“双碳”目标下农业生态系统中有机肥施用的若干探讨综述

利用农业生物废弃物等制备生产的有机肥,以资源化循环利用为特色,具有改良土壤环境、促进作物生长等作用,符合农业低碳发展的要求,对“碳达峰、碳中和”目标的实现发挥重要作用。本文基于有机肥对农业废弃物高利用率和能源低耗的特质,以及改善土壤肥力和微生态的能力,综述了有机肥在资源利用与环境友好方面的低碳发展优势,并且分析了有机肥肥效低下、制造和储运成本高、存在重金属和抗生素潜在污染等问题对发展低碳农业可能存在的影响;同时,基于农田系统碳氮循环分析了有机肥参与碳固存、温室气体排放与养分循环的情况,指出有机肥的土壤固碳性能与土壤有机碳输入与分解两个过程的动态平衡有关,而有机肥过量施用会促进CO_(2)、CH_(4)和N_(2)O等温室气体排放。作者提出了促进有机肥产业低碳发展助力中国双碳行动的有机肥“四板斧”计划:一是对有机肥产业开展体系性低碳化改造,在其生产源头构建高效率、低能耗、有机循环、低污染的制造模式;二是在田间用肥方面鼓励精准施肥、配方施肥提高施肥效率;三是在系统监管层面增加有机肥碳足迹评价;四是采取一系列市场与政府的协同措施以控制农业系统碳排放。

稻渔共生生态系统中沟坑问题与最大允许沟宽的推算及应用

本文通过生态学上的"边际效应"介绍了稻渔共生系统中沟坑设计的依据,并举例说明如何在田间工程开挖前计算最大沟宽和在田间工程完工后对沟宽合规性进行检验与核算。一、背景稻渔共生系统是人类利用稻田浅水环境将水稻栽培和水生生物(田鲤鱼、鳖、蟹、鳅、虾等)养殖巧妙地结合在同一稻田空间中进行稻、渔齐收的系统,在我国南方稻作区历史悠久。

稻鱼共生系统农田边界的植物和丛枝菌根真菌调查--以首批全球重要农业文化遗产稻鱼共生系统核心保护地浙江青田龙现为例

全球重要农业文化遗产系统(Globally Important Agricultural Heritage Systems,GIAHS)对农业生物多样性的保育作用近年来受到关注。研究已表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统保持高的水稻品种多样性和田鱼遗传多样性,但在保育野生植物资源及其相关生物方面的作用仍不清楚。本文研究了GIAHS-青田稻鱼共生系统农田边界栖息的植物及与之共生的丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)群落,通过坡底、坡中和坡顶取样,评估农田边界植物多样性,并通过高通量测序测定农田边界土壤AMF群落的多样性和组成。结果表明,在本研究所调查的范围内,由于总高差不大,坡底、坡中和坡顶3个样地的植物组成、AMF群落组成及土壤理化性质均无显著性差异。青田稻鱼共生系统的农田边界分布有53科109种维管植物,α多样性指数(Shannon-Wiener指数)为0.74~0.84,β多样性指数(Whittaker指数)为0.67~0.77。农田边界植物AMF侵染率为6.67%~44.44%,根际土壤AMF分属9科14属62种,优势科为球囊霉科(Glomeraceae),优势属为球囊霉属(Glomus);农田边界的土壤碳、氮、磷、钾含量较高。相关分析表明,AMF群落多样性与植物多样性呈正相关,与土壤碳、氮、磷、钾含量也呈正相关,其中与土壤速效磷的相关性最显著。这些研究结果表明,GIAHS-青田稻鱼共生系统农田边界保育有较高植物多样性及与之相共生的AMF群落,研究结果有助于加深人们对GIAHS在生物多样性保育方面的理解。

安徽省稻渔种养产业化主要模式总结分析

本文对安徽省常见稻渔种养产业化模式进行了系统介绍,稻虾种养原生态模式解决“小龙虾五月瘟”病害问题,稻虾种养369模式控制留田小龙虾密度,平板式稻田养虾模式预防土壤可能发生的潜育化,稻虾鳖模式可使老稻田和新开挖的稻田一样小龙虾密度可控,稻鳖蛙综合种养模式鳖蛙可全方位捕食害虫,稻鳅综合种养泥鳅服务水稻生产。2019年~2020年,安徽省累计推广稻渔种养产业化主要模式687.02万亩,实现总产值311.15亿元,利润174.24亿元。

