有土斯有粮:高标准农田建设提高了粮食单产吗?

作为“藏粮于地,藏粮于技”战略的重要政策实践,高标准农田建设被期待能够有效实现粮食增产和更好保障国家粮食安全。基于27个省(市、自治区)的面板数据,探索了高标准农田建设对粮食单产的影响及其可能机制。研究发现:(1)高标准农田建设能显著提高粮食单产。替换核心变量、进行非参数估计和考虑内生性的稳健性检验,均证实上述发现可信。(2)机制验证表明,高标准农田建设主要通过提升规模经营、促进技术进步和降低生产风险三大路径来提高粮食单产。(3)异质性分析发现,高标准农田建设对起伏度较小地形、粮食主产区、较发达地区的粮食单产促进效应更大。研究结果表明高标准农田建设确实是夯实粮食安全根基的重要举措,需扎实推进新一轮高标准农田建设工作。

短历时强降雨对喀斯特玉米坡地产流产沙的影响

[目的]研究短历时强降雨对喀斯特坡耕地产流产沙的影响,揭示喀斯特坡耕地土壤侵蚀特征机理,为解决喀斯特坡耕地土壤侵蚀和保障粮食生产提供科学依据。[方法]通过人工模拟降雨试验,以喀斯特裸坡地和玉米坡地为研究对象,研究短历时强降雨对喀斯特坡耕地产流产沙的影响。[结果](1)裸坡地和玉米地地表产流产沙模数随坡度的增大而增大,当坡度相同时,玉米地地表产流产沙模数显著小于裸坡地(p<0.05);随着降雨历时的增加,裸坡地和玉米地地表产流模数呈现出先增大后保持稳定的趋势,而地表产沙模数则是先增大后减小。(2)裸坡地和玉米地各壤中流产流模数随坡度的增大而增大;当坡度相同时,玉米地各壤中流产流量显著小于裸坡地(p<0.05),其中坡度为20°时,玉米地壤中流(15—25 cm)总产流量相对裸坡地减少了62.59%。(3)当坡度不变时,玉米地地下产沙量和产沙模数显著小于裸坡地(p<0.05);随着降雨历时的增加,裸坡地与玉米地地下产流模数呈现出不断增大的趋势,其变化趋势基本保持一致,而地下产沙模数呈现先增大后减小的趋势,在20~30 min之间达到最大产沙模数。(4)比较不同坡度裸坡地与玉米地各产流产沙之间的相关性,发现玉米地相比裸坡地地下产沙与地表产流、地下产流、地表产沙之间相关性增强,而地表产沙与地表产流、地下产流之间的相关性减弱。[结论]强降雨下玉米坡地能够增加入渗,具有阻控和缓蚀的作用,其中地表产流产沙模数和壤中流产流模数随坡度的增大而增大,而地下产流模数随降雨历时增加呈不断增大的趋势,地下产沙模数呈先增大后减小的趋势。

吴起县低产田现状及质量提升建议

陕北的北部区域属于典型的黄土丘陵沟壑区,农田土壤类型为黄绵土,质地偏沙,土壤肥水保蓄性较差,农田综合肥力较低,多为低产田,“旱、薄、粗”制约着农田单产的提高。为了满足粮食生产要求,必须进行低产田改良,提升耕地质量。本文根据吴起县域内的低产田现状,分析其改良的必要性、基本思路和可行性,对低产田存在的问题和农业高产的障碍因素进行了归纳,且对其成因进行了剖析,并提出相应的耕地质量提升建议,旨在指导高标准农田建设,以提升农田肥力,为保地增粮发挥重要作用。

