北京市新增耕地农业生产符合性评价工作探讨

为落实补充耕地“数量相等、质量相当、产能不降”的要求,北京市在全国较早启动了新增耕地联合验收。本文通过总结北京市新增耕地联合验收机制实施以来农业生产符合性评价工作的主要做法和成效,分析存在问题及成因,探讨优化解决路径,以期为全国农业部门参与新增耕地质量验收探索道路、提供借鉴。

北京市各区县耕地建设保护实验室现状与建议

加强耕地建设保护实验室体系建设是保证耕地质量提升、耕地建设保护和农产品质量安全的基础,文章通过到北京市各区县走访调研,从当前实验室现状入手,分析目前存在的主要问题,提出北京市各区县耕地质量建设保护实验室的发展建议。

适宜北京大面积推广的冬小麦品种筛选

为解决北京小麦生产上种植品种多、乱、杂的问题,在密云、顺义、房山3点开展了10个节水、优质、高产小麦新品种筛选试验。结果表明:农大3486、中麦1062在3点产量均显著高于其他品种,分别为7500.0~9667.5和7666.5~9834.0 kg·hm^(-2)。这2个品种株高适中,分别为70.3~75.5和72.4~77.4 cm;抗寒性较好,越冬死苗率分别为0.5%~2.0%、1.8%~2.2%,死茎率分别为4.0%~4.7%、4.0%~10.0%;越冬和返青期单株干物重较高,今后可在京郊大面积种植。华麦18在密云、中麦886在房山的产量表现与农大3486、中麦1062差异不显著,这2个品种株高适宜,分别为72.1和75.3 cm;抗寒性较好,死苗率分别为3.0%和1.2%,死茎率分别为4.0%和8.5%,今后可多点示范种植,明确其丰产、稳产性。

北京市农田土壤有机碳密度空间变异及影响因素

探明区域农田土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)空间分布特征及其影响因素对增加农田土壤碳汇、实现“双碳”目标具有重要意义。该研究以北京市为研究区,基于2022年采样实测的0~60 cm各层SOCD数据,采用3D概念模型、Mantel test、地理加权回归、地理探测器模型开展SOCD空间变异分析,探究不同因素对SOCD的影响程度及各因素间交互后的作用力。结果表明:1)研究区SOCD在空间上呈自表层向深层逐渐降低的趋势,其中0~15 cm土层的SOCD显著高于30~60 cm(P<0.05),0~60 cm土层的有机碳储量约为10.80 Tg。2)土壤含水率、土壤亚类、地形部位分别对0~15、15~60、45~60 cm土层的SOCD产生了显著影响(P<0.05);土壤亚类、土壤母质、土壤质地、地形部位与SOCD的空间关联性较强,关联程度自表层向下逐渐增大。3)各重要因子交互后对研究区SOCD的解释能力呈双因子增强或非线性增强的关系,土壤亚类与其他各因子交互后对SOCD的解释能力提升最为突出。今后研究区内开展土壤有机碳空间变异等相关研究时应尽可能综合考虑多因素间的交互作用,其中土壤亚类(土壤类型)可作为重点指标。研究结果可为优化农田资源空间结构,制定农田固碳增汇措施提供科学参考。

新增耕地联合验收机制的探索与实践——以北京市为例

耕地是粮食生产的命根子。耕地占补平衡是落实耕地保护“长牙齿”的硬措施,而新增耕地验收是耕地占补平衡管理的最重要一环,既要确保新增耕地数量,又要确保其质量。本文在研究新增耕地验收政策来源和新增耕地验收机制主要流程的基础上,以北京市为例,详细介绍了北京市新增耕地联合验收机制的流程和创新经验,并对下一步完善新增耕地验收机制给出了几点笔者思考和建议,供大家参考。

谋划早 措施实 要求严 北京市高质量完成第三次全国土壤普查试点工作

北京是全国2022年8个开展第三次全国土壤普查省市县三级联动的试点省份之一,10个试点区数量占全国试点县总数的11.4%,为全国之最。截至目前,10个试点区的试点工作成果通过国家验收,其中通州区获得优秀。现将试点的工作成果及相应经验做法总结成文,供大家交流经验,加快推动普查工作的全面开展。

