基于能值分析的农业经营主体可持续发展能力研究

[目的]通过对农业经营主体可持续发展能力测算方法的研究及可持续发展能力的实证分析,为提高农业经营主体可持续发展能力及培育新型农业经营主体提供理论支持和经验参考。[方法]借助典型案例调查及官方统计数据,采用物质—价值流和能值分析法对农业经营主体可持续发展能力问题展开研究。[结果]物质—价值流实证结果表明,家庭农场、种植大户和普通农户的单位土地净收入分别为1.778 4万元/hm^2、1.153 1万元/hm^2和0.439 6万元/hm^2;能值分析实证结果显示,家庭农场、种植大户和普通农户的可持续发展指数依次为24.49、4.21和3.58。[结论]从经济效益和可持续发展能力的视角来看,新型农业经营主体优于普通农户,家庭农场单位土地净收入最高,有较大的发展空间,可持续发展能力最大。

耕作方式转变和秸秆还田对土壤活性有机碳的影响

深松是解决长期旋免耕后耕层浅薄化、亚表层(15~30 cm)容重增加等问题的有效方法之一,长期旋免耕后进行深松显著影响土壤有机碳及其组分的周转。为对比转变耕作方式对土壤活性有机碳(LOC)及碳库管理指数的影响,该研究基于连续6 a的旋耕转变为深松和免耕转变为深松定位试验,对比了2012-2014年长期旋免耕农田进行深松对农田土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。研究结果表明,耕作方式转变和秸秆还田均对土壤LOC含量、活性有机碳与有机碳的比例(LOC/SOC)和碳库管理指数产生显著影响。相对于原旋耕秸秆还田处理(RTS),虽然旋耕-深松秸秆还田处理(RTS-STS)提高了0~30 cm土层的LOC含量,但其土壤中LOC/SOC比例和碳库管理指数显著下降。而免耕-深松秸秆还田(NTS-STS)处理和耕作方式未转变的免耕秸秆还田处理(NTS)在0~10 cm土层其LOC含量无显著性差异,但NTS-STS处理显著提高LOC/SOC比例。耕作方式转变导致RTS-STS处理碳库管理指数随着土层的加深而逐渐降低,而NTS-STS处理则呈逐渐升高趋势。耕作、秸秆、年份、耕作与秸秆、耕作与年份及3者交互作用是导致耕作方式转变后各处理0~30 cm的LOC含量变化的主要作用力(P<0.05)。秸秆还田条件下,将长期旋耕处理转变为深松可显著降低土壤SOC中的LOC比例,降低碳库管理指数,促进土壤碳库的稳定性;而长期免耕处理转变为深松能够显著提高土壤下层(10~30 cm)的土壤碳库活性。

转变耕作方式对长期旋免耕农田土壤有机碳库的影响

土壤深松是解决长期旋免耕农田耕层浅薄化、亚表层（〉15～30 cm）容重增加等问题的有效方法之一,而将长期旋免耕农田进行深松必然导致农业生态系统中土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）及碳固定速率的变化。因此,为对比将长期旋免耕转变为深松前后农田土壤有机碳库变化,该研究利用连续12a的旋耕和免耕长期定位试验以及在此基础上连续6 a旋耕-深松和免耕-深松定位试验,对比了转变耕作方式对农田土壤0～30 cm有机碳含量、周年累积速率及其固碳量的影响。研究结果表明,经过连续12 a的旋耕和免耕处理（2002-2014）,2014年免耕处理土壤0～30 cm有机碳储量比试验初期（2002年）提高38%,旋耕处理降低了30%,而对照常规处理无显著差异。免耕处理土壤0～30 cm有机碳储量比旋耕处理高约2.6倍（2014年）。长期免耕显著提高了土壤0～30 cm的有机碳含量,2002～2014年其土壤0～30 cm固碳量为16.69 t/hm2,但长期旋耕导致土壤0～30 cm SOC含量显著降低,表现为土壤有机碳的净损耗,年损耗速率为-0.75 t/hm2。而长期旋耕后进行深松（旋耕-深松处理）6年其土壤0～30 cm的有机碳含量较原旋耕处理提高32%～67%,且显著提高了土壤固碳量及周年累积速率;免耕-深松土壤0～30 cm的有机碳周年累积速率较免耕处理下降了42%。长期旋耕造成有机碳水平下降的条件下,将旋耕处理转变为深松处理在短期内更有利于促进土壤有机碳的积累,而将长期免耕处理转变为深松措施,降低了土壤有机碳的累积速率和固碳量。

