基于农业废弃物的日光温室茄子栽培基质配方筛选研究

通过对河西地区玉米秸秆、牛粪堆肥处理复配成基质,筛选适合当地日光温室茄子种植的最佳栽培基质配方,为农业废弃物循环利用提供科学依据。以“长茄1号”为指示品种,采用盆栽试验研究了不同配方基质下栽培茄子的生长和产量效益。结果表明,腐熟玉米秸秆、河沙、蛭石、腐熟牛粪、凹凸棒石粉、珍珠岩按体积比6∶1∶1∶1∶0.5∶0.5复配成栽培基质配方,茄子产量最高,为1.29 kg/株,净收益表现良好,为1.39元/株,茄子株高、茎粗、叶绿素含量、生物量、单株结果数等性状均为最优。该配方适宜在河西地区日光温室茄子基质栽培中应用推广。

基于STIRPAT模型的甘肃省农业碳排放特征分析

从种植业和畜牧业两方面入手,采用排放因子法对甘肃省2000-2020年农业碳排放进行了估算,分析了其时空变化特征,基于STIRPAT(Stochastic impacts by regression on PAT)模型探析了甘肃省农业碳排放的影响因素,并提出了相应对策。结果表明:(1)甘肃省2000-2020年CO_(2)-e排放量呈“升高-降低-升高”的趋势,2015年达到峰值,估算为2320.41×10^(4) t;从2018年开始又逐年增加,直至2020年增至2290.69×104 t。(2)甘肃省农业CO_(2)-e排放结构中,种植业占35%,畜牧业占65%。主要碳排放源中,畜禽胃肠道发酵对农业碳排放总量的贡献最大,其次是化肥和畜禽粪便管理。主要畜禽中,肉牛养殖对碳排放的贡献最大,其次是绵羊、山羊、奶牛和猪,家禽养殖的贡献最小。(3)农村人口、农村居民人均GDP、农村居民人均可支配收入、农业机械总动力、农业增加值占全省生产总值比重、农村住户固定资产投资额、农业科技成果应用数量、农业科技投入是影响甘肃省农业碳排放的主要因素,影响力指数分别为-0.017、0.026、0.020、0.038、-0.025、0.031、-0.017、0.016。为有效控制农业碳排放,建议在5个方面采取相应策略:努力提高种植业资源利用效率和土壤碳汇能力;强化畜牧业源头减量、过程控制和末端处理;努力降低农业机械对石油的依赖;有效推动农村清洁能源利用;加大农业低碳技术的研发与应用。

数字土壤制图方法研究进展

数字土壤制图是基于土壤成土学、地理学和数学理论知识,借助3S技术手段而产生的一种新型高效的土壤制图技术。国内外学者从环境协同变量的生成、样点数据的获取、数字土壤制图模型或方法的选择及土壤图的产生与验证这4个方面已有大量的研究,尤其是对制图方法的研究。本文介绍了数字土壤制图的五类方法,分别是地统计学方法、确定性插值、数理统计、机器学习和专家知识模型。同时基于不同方法的特征,从样本的密度和分布状况、地形地貌特征及目标变量等方面考虑,选择适用于研究区域的制图方法。数字土壤制图未来的发展方向包括将人类活动因子加入环境协同变量;基于机器学习与数据挖掘建立更有效的采样方法;新型建模方法的应用(深度学习和多模态方法)。

甘肃河西走廊节水农业生态补偿机制探索

甘肃河西走廊荒漠与绿洲共存,水资源总量缺乏,低降水高蒸发,属典型的灌溉农业区和资源型缺水区域。由于水的供需矛盾突出,导致地下水位以0.57 m.a-1速率下降、防风固沙林衰败枯死、绿洲萎缩、沙尘暴增多。依据"限用地下水、适用地表水、用足天上水"、"开源节流、严防蒸发、提高水效益"的发展节水农业思路,采用"工程节水、农艺节水、生物节水、管理节水"四大并举的节水技术措施,筹措和整合各种涉农项目资金,对四大措施的各个环节增加投入部分,进行科学合理的生态补偿。积极地从补偿政策制定、补偿资金筹措、补偿执行监督、补偿效果确定等方面,探索甘肃河西走廊节水农业生态补偿机制,激励水管单位和农民2个节水主体的积极性,有效落实各项节水技术措施。3年累计示范推广高效农田节水技术66.67万hm2,节水10亿m2,增收5亿元。