生物有机肥和微生物菌剂对北京山区连作茶菊生长及土壤肥力的影响

为研究生物有机肥和微生物菌剂对北京山区连作茶菊生长及土壤肥力的影响,设常规施肥对照(CK)、生物有机肥(T1)、微生物菌剂(T2)及生物有机肥联合微生物菌剂(T3)4个处理,比较不同处理对土壤肥力和茶菊生长的影响。结果表明:施用生物有机肥和微生物菌剂可以提高土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量,土壤中细菌、真菌和放线菌数量,茶菊的存活率、株高、冠幅、分枝数等主要生长指标,茶菊产量及总黄酮和绿原酸含量。在试验条件下,以生物有机肥联合微生物菌剂(T3)效果最佳,与CK相比,土壤有机质、有效磷和速效钾平均含量显著提高20.18%、12.22%和33.17%,全氮和碱解氮平均含量提高10.06%和10.28%,土壤中细菌、真菌和放线菌的平均数量显著提高96.03%、40.56%、69.06%,茶菊盛花期存活率、产量、总黄酮含量和绿原酸含量显著提高41.55%、60.74%、42.59%和33.38%。总之,施用生物有机肥和微生物菌剂可改善土壤肥力和土壤微生物群落结构,增加土壤养分有效供给,显著促进茶菊生长、提高产量、改善品质,对减轻连作障碍具有积极作用,可为北京山区茶菊连作障碍防治提供参考。

乡村振兴背景下村域尺度农业产业发展研究--以北京市密云区东邵渠镇界牌村为例

为促进村级农业产业发展,在实施乡村振兴战略背景下,基于驻村调研者视角,以界牌村农业发展现状为切入点,分析了界牌村农业发展存在的问题,提出通过优化产业布局、培育特色品牌、农民培育、挖掘农业发展自然资源等措施,推进界牌村农业产业发展和振兴。

复垦复耕补充耕地质量评价指标最小数据集构建

复垦复耕补充耕地来源多样,通常斑块较小,且前期利用情况不清。构建科学合理且独立的质量评价指标来真实反映耕地质量状况,关乎到复垦复耕补充耕地可持续高效利用与粮食安全。第三次全国国土调查后各地涌现了大量补充耕地,当前复垦复耕补充耕地质量评价刚起步,内涵难以界定、评价标准尚未形成。从农业生产属性出发,以北京市平谷区28个复垦复耕补充耕地地块为评价单元,基于野外调查和室内检测,通过相关性分析、主成分分析方法对评价指标筛选,构建复垦复耕补充耕地质量评价指标最小数据集并对地块进行耕地质量评价,与全指标体系对比分析加以验证。结果表明:复垦复耕补充耕地质量相对较差,不同来源补充耕地的有机质、有效磷、速效钾和CEC无显著差异,其他草地和城镇住宅用地土壤的pH显著高于果园。构建了涵盖立地条件、土壤化学性状、土壤物理性状、土壤管理以及土壤清洁度复垦复耕补充耕地质量评价的最小指标体系。对比验证分析显示,评价结果相近,决定系数可达0.78。建立的最小数据集能够较为真实反映耕地质量状况,可为复垦复耕补充耕地质量合理评价提供方法指导。