不同农艺培肥措施对小麦生长和土壤肥力的影响

[目的]设置田间试验,研究秸秆还田、增施有机肥、优化小麦后期氮肥追施比例共3种农艺措施对高标准农田建设项目区小麦生长发育和土壤肥力性状的影响,探讨适宜的土壤耕层培肥措施。[方法]设置玉米秸秆+生物腐熟菌剂直接还田S 1、增施1500 kg/hm^(2)商品有机肥M_(1)、小麦拔节期—孕穗期氮肥追施比例N_(30-0)、N_(20-10)和N_(10-20)共5个处理,以不实施秸秆还田S_(0)、不施有机肥M_(0)为对照,构成7个处理,小麦收获期考察产量性状,分析耕层土壤肥力性状。[结果]实施玉米秸秆生物强化还田、增施商品有机肥、优化小麦后期氮肥追施比例,对后季小麦生长发育有良好的促进作用,与各自的对照相比,小麦籽粒产量分别增长5.89%、5.62%和7.65%,较农民习惯施肥提升6.45%、3.91%和11.82%;土壤pH升高0.18~0.25,酸化程度减轻;土壤有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量分别提高16.02%~19.11%、7.37%~15.68%、13.37%~31.21%和13.35%~14.73%。[结论]实施玉米秸秆+生物菌剂强化还田、增施有机肥料,显著提升了砂姜黑土肥力,实现了高标准农田建设项目厚沃土壤耕作层的目标。

华北高产农田长期不同耕作方式下土壤呼吸及其季节变化规律

对华北平原高产农田生态系统2004年的土壤呼吸状况进行了分析,探讨了不同耕作方式下土壤呼吸量的季节变化规律.结果表明,土壤呼吸量的季节变化趋势与当地气候状况紧密相关,在暖温带半湿润大陆性季风气候的影响下,该地春季干旱,夏季雨热同期,土壤呼吸量春季缓慢升高,峰值出现在温度、降水均较高的7月,最大值约为20g·m-2·d-1(以CO2计),之后逐步回落.不同的耕作措施能够影响土壤呼吸量,本试验研究的3种因素对土壤呼吸量有显著影响(p<0.01),播种前先翻耕30cm、播种后覆盖麦秸、不施氮素、施磷75kg·hm-2·a-1的处理土壤呼吸量最高.5cm、10cm地温是影响土壤呼吸的重要因素,土壤呼吸对5cm地温的敏感性更强,指数方程的模拟较好地表明了土壤呼吸与地温的关系.

基于能值生态足迹法的集约化农田生态系统可持续性评价

生态足迹(ecological footprint,EF)和能值分析(emergy analysis,EA)是评价区域或系统可持续性的重要方法,能值生态足迹(emergy ecological footprint,EEF)将二者相结合,把系统的外部性纳入评价指标体系,能够更全面、更准确地测度资源消耗及环境影响,为区域农业面源污染防治提供科学参考依据。该研究应用EEF方法对山东省桓台县冬小麦-夏玉米高投入高产出模式的可持续性进行了深入评价,研究结果表明:与1996年相比,2012年系统能值总投入减少了3.15%,而系统的能值产出容量(emergy output capacity,EOC)却增加了6.23%,系统效率显著提高。与1996年相比,2012年该系统的EEF从40.93 hm2减小为39.60 hm2,减少了3.25%,EEF分别是能值生态承载力(emergy carrying capacity,ECC)的16.44倍和15.78倍,生态赤字分别为38.44 hm2和37.09 hm2,减少了3.51%;从系统可持续性看,资源负载指数(resource load index,RLI)减少4.01%,环境负载指数(environmental load index,ELI)减少27.90%,系统外部性降低了8.05个百分点,系统可持续发展指数(sustainability index,SI)增长了9.64%。总体上看,与1996年相比,2012年冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统的生态赤字呈下降趋势,系统的可持续性有所提高,农业面源污染防治初见成效,但资源消耗仍然保持较高水平,粮食生产的环境压力依然严峻,农业面源污染防治工作需要进一步加强。