腐殖酸肥料研究进展

腐殖酸有改善土壤、肥料增效与为植物提供营养物质的能力,对生态环境有重要作用。腐殖酸是由氨基酸、氨基糖、肽和脂肪族化合物形成的一种复杂的芳香大分子。腐殖酸的提取包括微生物溶解法、碱溶酸析法及酸抽提剂法。基于此,笔者综述了腐殖酸的基本概念、性质、作用机理,和腐殖酸肥料的制备原理及作用,并对其存在的一些不足进行讨论。指出今后腐殖酸肥料的研究重点是腐殖酸原材料的主要成分,腐殖酸的生产加工应研究更加节省成本的方法,以及建立一个统一的质量检测标准。

有机肥料总氮含量的测定方法研究

氮作为有机肥料养分的重要来源,其含量是评价有机肥料质量的一项重要指标。为了给有机肥料总氮含量的测定提供快速且精确的测定方法。选择了6个有机肥料样品,用H2SO4-H2O2消煮,分别用连续流动注射分析仪和半自动凯氏定氮仪测定消煮液中的全氮含量,以探讨不同方法快速而精确地测定有机肥料总氮含量的可行性。结果表明,利用连续流动注射分析仪和半自动凯氏定氮仪测定方法的结果间没有显著性差异,相对标准偏差均在5%以下,且连续流动注射分析仪加标回收率为97.5%耀102.0%。同时由于连续流动注射分析仪测定有机肥料总氮具有快速准确、试剂用量少的优点,适合大批量有机肥料总氮的测定分析。

陇东半干旱区果园间作绿肥对土壤肥力的影响研究

传统清耕果园土壤肥力下降的问题严重威胁着苹果产业的可持续发展,通过研究陇东半干旱区果园间作绿肥种植模式下土壤养分及土壤微量元素的变化,为陇东半干旱区果园科学间作套种、提高果园土壤肥力提供指导。以静宁县苹果园为研究对象,选取7种果园不同绿肥间作种植模式,研究了间作绿肥对果园土壤肥力的影响。结果表明,果园间作绿肥时,土壤肥力总体表现为有机质、氮素水平偏低,土壤速效氮和速效磷含量相对丰富。3年生果园间作绿肥后土壤养分均显著高于6年生果园。不同果园间作绿肥模式下,土壤有效锌、有效锰、有效铁的差异均呈极显著水平,3年生果园间作绿肥模式的土壤有效锌含量均普遍高于6年生果园。不同果园间作绿肥模式下土壤有效锰和有效铁含量均处于中等偏上水平,且随果园年限的增加而增加;不同果园间作绿肥模式下土壤有效铜含量处于中等水平,受果园年限的增长差异不大。综上所述,陇东半干旱区3年生果园以间作2年毛叶苕子+1年扁豆为最优模式,该模式既经济又环保,可在当地生产中推广应用。