黄河三角洲盐渍化荒地种植植物对土壤改良、磷形态转化及有效性的影响

为了明确种植不同植物对黄河三角洲盐渍化荒地改良效果、土壤磷形态转化及增效调控机制,研究了在生长芦苇的盐渍化荒地改变种植植物(柽柳、白蜡、苜蓿)的改良措施对土壤磷形态转化及有效含量的影响。结果表明:与荒地芦苇相比,3种植物种植均能显著提高0—20 cm土壤磷酸酶活性,柽柳种植显著降低0—20 cm土壤pH,促进0—20 cm土壤大颗粒团聚体形成,提高0—40 cm土壤有机碳含量,显著增加0—100 cm土壤盐渍化程度,促使土壤速效磷(Ca2—P)和缓效磷(Ca8—P和Al—P)向难溶性磷(Ca10—P)的转化,导致土壤磷有效性降低;白蜡种植显著降低0—100 cm土壤盐渍化程度及60—100 cm土壤pH,0—20 cm土壤小颗粒团聚体比例增加,0—40 cm土壤有机碳含量显著降低,促进土壤难溶性磷(O—P)向缓效磷(Fe—P)转化,有利于土壤磷有效性提高;苜蓿种植显著增加0—20 cm土壤有效磷含量,提高0—20 cm土壤磷酸酶活性,促进难溶性磷(O—P)、缓效磷(Ca8—P和Al—P)向速效磷的转化,0—20 cm土壤大颗粒团聚体比例增加有利于提升土壤磷有效性,其60—100 cm土壤pH增加不利于土壤磷的有效性提高;3种植物种植后土壤微生物量碳和微生物量磷显著降低,微生物量氮显著增加,土壤呼吸强度及脲酶活性均无显著变化。综上所述,白蜡种植最有利于降低土壤盐渍化程度和pH,苜蓿种植最有利于0—20 cm土壤磷有效性的提高,3种植物种植对20—100 cm土壤磷有效性无显著促进作用。由于3种植物对盐渍荒地改良时间较短,土壤微生物种群动态变化及对土壤磷形态转化过程及调控机制尚需深入研究。

顶端调控对棉花根系活力和养分吸收的影响

【目的】揭示新疆棉花栽培中打顶和顶端调控措施与棉花根系活力和养分吸收之间的关系。【方法】大田条件下,研究2个施磷水平在打顶和打顶后,涂抹萘乙酸对棉花根系活力和养分吸收的影响。【结果】在不施磷条件下,打顶第4 d打顶处理增加了根系活力和叶片中N、P、K养分的浓度,而到第9 d根系活力和叶片中N、P、K的浓度降低。施磷时无论打顶第4 d还是打顶第9 d打顶和打顶后涂抹萘乙酸都可增加棉花根系活力和叶片中N、P、K的浓度。施磷时无论是打顶还是打顶后涂抹萘乙酸都可增加棉花单株铃数、单铃重和单株籽棉产量。打顶时施磷比不施磷棉花单株铃数、单铃重、单株籽棉产量分别增加43.2%、26.0%、80.6%;打顶后涂抹萘乙酸分别增加46.0%、3.1%、50.5%。【结论】在施磷肥条件下,无论是打顶还是打顶后涂抹萘乙酸都可增加棉花根系活力,促进对养分的吸收,增加棉花产量。

尿素中添加腐殖酸提升冬小麦产量和氮吸收效率

旨在明确腐殖酸添加量对尿素肥效的影响,为腐殖酸尿素在华北石灰性土壤冬小麦增产中的作用提供支持资料。田间条件下,通过施用不同用量腐殖酸添加剂尿素(I-VI型,腐殖酸添加量1%~6%),与普通尿素处理作对比,比较其对改善氮素吸收和冬小麦产量持续提高的影响。试验结果表明:腐殖酸尿素添加量与冬小麦产量和氮吸收密切相关。施氮量相同时,IV型腐殖酸尿素能够显著增加冬小麦产量并促进氮素向籽粒中运移,腐殖酸尿素显著提高穗粒数(I和II型腐殖酸尿素)和千粒重(II、V和VI型腐殖酸尿素)等产量构成因素;III型腐殖酸尿素显著提高冬小麦氮吸收率,但均对锰吸收、土壤有机质含量、出苗数、分蘖数、有效蘖数和穗数等无显著促进作用。由此可见,腐殖酸尿素肥效与腐殖酸添加剂量密切相关,4%腐殖酸作为尿素添加剂时能显著增加高产冬小麦产量和构成因素,3%腐殖酸作为尿素中添加剂时显著提高氮吸收率。

