要影响.本文采用静态暗箱-气相色谱法对关中平原小麦-玉米轮作(2014-2015年)农田温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量进行了监测,并用净增温潜势(NGWP)和碳足迹两个指标评估不同灌溉量对关中平原农田温室效应、作物生产碳足迹的分布和构成的影响.试验在作物关键需水期(冬小麦越冬期和拔节期、夏玉米出苗期和拔节期)设置W_0(0 mm)、W_(120)(120 mm)、W_(180)(180 mm)、W_(240)(240 mm)4个处理.结果表明:与W_0处理相比,W_(120)、W_(180)、W_(240)处理下小麦产量分别增加了31.3%、44.3%、33.7%,玉米产量分别增加了9.9%、22.6%、33.8%;CO_2的年际排放总量分别增加了22.2%、24.3%、15.1%,N_2O的年际排放总量分别增加了18.6%、67.8%、91.5%,但CH_4的年际吸收总量分别降低了51.7%、79.6%、97.8%;NGWP分别增加了20.1%、31.6%、31.4%.W_(120)处理下碳足迹较W_0处理降低了19.1%,但W_(180)、W_(240)处理与W_0处理相比无显著性差异;W_(120)、W_(240)处理单位产量碳足迹较W_0处理分别增加了44.5%、23.3%,而W_(180)处理与W_0处理无显著性差异.综合考虑不同灌溉量的经济效应和环境效应,180mm的灌水量更有利于关中平原小麦-玉米轮作系统的节水及固碳减排.

覆膜方式和灌溉对夏玉米产量及农田碳排放强度的影响

为探讨不同覆膜方式和灌溉对夏玉米农田产量和温室气体排放的影响,本研究设计了雨养(R)和灌溉(I)这两个主处理,对照(CK)、半膜覆盖(HM)和全膜覆盖(FM)这3个副处理,利用静态暗箱-气相色谱法监测了2014和2015年土壤CO_2、CH_4和N_2O的排放通量,并借助碳排放强度(GHGI)指标进一步评价了不同覆膜方式的固碳减排效果.结果表明,与RCK相比,RHM和RFM在2014年增产作用不明显,而2015年分别增加19. 6%和26. 8%;与ICK相比,IHM增产作用不显著,而IFM在2014和2015年均显著增产,达到14. 1%和55. 8%.灌溉仅对2015年CO_2排放有显著促进作用(P <0. 01),同一主处理下覆膜方式对CO_2排放没有显著影响(P> 0. 05).灌溉对CH_4吸收没有显著影响(P> 0. 05),覆膜对CH_4吸收具有抑制作用. ICK相比RCK,N_2O排放量仅在2015年存在显著性差异,显著减少了22. 3%;与RCK相比,RHM和RFM在2014年N_2O排放量差异不显著,2015年分别显著降低了50. 7%和51. 4%; IHM和IFM与ICK相比,2014年N_2O排放分别显著减少了47. 5%和54. 2%,2015年分别减少了9. 6%和52. 2%.灌溉可以通过提高产量从而显著降低GHGI;与RCK相比,RHM和RFM的GHGI仅在2015年显著降低,分别达到60. 1%和61. 7%;与ICK相比,IHM和IFM在2014年GHGI分别显著降低了39. 7%和53. 2%,2015年分别降低了22. 2%和67. 5%,即全膜覆盖降低GHGI的效果优于半膜覆盖.因此,对夏玉米种植而言,灌溉条件下全膜覆盖能保证作物高产稳产并降低农田碳排放强度.

生物可降解地膜覆盖对关中地区小麦-玉米农田温室气体排放的影响

为探究生物可降解地膜覆盖对冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统温室气体排放的影响,布设了普通地膜覆盖(PM)、生物可降解地膜覆盖(BPM)和无覆盖(CK)这3个处理,采用静态暗箱-气相色谱仪法监测了2018~2019年土壤CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O的排放通量,并用水分利用效率(WUE)、温室气体排放强度(GHGI)和净生态系统经济预算(NEEB)指标评估覆膜对作物产量、农田环境和经济效益的影响.结果表明,与CK相比,PM和BPM增加了玉米季土壤CO_(2)的排放,PM处理下CO_(2)排放总量高于BPM处理(P>0.05).PM和BPM处理均能够显著减少土壤对CH_(4)的吸收,CH_(4)的年吸收量较CK处理分别减少了42.0%和24.2%(P<0.05).与CK相比,PM和BPM增加了小麦季N_(2)O排放总量(P>0.05),而显著降低了夏玉米季N_(2)O排放(P<0.05).覆膜能够提高作物产量和水分利用效率,与CK相比,PM和BPM处理的小麦产量分别提高了51.7%和32.3%(P<0.05),对应的水分利用效率分别提高了33.1%和36.3%(P<0.05).在玉米季,PM和BPM相比CK产量显著提高了43.3%和19.5%(P<0.05),水分利用效率分别提高了49.8%和18.4%(P<0.05).结合年产量和温室气体排放,PM和BPM处理的GHGI相比CK降低20.5%和14.8%(P>0.05).与CK相比,PM的NEEB在小麦-玉米季显著增加了84.2%(P<0.05),而BPM增加了8.9%(P>0.05).因此,从产量、水分利用效率、环境效应和经济效益方面考虑,生物可降解地膜具有代替普通地膜的可行性.