基于典范对应分析的甘肃引黄灌区土壤盐渍化特征研究

【目的】研究甘肃引黄灌区耕地土壤全盐量(TS)、pH和盐分离子组成的空间分布特征及数量关系,并探讨它们之间的相互关系、影响程度以及对盐碱地类型、分布的影响。【方法】以兴电和景电两个典型灌区为研究取样区,样点布局既涵盖了上游新垦盐碱荒地、中游轻度盐渍化耕地、下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地,又兼顾了耕地土壤盐渍化类型(硫酸盐型、氯化物-硫酸盐型、硫酸盐-氯化物型)和程度(轻度、中度、重度)的差异。运用常规统计学方法研究了土壤TS、pH、盐分离子的剖面分布特征,运用典范对应分析方法(CCA)研究了土壤TS、pH与盐分离子含量之间的数量关系及各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差。【结果】甘肃引黄灌区耕地土壤为轻度至重度盐化,0—40 cm土层含盐量随土层深度的增加而降低,40—80 cm土层含盐量随土层深度的增加而增加。剖面中的阳离子以Na+为主,阴离子以SO42-为主,土壤pH介于7.93—9.98之间。不同土层内,K+与HCO3-、Ca2+与Mg2+始终有较好的关联性,Na+与Cl-之间的关联性越往下层越强,SO42-与Na+之间主要是负相关,K+与Na+以及SO42-、Cl-、HCO3-之间的关联性不强。在0—100 cm全剖面上,pH的空间分布受HCO3-的影响较大,TS受Na+、Cl-、SO42-的影响较大。分层与全剖面的情况有所不同,0—20 cm土层内TS和pH的空间分布主要受控于SO42-含量,20—40cm土层内主要受控于Cl-和Na+含量,40—60 cm土层内受Ca2+、Mg2+、SO42-和HCO3-的共同影响,60—80 cm土层内Mg2+是主要影响因素,80—100 cm土层内主要受控于Mg2+和Cl-。CCA第1排序轴反映了TS的变化情况,第2轴反映了pH的变化情况,第1轴特征值在0.53—0.70,解释方差在38.7%—57.7%;第2轴特征值在0.36—0.64,解释方差在30.6%—44.7%。【结论】甘肃引黄灌区的盐渍化耕地中同时存在盐分表聚和底聚两个过程,上游新垦盐碱荒地和中游轻度盐渍化耕地以底聚为主,下游中重度盐渍化耕地和弃耕盐碱荒地以表聚为主。60—80 cm的泥质胶结砂层含盐量高达93.7 g·kg-1,对水盐运移和盐分离子分布产生了重要影响,是造成灌区发生土壤次生盐渍化的主要原因之一。盐渍化耕地的钠质化现象只在重度次生盐渍化区发生,TS、Na+和SO42-是决定项目区盐碱地类型和分布的主要因素。典范对应分析通过箭头连线的长短、所处的象限、箭头之间的夹角以及与角符号间距离的远近等,在CCA二维排序图上可以直观地给出各盐分离子之间以及土壤TS、pH值与盐分离子之间的关系,并通过各土层TS、pH、盐分离子与研究对象前2个CCA排序轴的相关系数、特征值和解释方差等,来确定不同土层的主控因子和影响甘肃引黄灌区盐碱地类型和分布的主要因素,是一种更加科学的区域盐碱地特征及改良利用情况评价方法。

气候变化对甘肃省农业气候资源和主要作物栽培格局的影响

基于甘肃省80个地面气象观测站1961—2014年气象观测资料和玉米、春小麦、冬小麦、马铃薯的区划指标,分1961—1986(时段Ⅰ)和1987—2014年(时段Ⅱ)2个不同时段,分析气候变化对甘肃省农业气候资源变化特征和主要粮食作物潜在栽培格局的影响。研究发现:时段Ⅱ较时段Ⅰ平均气温、负积温、≥0℃积温和≥10℃积温分别增加0.83℃、113.9℃·d、290℃·d和180℃·d,降水量气候倾向率为-34—16mm/10a,整体表现为减少趋势。时段Ⅱ较时段Ⅰ春小麦不适宜种植区面积显著增加约9%,最适宜、适宜、次适宜种植区面积分别减少1.4%、4.1%和4.8%,其中以河西走廊和陇中黄土高原变化最为显著。冬小麦适宜和次适宜种植区面积分别增加6%和3.4%,最适宜、可种植和不适宜种植区面积分别减少0.4%、3.5%和5.7%,其中以陇中地区变化最为显著。玉米最适宜和可种植区面积分别增加13%和7%。适宜、次适宜和不适宜种植区面积分别减少11%、2%和7%,其中以河西灌区变化最为显著。马铃薯最适宜和适宜种植区面积分别减少3.8%和0.7%,次适宜和可种植区面积分别增加3.5%和1.3%,其中以陇中黄土高原变化最为显著。最后提出适应气候变化调整农业结构和栽培格局的对策建议。