河北平原高产粮田综合节水模式研究

在多年单项节水技术基础上试验研究组装配套集成高产粮田小麦、玉米两作 5种综合节水模式 ,即土垅沟输水 +少耕覆盖 +调亏灌溉制度 (Ⅰ )、主垅沟软管输水 +少耕覆盖 +调亏灌溉制度 (Ⅱ )、主垅沟软管输水 +支垅沟闸管 +少耕覆盖 +调亏灌溉制度 (Ⅲ )、主垅沟软管输水 +支垅沟闸管 +少耕覆盖 +深松 +调亏灌溉制度(Ⅳ )、喷灌 +少耕覆盖 +调亏灌溉制度 (Ⅴ ) ,各模式水分利用效率分别为 2 2 5kg/hm2 ·m3 、2 5 7～ 2 2 5kg/hm2 ·m3 、2 7 2～ 2 2 5kg/hm2 ·m3 、2 8 0～ 2 2 5kg/hm2 ·m3 、31 5～ 2 2 5kg/hm2 ·m3 ,分别比传统灌溉模式 (对照 )水分利用效率提高 14 %、2 1%、2 4 %、2 6 %和 4 0 % ,增产节支效益分别为 6 92 4 0元 /hm2 、76 7 10元 /hm2 、815 10元 /hm2 、791 2 5元 /hm2 和 346 0 5元 /hm2 ,其中以农艺为主的综合节水模式更适于河北平原大面积高产粮田推广应用。

不同秸秆还田模式和施氮量对农田CO_2排放的影响

以山东省桓台县高产农田为试验对象,分析在高产条件下,不同秸秆还田模式和氮肥施用量对农田CO2排放的影响。结果表明,氮肥施用量与秸秆还田模式都是影响土壤CO2排放的重要因素,玉米秸秆和小麦秸秆全部还田的处理土壤CO2排放通量高于其它中低氮处理,而小麦秸秆还田与不还田的各处理间差别不大。麦秸还田配施高氮处理的CO2排放通量普遍高于其它处理。

松辽平原高产农田土壤结构性对冻结的响应及机理研究

以松辽平原玉米带耕作区高产田(平面型)与低产田(波浪型)0-20cm耕层土壤为研究对象,采用室内模拟冻融实验方法,设置不同冻结频率和不同含水量条件,研究高产田土壤的结构性对冻结的响应,以及土壤结构特征的变化。结果显示:冻融循环对高产田(平面型)和低产田(波浪型)各粒级风干团聚体、水稳定性团聚体比例的影响均达到显著水平(p<0.01),而含水量仅对小于5mm的水稳性团聚体分布比例有显著影响(p<0.01)。冻融循环次数和含水量对风干团聚体和水稳性团聚体的MWD以及>0.25mm团聚体的保存率均有显著影响(p<0.01),与水稳性团聚体相比,风干团聚体对冻融交替更加敏感。冻融循环对高产田与低产田风干团聚体MWD的影响都显著(p<0.01)。此外,在冻结条件下,土壤含水量越高对于高产田团聚体的破坏性越强;冻结对高产田土壤耕层团聚体有一定的分散作用,对低产田土壤耕层团聚体具有一定的团聚作用,另外冻融循环可以加剧大粒级风干团聚体的破坏作用。

利用生命周期评价方法评估高产粮田的面源污染潜在风险

将生命周期评价(LCA)方法引入农业系统,以山东桓台县为例,从农业系统外部投入的源头入手,对高投入高产出粮区粮食生产的潜在面源污染风险进行全面预测和评估。结果表明,在冬小麦-夏玉米轮作体系中,富营养化面源污染潜力(EP)最大,其次是水体毒性潜力(AEP),环境酸化潜力(AP)最弱。夏玉米的各类指标均高于冬小麦,且夏玉米的EP、AEP和冬小麦的EP值都超过了2000年世界人均环境影响潜值。冬小麦和夏玉米的IP指数(IP)分别是1.08和1.45,夏玉米的IP比冬小麦高34%。在冬小麦-夏玉米轮作体系中,夏玉米对面源污染的贡献高于冬小麦。氮肥的施用对AP和EP的贡献率分别达到99.75%和88.06%,农药的施用量决定了AEP的大小。根据农业面源污染综合防控技术示范区养分管理优化方案推荐的施肥量,测算可知优化后冬小麦和夏玉米的IP分别降低2.91%和18.35%,但夏玉米的IP仍然高于冬小麦。因此,控制氮肥和农药的施用量等源头减量措施是农业面源污染防控的关键。