水分矿化度对不同品种水稻发芽率的影响

淡水资源亏缺是限制盐渍化土壤作物出苗和生长的关键因素之一,为探寻盐渍化农田水稻出苗与水分矿化度的关系,选取非耐盐品种圣稻735和耐盐品种盐粳456为试材,通过温室盆栽试验和室内培养箱模拟试验开展不同矿化度灌溉水对水稻不同时间发芽率及土壤盐分、pH值的影响。结果表明,水稻发芽率随水分矿化度增加而降低,发芽时间推迟,矿化度越高,推迟时间越长,至16 d时发芽率达到最高。水稻发芽率与灌溉水矿化度呈显著负相关,相同水分矿化度时,圣稻735发芽率高于盐粳456,且发芽日期早于盐粳456,圣稻735发芽盐害程度弱于盐粳456。以中度矿化度水灌溉时,两品种水稻发芽率均低于50%,其受盐害程度较重。本研究表明,灌溉水矿化度增加显著提高土壤盐分,进而导致水稻发芽受抑制,在弱矿化水灌溉条件下,圣稻735发芽状况优于盐粳456,而弱矿化水可用于灌溉淡水资源受限的盐渍化农田水稻发芽,以保证一定程度的出苗率。

腐植酸肥料对夏玉米产量和氮素利用的影响

以腐植酸尿素和腐植酸复合肥为材料,开展田间肥效试验,研究6种腐植酸肥料对玉米产量以及氮肥利用率的影响,以期为玉米施肥提质增效提供理论与实践依据,并为新型腐植酸尿素/复合肥肥料中添加剂的适宜用量提供数据支持。试验结果表明:与不添加腐植酸的普通尿素/复合肥对照相比,腐植酸尿素和腐植酸复合肥均能增加玉米产量,腐植酸尿素及腐植酸复合肥最大增产率分别为12.97%和11.74%;腐植酸肥料对玉米干物质量的累积也有一定促进作用,尤其是Ⅳ型腐植酸尿素处理和Ⅴ型腐植酸复合肥处理玉米的生物量分别比对照提高9.7%和10.8%;玉米氮吸收量和氮肥偏生产力随腐植酸添加量的不同而异,HA4处理和HA5处理玉米氮吸收量和氮肥偏生产力均较高。综上所述,腐植酸肥料能够增加玉米产量,提高氮肥肥效,且Ⅴ型腐植酸尿素、Ⅳ型腐植酸复合肥处理玉米生物量和氮肥利用率均较高,所以腐植酸在尿素中的最佳添加量为Ⅴ型,在复合肥中的最佳添加量为Ⅳ型。

尿素中控失剂添加量对夏玉米氮素利用和产量的影响

为探究尿素中控失添加剂的适宜用量,以无氮处理(CK)、普通尿素(CU)处理为对照,研究不同控失剂添加量尿素(Ⅰ~Ⅵ型,控失剂含量1%~6%)对夏玉米生长和肥效的影响。结果表明,氮肥对夏玉米产量和生物量影响显著,相同氮肥用量下,控失剂用量对夏玉米生物量有显著促进作用,尿素中4%的控失剂用量对夏玉米产量和生物量的促进作用最大,2016和2017年夏玉米平均产量Ⅳ型控失尿素较CU增加7.80%,夏玉米平均生物量Ⅳ型控失尿素较CU增加10.30%;尿素中控失剂含量为5%时夏玉米地上部吸氮量最多;Ⅳ型控失尿素的玉米氮肥利用率、氮素农学效率、氮肥偏生产力最高。尿素中控失剂添加量为4%玉米生物量和氮肥当季利用率最高,拟合控失尿素和夏玉米产量得出控失剂在尿素中的最佳添加量为4.81%。