北京郊区不同肥力水平下玉米的施氮量推荐

研究了北京郊区不同肥力水平下,不同施氮量对玉米产量、氮利用效率及氮素累积量的影响,通过比较产量和氮利用效率来综合推荐施氮量,减少因化肥过量投入带来的土壤氮环境风险。选取北京郊区高、中、低肥力水平下的农田,设不施氮肥(N0)、优化施肥(OPT,优化施肥量)、低倍氮肥(N50,优化施氮量的50%)、高倍氮肥(N150,优化施氮量的150%)4个处理,分析玉米产量、氮利用效率及收获期地上部的氮素累积量,通过拟合施氮量与产量、施氮量与氮肥回收率的二次曲线,分别比较曲线达到理论最大值时的施氮量、产量、氮肥回收率,综合得出高、中肥力农田的推荐施氮量。结果表明:不同肥力农田的产量在所有处理的大小依次为:高肥力>中肥力>低肥力,土壤基础地力贡献率也呈现类似的变化规律。各处理间以OPT的产量最高,其中,高肥力农田的产量为11865.2 kg/hm^(2),较N0处理提高了19.3%;中肥力农田的产量可达11458.4 kg/hm^(2),较N0处理提高了29.6%;而低肥力农田的产量为10163.1 kg/hm^(2),较N0处理提高了43.0%。通过拟合产量与施氮量的二次曲线关系发现,仅以增加低肥力农田的施氮量来提高产量,不能够达到中、高肥力农田的产量,因此仍需通过改善低肥力农田的基础地力来提高产量。不同肥力农田玉米地上部的氮素累积量在所有处理的大小依次为:高肥力>中肥力>低肥力(中肥力OPT处理除外),各处理间以OPT的氮素累积量和氮肥回收率最高,其中,中肥力农田的氮肥回收率为35.8%,大于低肥力农田(27.0%)和高肥力农田(24.8%)。通过分别比较产量、氮肥回收率达到理论最大值时的施氮量、产量和氮肥回收率可得出:在氮肥回收率差值较小的情况下,中肥力农田可通过增加施氮量来提高产量,推荐施氮量为162.4 kg/hm^(2);而在产量差值较小的情况下,高肥力农田需要通过控制施氮量来提高氮肥回收率,推荐施氮量为143.3 kg/hm^(2)。

短期磷耗竭对褐土磷形态及细菌群落的影响

磷肥是作物高产的一个重要保障,然而过量施磷及其低利用率,易造成土壤中磷的累积,加剧磷矿耗竭和水体富营养化风险。因此研究土壤中累积磷素的耗竭特征,能为提高土壤累积磷的高效利用和降低环境风险提供理论依据。本研究以玉米为试验作物,以初始有效磷含量分别为17.23 mg·kg^(-1)(T1)、40.2 mg·kg^(-1)(T2)、108.62 mg·kg^(-1)(T3)和181.33 mg·kg^(-1)(T4)的褐土为供试土壤,通过盆栽试验,以连续种植5茬玉米的方式耗竭土壤中的累积磷,分析磷耗竭过程中土壤有效磷、磷形态(改进的Hedley法测定)、土壤理化性质和细菌群落结构的变化。结果表明,褐土磷耗竭过程中,有效磷含量总体呈下降趋势,而且初始含量越高,降幅越大。对于活性磷组分,T1处理显著升高,T2、T3和T4处理显著降低;中等活性磷含量降低,在耗竭中呈现先降低后升高的趋势,主要受稀盐酸提取态磷(Dil.HCl-Pi)和氢氧化钠提取态有机磷(NaOH-Po)的影响;稳定性磷含量升高,其中主要为浓盐酸提取态无机磷(Conc.HCl-Pi)和残渣态磷(Residual-P)含量升高。土壤有效磷和有机质与磷形态显著相关。磷耗竭过程影响了细菌群落结构和组成,T4处理最为明显。在门分类水平上,T4处理蓝细菌门(Cyanobacteria)等相对丰度在耗竭过程中显著下降;芽单胞菌门(Gemmatimonadota)等相对丰度在耗竭过程中显著上升;在属分类水平上,类诺卡氏菌属(Nocardioides)、norank_f_AKYG1722和节杆菌属(Arthrobacter)等相对丰度在耗竭过程中显著下降;norank_f_67-14和沙壤土杆菌(Ramlibacte)等相对丰度在耗竭过程中显著上升。属分类水平上相对丰度前40的多个细菌属与有效磷、活性磷、有机质显著相关。类诺卡氏菌属和节杆菌属等可能会促进中等活性磷转化为有效磷和活性磷;微枝形杆菌属和斯克尔曼氏菌属等则可能利用土壤中的稳定性磷。褐土磷耗竭会降低土壤有效磷含量,显著消耗土壤活性磷中的无机磷NaHCO3-Pi和中等活性磷中的有机磷NaOH-Po,增加土壤中稳定性磷的含量。土壤磷耗竭过程中,门分类水平上的放线菌门、厚壁菌门等菌门和属分类水平上的类诺卡氏菌属、微枝形杆菌属、和斯克尔曼氏菌属等菌属与有效磷间相互影响。本研究为褐土磷耗竭过程中磷形态转化及微生物调控提供了理论依据,为土壤累积磷的利用提供支撑。