耕作方式对小麦-玉米两熟农田生态系统碳足迹的影响

农田生态系统碳足迹分析有利于找出问题,为低碳农业提供支撑。本文基于碳足迹全循环指标系统,以山东省泰安、滕州、龙口三地的中高产田为例,研究了耕作方式对中高产田耗碳足迹、固碳足迹、净耗碳(△GHG)、单位产值碳足迹(CFv)及单位产量碳足迹(CFy)的影响。结果表明:农田生态系统耗碳足迹中,化合物耗碳中N肥和土壤N_2O耗碳占了79.69%~92.53%,其中仅N肥就占了53.82%~62.49%;机电油耗碳的80%以上是灌溉、耕作、播种和收获产生的;有机耗碳中98.83%以上是秸秆耗碳。农田生态系统中主要是籽粒与秸秆固碳,籽粒固碳占总固碳的39.05%~52.64%;滕州的总固碳比其他两个城市高出196.3~7 801.5 kg CO_2/hm^2(旋耕除外);三地农田生态系统的ΔGHG值在-3 524.7^-8 774.3 kg CO_2/hm^2,均表现为碳汇;夏玉米季的净固碳高于冬小麦季;翻耕的净固碳量明显高于旋耕和耙耕。在冬小麦-夏玉米一年两熟条件下,夏玉米的CFv和CFy均显著高于冬小麦;CFv和CFy均表现为冬小麦翻耕-夏玉米免耕>冬小麦旋耕-夏玉米免耕>冬小麦耙耕-夏玉米免耕;地区间的CFv和CFy规律性不明显。因此,提高农业机械作业效率、减少机电油耗,提高氮肥和水分利用效率,建立合适的土壤耕作制度,提高作物产量,是山东省提高净固碳能力的重要突破方向。同时,继续挖掘夏玉米的固碳潜力、提高冬小麦的固碳能力,是作物育种与栽培应该重点解决的问题。

高产稳产农田建设现状及发展对策研究

在阐述中国耕地资源数量与质量变化的基础上,分析了高产稳产农田的建设现状和制约因素。针对高产稳产农田建设的基本要求,结合新一轮土壤普查,建议通过加大土壤改良力度、建立促进农户保护与养护耕地的激励机制、加强农田动态监测与管理等三个方面提出建立高产稳产农田建设的长效机制,以期为进一步推进我国高产稳产农田建设提供参考依据。

延边地区保护地辣椒水肥管理体系的探讨

通过因子分析获得综合指标值，进行模型拟合和优化，提出了延边地区保护地辣椒高产、优质、高效、节水、环保水肥管理体系。当灌水138．9-149．8m^3／（hm^2·次），施纯氮248．3-278．2kg／hm^2，施纯磷140．8-159．7kg／hm^2时兼顾了多项指标要求，实现了保护地辣椒合理施肥和灌水。

沙地衬膜水稻品种筛选试验研究

为筛选适合科尔沁沙地衬膜种植的优良水稻品种,特选取吉特639等8个品种进行对比试验研究,结果表明,吉特639表现最优,产量高达526.7 kg/667 m2。其次是稻花香2号、吉粳88,平均产量分别为505.7 kg/667 m2和504.1 kg/667 m2。而且米质好、口味佳,均可作为沙地衬膜水稻品种进行大面积推广种植。