基于GIS的推荐施肥专家系统设计与研究——以甘肃省民勤县为例

利用地理信息系统(GIS)技术,在集成二次开发的基础上,构建了服务于民勤县的基于GIS的推荐施肥专家系统.系统整合了民勤县第二次土壤普查、测土施肥项目等一线农业科技工作者积累的土壤数据,并利用这些数据构建了初始施肥模型,开发了地图基本操作、系统数据维护、信息查询、施肥模型参数编辑、施肥决策支持和专题图制作6个功能模块,实现了空间信息、属性信息和施肥参数等数据的统一管理,以及地图浏览、施肥决策、专题图编制等技术服务.同时,该系统在运行过程中可以根据后期肥效试验和新的农民施肥及作物产量等数据,进一步优化施肥模型、改进施肥参数,具备不断优化和改进的特点.

不同施肥条件下甘肃夏玉米农田灌淤土土壤氨挥发研究

通过间歇密闭室抽气法对不同施肥方式下甘肃农田灌淤土土壤氨挥发,以及不同施肥方式对玉米生长发育与氮素平衡的影响进行了研究。结果表明,基肥与追肥氨挥发分别持续了15 d与11 d,基肥时期氨挥发累积量在2.970~4.123 kg·hm^(-2)之间,占施肥量的0.81%~1.65%;追肥时期累积量在6.240~8.347 kg·hm^(-2)之间,占施肥量的3.1%~4.6%;覆膜+尿素施肥条件下农田氨挥发损失较小,氮肥利用率高,千粒重比常规施肥高出3.6%~11.9%;产量比常规施肥高出24.98%~36.73%;降低氮盈余量40.46~68.67 kg·hm^(-2)。综上所述,覆膜施肥(尿素深施/表施灌水)能降低土壤氨挥发损失,促进夏玉米生长发育及产量,增加生产效益,农业面源污染小。因此,可以在甘肃灌淤土玉米种植区进行大面积推广使用。

滴灌条件下不同覆盖材料对玉米产量效益及土壤水分的影响

为探明不同覆盖材料对滴灌水肥一体化条件下玉米产量和土壤水分分布的影响,以普通PE地膜和裸地为对照,分析全生物降解膜、加厚PE地膜、玉米秸秆等3种材料覆盖下对玉米产量和水分的影响。结果表明,玉米秸秆、加厚PE地膜和生物降解膜覆盖后玉米产量为13114.5~13708.5 kg/hm^(2),较普通PE地膜增产1.4%~6.0%;水分利用效率为24.17~25.11 kg/(mm·hm^(2)),较普通PE地膜提高2.3%~3.8%。产值与效益均高于普通PE地膜,均以玉米秸秆处理最高,分别为38383.8、24283.8元/hm^(2);生物降解膜次之,分别为37674.0、21624.0元/hm^(2);加厚PE地膜排第3,分别为36720.6、21570.6元/hm^(2)。收获后覆盖处理土壤水分均呈典型的“双峰”曲线,上层含水量高于下层,对深层土壤水分影响较大。在降水量低、蒸发量高的沿黄灌区,覆膜的主要作用是减蒸保水,用可生物降解的环保型降解地膜、易回收型的加厚PE地膜或固炭培肥型的秸秆替代普通PE膜可行。