不同连作年限设施农用地土壤有机碳与细菌群落功能特征

为探明不同连作年限设施农用地土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)与细菌群落功能变化及其动态响应关系,以北京市南郊设施农业集中地为研究区,采用时空替代法系统分析了未种植(CK)、连作年限0~5年(0~5 a)、5~10年(5~10 a)、10~20年(10~20 a)和20年以上(20 a+)SOC、细菌群落结构及其代谢功能的变化。结合冗余分析(RDA)、典型相关分析(CCA)、PICRUSt2功能预测及Mantel test探究了SOC及其活性组分与细菌优势菌群的动态响应,以及与细菌代谢功能的相互关系。结果表明:连作使研究区微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)、易氧化有机碳(Easily oxidizes organic carbon,EOC)、SOC含量及土壤有机碳密度(Soil organic carbon density,SOCD)均随种植年限先增后减,可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)含量在20 a+时最高,微生物熵(Q)随连作年限增加而减小。连作降低了土壤细菌的多样性,但提高了细菌种群间差异,PICRUSt2预测不同连作年限土壤细菌功能均以新陈代谢为主,5~20 a土壤细菌二级代谢功能丰度明显高于0~5 a、20 a+、CK。相对丰度前10的细菌群中Acidobacteriota与SOC及其活性组分含量均呈负相关,主导和参与SOC累积循环的关键菌群在连作20 a+后出现由富营养型菌群向寡营养和致病类菌群转变的趋势;Mantel分析显示,第3层级有53类与土壤有机碳含量呈显著相关的代谢功能(p<0.05),其中23类隶属于第1层级的新陈代谢,与EOC呈显著相关的代谢功能高达51类。本研究结果可为优化碳循环相关细菌功能群,提升小尺度设施农用地土壤碳汇功能提供参考。

长期重金属污染对线虫群落结构和碳流的影响

为探明长期复合重金属污染对线虫群落和碳流动的影响,该文分析了矿区4个区域(NC、C1、C2、C3)土壤理化性质和重金属污染对土壤线虫及其食物网碳流动的影响。结果表明:NC和C1分别属于轻微和中等生态风险,C2和C3属于极强生态风险,As、Pb、Cd风险最严重;共有29个属被鉴定出来,优势属(>10%)为真滑刃属和头叶属;随重金属潜在生态风险增强,线虫数量明显减少且结构指数(SI)和富集指数(EI)显著降低,冗余分析和相关性分析表明重金属潜在生态风险(RI)对线虫群落有显著影响,且与c-p1、c-p5、真菌食性和捕食杂食性线虫丰度呈显著负相关,与植物食性线虫丰度呈显著正相关;路径分析表明,重金属污染明显影响了线虫食物网碳的流通途径,并降低了碳流动均匀性。

