不同牧草种植模式对退化农田土壤养分的影响

为了筛选出牧草最优种植模式,为退化农田地力提升和土地可持续利用提供理论和技术支撑,以敖汉苜蓿和老芒麦为材料,设置3种不同种植模式:单播敖汉苜蓿(Ms)、单播老芒麦(Es)和混播牧草(敖汉苜蓿+老芒麦,In),以休闲处理为对照(CK)。结果表明:随种植年限增加,土壤速效磷含量先降后升;有机质、速效钾、全氮、全钾含量上升。与CK比较,第1年,各种植模式均提高了土壤有机质、速效钾、碱解氮和全氮含量;Ms和In提高了土壤全磷、全钾含量。第2年,Ms、Es和In土壤碱解氮含量在10~20 cm土层显著降低20.91%~40.05%,速效磷含量在20~40 cm土层显著降低32.19%~39.65%;土壤有机质、全钾含量总体呈升高趋势,速效磷、速效钾含量呈下降趋势,全磷含量在20~40 cm土层显著降低。

北方农牧交错区风蚀退化农田地力至损与培育研究

我国北方农牧交错区的土壤风蚀是耕地退化和生产力水平下降的主要原因,农田扬尘污染极大地影响了我国农业生态环境建设与保护,已经成为我国北方“山水林田湖草”生命共同体建设的短板。因此,加强北方农牧交错区农田土壤风蚀的防治和地力培育工作是解决我国北方生态环境和农业生产问题的关键。文章针对大兴安岭沿麓、燕山丘陵区和阴山沿麓等典型生态类型区农田土壤退化、地力下降和资源利用效率低等问题,在长期定位试验、室内控制试验和模拟试验的基础上,结合文献资料分析,揭示了风蚀退化农田耕层结构劣化的风蚀作用机制、土壤肥力下降机理和持水力变化特征,创新了风蚀退化农田地力培育与可持续利用关键技术与模式,为内蒙古以及北方农牧交错区农田风蚀防治和可持续培用提供了理论依据和技术支撑。

中国农田退化价值损失计量研究

农田退化是全球普遍的问题,尤其是在亚非等发展中国家较严重,给农业发展带来巨大的经济损失。如何客观评价这些损失,笔者利用市场价值、模拟市场价值、影子工程等方法开展评价研究。农田退化分为农田污染、生态破坏和肥力下降三个方面,其中农田污染计量了重金属和污灌造成的损失,生态破坏计量了土壤沙化、盐渍化和潜育化带来的损失,肥力下降计量了生产力降低和水土流失的损失。研究结果表明:农田污染、功能降低以及肥力下降等退化类型价值损失量分别为440.51亿元、316.39亿元和468.55亿元。全国农田退化价值损失总量为1225.45亿元,分别相当于2004年GDP和农业国民生产总值的0.89%和6.20%。由此可见,农田退化对中国农业发展构成一定的影响,若不采取有效措施,将会对中国未来农业发展产生更大的影响。

3种碳添加对退化农田土壤固碳细菌群落结构多样性的影响

为研究秸秆、生物炭和纳米碳添加对退化农田土壤固碳细菌群落结构多样性的影响,利用高通量测序技术,对3种碳源添加后黑龙江省嫩江县退化农田土壤的固碳细菌群落结构及多样性进行研究.结果表明:①在97%相似度水平下,秸秆、生物炭添加后土壤固碳细菌的Chao1指数、Observed species和Shannon指数高于纳米碳添加后的土壤.②群落组成方面,在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在生物炭添加后的相对丰度最高,为94.35%;在纲水平上,γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)为优势菌纲,在纳米碳添加后的相对丰度最高,为67.45%;在目水平上,着色菌目(Chromatiales)为优势菌目,在纳米碳添加后的相对丰度最高,为50.83%;在科水平上,节外硫红螺菌科(Ectothiorhodospiraceae)为优势菌科,在纳米碳添加后的相对丰度最高,为34.34%;在属水平上,硫碱弧菌(Thioalkalivibrio)、Sulfurifustis、Thiobacillus为优势菌属,分别在生物炭、纳米碳和秸秆添加后的相对丰度最高,相对丰度分别为17.02%、16.40%、13.03%.③层次聚类和主成分分析结果显示,生物炭和纳米碳添加后土壤固碳细菌群落结构差异显著,进一步进行组间差异显著性分析表明,显著差异标记主要富集在生物炭添加的土壤中,主要为硫碱弧菌和硫腺菌(Thiocystis)最为显著.④冗余分析结果表明,土壤固碳细菌群落结构受土壤pH、有机碳、全氮、全磷、碱解氮及有效磷的综合影响,其中,土壤pH和全氮含量是影响土壤固碳细菌群落结构的主要理化性质.上述结果表明,秸秆添加对土壤固碳细菌群落结构及多样性影响较小,生物炭添加可显著提高土壤固碳细菌群落多样性,纳米碳添加对土壤固碳细菌的影响具有一定特异性;土壤固碳细菌群落结构受土壤pH和全氮含量显著影响.

北方农牧交错区农田退化现状及生态保育技术应用前景分析

内蒙古农牧交错区是我国北方农牧交错带的主体,过去几十年由于耕地的过度开发、不合理利用,加之气候变化等自然、人为多重因素的影响,造成内蒙古农牧交错区耕地出现不同程度的退化,甚至有些地区的耕地已经基本不能产出,因此,如何促进内蒙古农牧交错区耕地的可持续利用是内蒙古农牧业发展的根本。文章从北方农牧交错区耕地退化原因、现状以及近20年来内蒙古对退化农田进行的生态保育与恢复技术的研究与应用进行了系统的分析,提出了适合内蒙古地区退化农田生态修复的关键技术和理论,为内蒙古退化农田生态保育与可持续利用提供了战略思想、技术指导和实践理论支撑。

Establishment of Monitoring and Assessment Index System of Land Degradation of Farmland Ecosystems at Small-scale

The research established land degradation monitoring and assessment in- dex system of farmland ecosystem under influence of human activities, including farming system, measures, mulch residuals, fertilizer pollutions, pesticide pollution, irrigation method, salt content of soils, engineering measures of discharging alkali, agricultural protection forests and poverty. The indices of the system are accessible, and convenient for operation, which is suitable for land managers self-monitoring, re- ducing irrational farming activities, improving farmland productivity and preventing farmland degradation.

专家揭示沙漠化过程农田退化机理

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所苏永中、赵哈林等人近期完成的一项题为《农田沙漠化过程中土壤有机碳、氮的衰减及其机理》的研究，初步揭示了农田沙漠化过程中土壤有机碳和氮衰减的机理，为改善沙漠化地区农田土壤质量提供了理论依据。