河西走廊绿色农业循环模式研究

以绿色农业理念为基础,针对河西走廊绿洲灌区环境资源特点、产业优势及生产中存在的问题,通过对当地玉米、小麦两大主栽作物秸秆饲料化利用、肉牛健康养殖、废弃物综合利用、农畜产品生产全程质量监控等技术的组装配套,研究总结形成种养结合、资源循环利用、清洁生产的绿色农业发展模式,即种养结合型模式"玉米-牛-沼-肥"、大田设施配套型模式"小麦-菇-肥-果(葡萄)"、小型养殖场型模式"牛-沼/蚯蚓-肥/饲料",并对模式的原理、特点、技术集成要点及效益进行阐述分析。对该3种模式在武威市凉州区谢河镇示范验证,农田节水30%,秸秆养殖利用率达到60%,牛羊良种化率提高30%,奶牛母犊牛生产率达88%,减少化肥施用量20%,减少生活能源支出55%,减少农业废弃物排放75%,提高农业综合效益36%。

基于农业废弃物的日光温室番茄栽培基质配方筛选研究

以番茄品种粉禧1号为指示品种,通过盆栽试验比较了不同栽培基质对日光温室番茄生长发育和产量的影响。结果表明,以玉米秸秆、腐熟牛粪、河沙、蛭石、珍珠岩、凹凸棒石粉按体积比7.0∶0∶1.5∶0.5∶0.5∶0.5、3.5∶3.5∶0∶1.0∶1.0∶1.0、3.5∶3.5∶1.0∶0.5∶0.5∶1.0混配的栽培基质为好,折合产量较高,分别为34833、29249、28458 kg/hm^(2),且番茄的株高、茎粗、叶绿素含量、单株结果数、单株结果重、商品性等性状均较优。可在河西地区日光温室蔬菜基质栽培中应用。

河西走廊凉州区生态循环农业发展战略研究

河西走廊凉州区是石羊河流域综合治理项目区调水保生态的重要区域,水资源供需矛盾突出。本研究立足凉州区自然资源优势,从区域水土资源现状、限制因子及发展潜力等方面进行分析,提出了以水资源高效永续利用、农业结构调整优化、生态环境综合治理、农业废弃资源综合利用、农畜产品质量监控、农业综合效益全面提升为基础的六大生态循环农业发展战略,总结得出了区域内农业生态循环模式资源配置关系。

土壤中磷的存在形态及分级方法研究进展

土壤中的磷直接决定植物生长发育和作物产量,但磷在土壤中的存在形态复杂,能被植物吸收利用的磷形态占全磷含量很少一部分。因此,研究土壤中磷的存在形态及分级方法对提高磷的作物利用效率、探寻提高磷有效性的途径、减少磷损失尤为重要。笔者通过查阅国内外文献报道,系统阐述了磷在土壤中的存在形态、影响磷有效性的影响因素和磷素分级方法等方面的研究进展。研究表明,磷在土壤中的存在形态包括无机磷和有机磷2类,被植物吸收利用的主要是无机磷中的水溶态磷,其他形态的磷很难被植物吸收利用,使得磷在土壤中的利用效率很低。导致磷利用效率低的因素有很多,主要有钙、铁、铝等离子、其他有机质、pH、温度、水分等,研究清楚各因素影响的机制加以改进,能有效提高磷的利用效率。同时,国内外学者不断对磷素分级方法进行完善改进,对磷有效形态的研究不断深入准确,目前,Bowman-Cole的有机磷分级法和Hedley的磷分级方法是应用最广泛的2种方法。