海藻酸肥对草莓生长、产量和品质的影响

为筛选出适用于京郊草莓生产的海藻酸肥,以‘红颜’草莓为供试材料,选择市场关注度较高的4种海藻酸肥产品,通过田间试验,研究不同海藻酸肥对草莓生长性状、产量和品质的影响。结果表明,不同海藻酸肥处理均可促进草莓植株的生长,以海藻精海藻酸肥处理(T_(2))的株高和叶柄长效果最好,与清水对照处理(CK)相比,128号棚株高显著增长32.0%,234号棚叶柄长显著增长25.71%。海藻酸肥可以通过提高果个数提高草莓产量,与CK处理相比,128号棚T_(2)处理产量显著增加18.47%,234号棚T_(3)处理显著增加23.36%,各海藻酸肥处理间差异不显著。海藻酸肥可以提高草莓果实品质,提高可溶性固形物含量、糖酸比和维生素C含量,降低可滴定酸和硝酸盐含量。研究认为,海藻酸肥可以促进草莓生长、提高产量、改善品质,并以T_(2)处理施肥效果最佳。

蔬菜秸秆配合石灰氮土壤消毒研究

针对设施老菜田连作障碍严重、根结线虫发病率高等问题,在夏季休闲期进行石灰氮高温消毒的基础上,利用蔬菜秸秆替代麦秸进行消毒效果研究。试验结果表明:通过对蔬菜秸秆配合石灰氮土壤消毒和传统石灰氮土壤消毒2种消毒方式进行比较,蔬菜秸秆配合石灰氮进行土壤消毒后可以有效减少土壤中80%以上根结线虫,降低根结线虫的发病率,消毒后土壤中三大菌群数量(细菌、真菌、放线菌)均减少,通过添加微生物菌剂后可恢复土壤生物肥力;同时对下茬作物产量和品质均有提高,较传统消毒方式番茄产量高9.50%,VC含量高2.77%;蔬菜秸秆中的养分经高温腐熟后还回到地里,增加了土壤中的养分,使收获期土壤有机质含量增幅达为8.22%,氮、磷、钾含量增幅分别为15.02%、12.53%和8.62%。因此,石灰氮高温消毒过程中添加蔬菜秸秆,可以有效替代麦秸,不仅能减少土壤中根结线虫数量,还能提高下茬作物产量和品质,并且蔬菜秸秆在棚内就地粉碎、就地处理,有效解决了蔬菜废弃物的循环再利用。

自然降雨和施用缓释肥对北运河上游大田氮磷径流流失的影响

在北运河上游流域,通过大田监测试验,研究了自然降雨条件下不施肥(T_(1))、传统施肥(T_(2))、缓释肥(T_(3))3种不同施肥处理玉米生长季氮磷径流流失的影响。结果表明:当流域内12 h内降雨量超过30 mm时,土壤含量水呈饱和状态,由此地表径流液产生;若在1 h内降雨量超过30 mm,则会加剧径流的产出。与T_(2)处理相比,T_(3)处理的总氮、总磷、铵态氮、硝态氮流失量均偏低,分别低15.3%、24.2%、10%和12%,但未达到显著性差异。T_(3)处理的总氮流失率为0.07%,较T_(2)处理减少46.2%;T_(3)处理的总磷流失率为0.13%,较T_(2)处理减少71.7%;T_(3)处理的硝态氮流失率为0.06%,较T_(2)处理减少25%。综上,与传统施肥相比,施用缓释肥在减少氮磷流失方面能起到一定的减排作用,对科学推广缓释肥和评估缓释肥对氮磷流失的减排效果提供了数据支撑。

不同磷水平设施菜田上结球生菜的适宜施磷量推荐研究

以结球生菜为试材,采用小区试验对比的方法,研究了高中低3种磷水平设施菜田上,不同施磷量对产量、品质、土壤有效磷含量和磷素农学效率的影响。结果表明:高磷菜田上,施磷量(P_(2)O_(5))为36.54 kg/hm^(2)时结球生菜产量最高;中磷菜田上施磷量(P_(2)O_(5))54.91 kg/hm^(2)时结球生菜产量最高,硝酸盐含量较低,维生素C含量增加,土壤有效磷含量显著提高;低磷菜田上施磷量(P2O5)91.35 kg/hm^(2)时结球生菜产量最高,硝酸盐含量降低。土壤磷含量和施磷量增加,均会造成磷肥农学效率降低。因此,高磷菜田上不施磷肥或少施磷肥,中磷菜田配施中水平磷肥,低磷菜田配施高水平磷肥是提高结球生菜产量、品质和磷肥农学效率的有效措施。