稻渔种养产业化关键技术研究

通过对稻渔种养产业化关键技术的研究,结果表明:稻田工程5种基本布局设置合适的参数可以使沟坑占比不超过稻田面积的10%,使水稻产量稳定在7500kg/hm^(2);应用稻渔互促水稻稳产化肥减量技术、水稻病虫害生物防控技术、稻田杂草生物防控技术,可使化肥使用量减少30%以上,农药使用量减少40%以上,稻田杂草减少50%以上;应用水稻小龙虾(泥鳅、鳖等)协同耦合技术,可使水稻和水产动物发挥共生优势,充分利用稻田水、热、光等资源,获得稻渔双丰收。

稻鳅综合种养试验

稻鳅共生形成生态高效环保健康的现代农业种养结合模式。为探究稻鳅综合种养的经济效益及生态效益,进行了稻鳅综合种养试验。结果表明,在该模式下,水稻平均产量为7733.93 kg/hm^(2),泥鳅平均产量6120.75 kg/hm^(2),水稻泥鳅合计总产值为952.87万元,总利润为329.47万元,平均利润约4.15万元/hm^(2),相比对照组水稻单作利润7620元/hm^(2),增加3.39万元/hm^(2),增幅为444.97%。对照组平均使用化肥量为787.50 kg/hm^(2),试验组平均使用化肥量为368.80 kg/hm^(2),相比对照组减少了418.7 kg/hm^(2),降幅53.17%。试验组平均使用农药量5.73 kg/hm^(2),比对照组减少了6.27 kg/hm^(2),降幅52.25%。

凝视一朵花——从不同层次谈植物花色及其生物学意义

以前人对花色素的生化本质与功能研究为基础,本文通过科普的语言和风格,围绕花儿为谁而开、花儿长成什么样、长这样有什么用、花儿为何长这样以及它是如何长成这样的等一连串相关而有趣的问题,进行了自释式的深层解读,以期展示花色之自然真相;本文还在不同生命层次上探讨了花色现象背后的生物学意义,展示了作者提出的理解花色现象可以采取的视角与立场——我们习以为常的自然表象之下总有不期而遇的惊喜,我们自以为理解的自然原理之下也不乏更深层的解读。

传统农业回顾与稻渔产业发展思考

对传统农业的深入理解无疑有助于对农业现代化的推进。稻渔共生产业作为优秀传统农业的典范,对于推进中国农业现代化进程与可持续发展和世界稻渔共生产业的健康发展具有重要的启迪作用。本文从人类文明发展历程,尤其是中国传统农业文明发展历程的回顾切入,简要介绍了重要农业文化遗产的概念、内涵、实施及意义,并以传统稻鱼共生系统为例,深刻分析其传衍数千年的科学机制,讨论了稻渔共生产业发展面临的技术挑战及未来发展战略。研究指出,农耕文明的核心理念在华夏文明发展过程中具有重大的现实意义,而于20世纪60年代初期兴起并不断隆盛的石油农业则可能存在包括农业生物多样性简化、农用化学品依赖、生产成本增高、资源竞争激烈、环境压力增大以及这些工业化的现代农业对发展中国家传统农业产生的不对等的利益竞争和负面影响显而易见。在政府政策激励以及来自科技工作者、技术人员和从农者的共同努力下,从中国优秀传统农业的典范传统稻鱼共生系统逐渐衍生、演变形成的稻渔共生生态种养产业在提高水土资源利用效率、丰富稻田产出、提高农民收入、减少面源污染等方面独具优势。研究表明,相关从业人员需要高度关注现阶段稻渔共生产业发展过程中所遇到的诸如模式选用、景观与农业生物多样性布设、种养协调、肥力调控、产品营销等技术细节问题并加以用心对待、科学掌握。因此提出,未来稻渔共生产业的发展还需要解决农艺机械化、投施精准化、农事省力化等新挑战,并呼吁学界、业界和政策制定部门等聚焦合力解决。