酸碱度和含水量对枯草芽孢杆菌生物有机肥活性和效应研究

为了生产高品质的枯草芽孢杆菌生物有机肥料,以腐熟羊粪为主要原料,通过糠醛渣的添加量调节肥料的酸碱度(pH分别为6.00、6.50、7.00、7.50、8.00、8.88)来测定活菌数确定最佳配比,并通过不同的水分含量来确定枯草芽孢杆菌生物肥料最佳含水量。结果表明,用糠醛渣的添加量来调节生物有机肥料的酸碱度,不同酸碱度对生物肥料中枯草芽孢杆菌活菌数影响不显著,各处理保存到180 d后,活菌数维持在10×10^(9)cfu/g左右。酸碱度对生物肥料中丝状真菌杂菌数的影响十分显著(P<0.01),杂菌数先随着pH的升高而升高,当pH为7.00时,杂菌数最多,达6.17×10^(6)cfu/g;当pH大于7.00或者小于7.00时,杂菌数减少。不同酸碱度的生物肥料对种子发芽指数有显著影响,随着pH升高种子发芽指数降低,说明生物肥料中pH过高会抑制根系的生长。随着水分含量的增加,枯草芽孢杆菌的数量逐渐减少,而肥料中丝状真菌杂菌数随着水分含量的增加而增加,水分含量达到40%、保存180 d时杂菌数最多,达3.97×10^(7)cfu/g;水分含量小于10%时,杂菌基本不生长。综合分析,枯草芽孢杆菌生产生物肥料的最佳pH为6.00~7.00,水分含量以小于20%为宜。

纤维素降解菌的分离筛选及其秸秆降解能力研究

通过筛选高效的秸秆纤维素降解菌,为进一步资源化利用农作物秸秆提供优质的微生物资源。采集奶牛粪样品,通过纤维素平板刚果红染色法初筛及发酵液纤维素酶和木聚糖酶活性测定法复筛菌种,探究选出菌株对秸秆的降解能力。结果表明,筛选获得9株产纤维素酶的菌株,其中菌株TX1的透明圈与菌落直径比值最大,为1.729。菌株TX7的纤维素酶活力和木聚糖酶活力最强,CMC-Na酶(CX)活力为0.2247 U/mL,滤纸酶(FPA)活力为0.2960 U/mL,木聚糖酶活力为8.84 U/mL。菌株TX3对小麦秸秆半纤维素和纤维素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的纤维素、半纤维素质量分别为0.185、0.190 g;菌株TX7对小麦秸秆木质素的降解能力最强,每1.000 g小麦秸秆的木质素质量只有0.037 g。由此可见,菌株TX3、TX7具有进一步研发成高效降解秸秆微生物菌剂的潜力,为秸秆纤维素的转化利用提供了优质的菌种资源。

土壤重金属有效性影响因素及其在作物和土壤系统迁移运转规律研究进展

土壤是植物生长发育的场所,而土壤中重金属通过植物根系被植物吸收富集到体内,影响着植物的生长。为了明确土壤重金属的影响因素以及土壤重金属在植物各部位的传递规律,通过查询大量国内外相关文献,详述了土壤中重金属的来源、作用机理、影响植物吸收重金属的主要因素等方面的研究进展。研究表明:植物对重金属的吸收除了受到土壤酸碱度、有机质等土壤理化环境的影响外,也会因污染程度、污染元素种类、耕作方式、作物基因型的不同而产生差异。此外,土壤中重金属间的加和、协同和拮抗效应也会使植物对重金属的吸收、富集产生一定程度的影响。

甘肃引黄灌区多样化种植发展现状与对策

为促进甘肃引黄灌区多样化种植高质量发展,对甘肃引黄灌区多样化种植发展现状进行了调查,分析了当地多样化种植的发展现状、存在问题及其原因,针对种植面积大幅度缩减、不同灌区间差异很大、机械化程度低造成带宽幅比杂乱、品种搭配和水肥管理不合理、对多样化种植的有效引导不够等现状,提出了加大宣传培训力度,激发农民多样化种植的积极性;科学评价现有模式,构建轻简高效的多样化种植体系;改造提升传统模式,加快适应机械化种管收;创新多样化种植体系,构建“政产学研用”一体化平台等促进甘肃引黄灌区多样化种植发展的对策。