山地水土保持-生态循环农业耦合联动开发的探索与实践--以福建省长汀县为例

在全面实施乡村振兴的背景下,做好水土保持工作,改善乡村生态环境,实现农业绿色高质量发展都有着重要的意义。南方丘陵山地也是我国水土流失严重的区域之一,尽管多年来各地水土保持工作取得显著成绩,但新时期全面实施乡村振兴对水土保持工作提出了更高的要求,对此本文提出了山地水土保持—生态循环农业耦合联动开发的理论框架,总结分析了南方红壤区水土保持与循环农业耦合开发的技术模式,并结合区域生产与山地开发实际,提出了实施乡村振兴战略背景下进一步推动水土保持与绿色农业联动发展的启示与建议。

东南地区多级循环农业模式优化构建与技术集成应用--以福建省为例

综述了福建省多级循环农业模式优化构建与技术集成应用的研究成果,总结示范推广取得的成效,并对进一步深化现代循环农业研发提出发展策略。

福建水土流失区农业生物多样性保护利用的思考

水土流失区以提高产量为目的的现代集约化生产已经导致农业系统的简化,造成农业生物多样性的大量丧失.本文对近年来福建省农业生物多样性保护实践进行概述,结合水土流失区生产实际,提出了加强农业生物多样性保护与利用的若干建议.包括:1)构建农业种质库,保护遗传基因多样性; 2)保护农业半自然生境,提供天敌栖息场所; 3)推广生态农业,合理配置农业种养体系; 4)统筹兼顾,科学部署农田生态格局.

福建乡村农业技术需求调查及其社会化服务对策探讨

以福建省各个地区的农业大户、合作社、企业为调查对象,研究不同经营主体对农业技术和社会化服务的需求情况。分析表明,物化性技术需求中,良种、肥料需求率最高,分别达78.8%、58.3%;操作性技术需求中,作物种植技术需求率最高,达64.8%。通过政府、院校及科研院所提供信息,对农业大户、合作社的农业生产有很大帮助,但是企业的生产信息主要来源于农村专业技术协会。农产品销售渠道呈现以自行到市场销售为主,多渠道并存的局面。63.1%的农户、61.2%的合作社、89.3%的企业对农业技术指导有强烈需求,并青睐于技术培训班、派专员上门指导的技术传播方式。农业服务机构的满意度评价结果表明,对于公益型服务机构而言,满意度高低顺序为院校及科研院所(77.0%)、政府(68.9%)、农技协(67.3%)、村集体(43.1%);对于市场型服务机构而言,合作社的满意度达83.6%,高于涉农企业。

热带、亚热带红壤区经济林生态系统碳循环研究综述

全球气候变化与森林生态系统碳循环息息相关。综述我国热带、亚热带红壤区经济林生态系统碳循环特征,以及气候因素变化、土地利用变更、经营干扰等因素对碳循环影响的研究现状,并对经济林生态系统未来发展方向进行展望,今后应加强地理信息系统技术在经济林生态系统碳循环研究中的应用,以及不同区域条件下不同经营措施经济林生态系统的减排增汇效果的评价研究。

福建省水土流失现状及治理对策

分析福建省水土流失现状及原因,针对福建省水土保持科技工作面临的机遇和挑战,提出8点具体对策:加强对水土保持科技工作的组织领导,增强水土保持科技创新能力建设,建立紧密、高效的科技攻关协作体系,加强水土保持法制科普宣传,构建产学研深度融合的运行模式,筛选推广一批水土保持先进适用技术,加强水土保持科技人才队伍建设,加强水土保持科技国际交流和闽台合作。