基于探地雷达包络检波的新增耕地有效土层厚度估算

目的:新增耕地土壤人为扰动大,有效土层厚度分层信息不明显,仅凭开挖剖面调查不易获取,因此探究探地雷达估算新增耕地土壤有效土层厚度的方法。方法:基于探地雷达采集电磁波,运用包络振幅平均值法(AEA)建模获取新增耕地不同剖面层次含水率与雷达振幅包络值的相对关系,通过Topp经验公式反推各层次介电常数,利用包络检波获取土壤有效土层厚度分层界面时域信息,结合介电常数和时域信息,估测有效土层厚度。结果:不同土壤剖面层次AEA^(-1)-含水率回归模型预测集R 2均在0.818以上,反演效果较好;有效土层厚度估算值相对误差在4%以下,误差较小;不同原利用类型的新增耕地有效土层厚度呈现果园>其他草地>设施农用地>城镇住宅用地。结论:基于探地雷达探测新增耕地土壤有效土层厚度是可行且较为精准的。

北京有机肥料质量和重金属含量变化分析

【目的】为提升和保护北京市耕地质量,保障农产品质量安全。【方法】2013—2020年随机调查北京市有机肥样品,分析有机肥的质量指标和重金属5项。【结果】结果表明:1)318个受调查样品中,有机肥质量合格率为83.0%。2020年,有机肥质量合格率为92.6%,较2013年(合格率为58.1%)提高了60%。2)有机质含量在49.95~62.44 g/kg之间,合格率除2013(64.5%)和2015年(79.4%)略低以外,其余年份合格率在90.3%~100%之间;3)总养分在2.40%~20.17%之间,变异系数达31%,中位数在7.10%~7.99%之间,合格率除2013、2014和2018年略低以外,其他年份均高于90%。氮、磷、钾的变幅均较大,最高含量分别是最低含量的30倍、53倍和24倍,变异系数分别为45%、60%和51%;4)铅、砷、铬、镉和汞的检出率分别为100%、100%、99.69%、87.42%和79.87%,铬平均检出含量为42.98 mg/kg,铬最高检出含量达2 022.6 mg/kg,超标12.5倍,不同样品铬含量相差4个数量级,变异系数为309.44%,铅、砷、汞和镉平均检出浓度分别为26.65 mg/kg、4.82 mg/kg、0.30 mg/kg和1.26 mg/kg。镉、铬、铅、砷和汞的合格率分别为100%、97.48%、98.11%、98.11%和98.74%。所有年份5种重金属均为清洁水平(单因子污染指数均<1.0)和安全级别(综合污染指数均<0.7)。除了镉与铬和砷含量之间无相关性以外,其余重金属元素之间均显著相关(P<0.05),其中,铅与镉、铬、砷和汞的相关系数最高,分别为0.52、0.33、0.67和0.70。【结论】2013—2020年北京市有机肥质量显著提升,目前有机肥质量总体良好。建议肥料管理部门进一步开展有机肥质量常态化监管,有机肥企业加强原料安全性评估,对发酵原料进行充分堆腐和无害化处理,保证养分含量达标的同时,提高有机肥腐殖质含量、降低重金属有效性,确保有机肥的安全和品质。

北京市微量元素水溶肥料重金属含量分析

通过对北京市2011—2021年微量元素水溶肥料的监测,分析北京市微量元素水溶肥料重金属含量和污染情况。结果表明,北京市微量元素水溶肥产品仍存在重金属含量超标问题。5个重金属元素的合格率均在90%以上,As和Cd的合格率最低,超标量最高;2015年和2017年的As和Cd元素P;值超过1,达到了重污染程度。2011—2021年内梅罗综合污染指数P;分别是0.527、0.37、0.57、0.278、38.514、0.337、18.553、0.264、0.432、0.338、0.533,这说明自2017年之后重金属污染情况逐年趋于良好。