桃源县高产农田的基本性状及培肥措施

利用测土配方施肥补贴项目获得的基础数据,完成了桃源县耕地地力评价。以构成基础地力的地貌类型、地形部位、土体构型、障碍因素、排灌条件、土层厚度、坡度、年产量等为依据,将耕地分成高、中、低三等。通过分析高产农田的分布、条件与肥力特征,提出了关于高产水稻土、旱地、菜地、茶园和果园的培肥措施。旨在更好的保护耕地质量,减少肥料的浪费,提高肥料的利用率,从而生产出更加安全优质的农产品,提高农业生产效益。

黄淮海平原高水肥改良中低产田耕地质量动态评估

为研究黄淮海平原地区改良中低产田进程中广泛采取的高水肥措施对耕地综合质量发展的影响,在河南封丘布置田间小区试验,通过测产、采样和分析,研究不同施肥方案和不同肥料处理下的耕地土壤及作物的质量动态,评估各处理的利弊权重。结果表明:优化施肥和高水肥措施有利于提高作物根系吸水能力、增加作物对土壤氮素的利用、提高耕地作物产量和品质、抑制土壤碱性增加。但是当前施肥制度尤其在高肥处理下耕地土壤有板结现象;优化施肥方案中的高肥处理不利于底层土壤脱盐,易引发土壤次生盐渍化;高水肥措施下土壤保肥能力较差。针对不同施肥处理的利弊权重提出以优化施肥技术和高水肥措施为技术主导进行中低产田改良,增加耕地作物产量和改善品质,同时需配合土壤次生盐渍化防控措施、土壤培肥措施和农艺措施,除弊扬利,实现耕地综合质量的全面、持续提升。

基于土地整理的高产稳产农田质量建设研究——以湖北省黄石市为例

通过基于土地整理的高产稳产农田建设研究,探索土地整理数量向质量进一步转变的途径,对提高农田质量,具有重要的理论与现实意义。在阐述耕地质量概念和高产稳产农田建设基本要求的基础上,进一步分析黄石市高产稳产农田建设现状,并结合黄石市高产稳产农田建设内容与要求,提出需要在土地整理中加大土壤改良力度、中低产田改造、改善农户田间投入与管理水平、建立保护高产农田质量的长效机制等四方面加以重点建设,以期对我国土地整理与高产稳产农田建设的深化有所推动。

江西省几种常见农田生态系统的能值分析——基于余江县农科所的试验

以江西省常见的3种农田生态系统为研究对象,采用能值分析的相关理论,结合生态学研究方法,分析了各农田生态系统的能值投入产出能值,并引入能值分析的能值自给率、环境负载率、能值投入率、净能值产出率、购买能值率、系统生产优势度和系统可持续能值指标相关指标对其进行评价。结果表明,绿肥—甘蔗+大豆农田生态系统能值利用率经济效益较高,但是要求具有较高的管理水平;冬闲—早稻—晚稻农田生态系统,自然资源自给能力强,需要的购买能值投入低,抗外界干扰能力较强,但是净能值产出较低,系统能值可持续性也不高,经济回报率较低;油菜—早稻—晚稻农田生态系统购买能值投入较高,环境压力较大,但是能值产出较高。

高产稳产农田建设生态效益评价研究

本文探讨了高产稳产农田生态效益评价的原则、标准及方法,并着重介绍了高产稳产农田生态效益评价的指标体系。

基于LMDI模型的黑龙江粮食生产变化耕地利用效应

为合理规划黑龙江耕地资源,实现粮食的稳定增产,采用LMID分解法,将1994—2014年黑龙江省粮食生产变动的耕地利用效应分解为规模效应、广度效应、结构效应和强度效应,定量分析黑龙江粮食生产的时空变化。结果表明:在时间维度上,粮食总量呈现稳中有升-波动-快速增长的阶段特征,耕地利用效应作用大小为规模效应>强度效应>结构效应>广度效应,耕地面积有显著的增量效应,复种指数呈减量效应,粮食单产和粮作比例效应为正-负-正变化;空间维度上,耕地利用效应在各市作用不一,且规模效应和强度效应在各市粮食增产中发挥主要作用。在提高耕地质量,增加种粮面积和提高粮食单产方面提出政策建议。