长汀县循环农业产业联盟模式能值分析

实施种养结合,将农牧生产废弃物利用并回流坡耕地和开展地力恢复是长汀县水土保持的重要内容。应用能值分析法分析2014年长汀县循环农业产业联盟和长汀县农业生态系统(对照)的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数,以及循环农业模式能量流动特征。结果表明:2014年循环农业产业联盟的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为7.12、49.35、0.44和16.26。同期长汀县农业生态系统的净能值产出率、能值投资率、环境负载率和可持续发展指数分别为1.20、3.29、0.23和5.17。循环农业产业联盟净能值产出率和可持续发展指数分别高于当地农业生态系统5.92和11.09个单位,对当地农业发展具明显带动作用。提出了有关优化循环农业产业联盟的建议:1)控制牧业生产规模;2)扩大有机肥厂生产规模;3)引进更多的种植企业,参与循环产业联盟,利用沼液;4)增加科技投入,提高沼气和沼液利用率。通过项目引导构建循环农业产业联盟模式,分析循环农业模式能量流动特征,不仅有助于说明循环农业模式实施效果,也可为循环农业模式自身优化提供理论依据。

陆生和水域生态系统植物的C、N、P生态化学计量特征研究综述

生态化学计量学是一门把不同研究领域的研究结果从化学元素水平上统一起来的热点学科。笔者简单阐述了生态化学计量学的基本定义,主要通过比较陆生和水域生态系统来阐述生态化学计量学特征,讨论不同生态环境对植物的生态化学碳氮磷比(C:N:P)的影响,在大尺度范围研究植物C:N:P生态化学计量学特征与限制性养分判断、生态系统稳定性、生长率的关系。

不同满江红C、N、P生态化学计量学的季节变化

为了评价不同满江红的生态化学计量特征的差异,以8种不同满江红为对象,在网室土壤水培养条件下,研究季节变化对满江红产量,碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量比的影响。结果表明:随温度的增加,满江红的生物量产量呈先升高后降低趋势,在夏季达到最高。四季平均产量最高为闽育1号小叶萍4087,达244.25g·盆-1,第二为回交萍MH3-1,达240.43g·盆-1,第三为卡州萍3001,达232.14g·盆-1。满江红的C含量呈先降低再逐渐升高,C含量在春季达到最高,达44.40%;N、P含量表现为先升高再降低的趋势,在夏季达到最高,分别达4.50%和0.86%,综合C、N、P含量,卡州萍3001、细绿萍1001、墨西哥萍2002的C、N、P含量明显优于其他的满江红。满江红C∶N、C∶P和N∶P随温度变化呈先降低再升高趋势,夏季达最低。不同满江红在不同季节C∶N、C∶P和N∶P变化范围分别为7.93~18.20、41.05~225.18、5.16~23.90。本试验条件下,综合生物量产量、C、N、P含量,卡州萍3001的特性优于其他的满江红。

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。

施用生物炭提高酸性红壤茶园土壤的微生物特征及酶活性

通过福建安溪茶园的田间试验定位研究不同小麦秸秆生物炭施入量(0、10、20、40 t/hm^2)对红壤茶园土壤性质、土壤微生物和酶活性的影响,阐明生物炭对酸性茶园土壤的改良效应。结果表明,与不施用生物炭相比,40 t/hm^2生物炭施用量处理显著降低茶园土壤容重达0.23 g/cm^3,土壤碱解氮含量下降29.2%,但土壤有机质、有效磷和速效钾分别增加了62.1%、153.9%和173.6%,同时提高土壤p H值0.88个单位。随着生物炭施用量的增加,茶园土壤中细菌、放线菌、真菌、解钾细菌以及解无机磷细菌的数量分别提高了28.5%～104.4%、27.2%～123.4%、17.0%～35.9%、109.2%～208.2%和150.0%～337.3%,β-葡萄糖苷酶、脲酶和碱性磷酸酶活性也显著增加了45.5%～114.7%、8.6%～21.5%和26.7%～186.6%,而土壤酸性磷酸活性却降低了4.0%～15.6%。相关分析表明土壤有效磷含量与解无机磷细菌、碱性磷酸酶活性存在显著正相关关系,速效钾含量与解钾细菌亦存在显著正相关关系,施用生物炭改善酸性红壤茶园土壤的酸碱环境和微生物活性,有利于促进土壤养分转化。

山区“三生”耦合茶园模式构建研究

通过深入福建省乡村与茶园调研,结合山区茶业生产实际,按照乡村振兴战略与山区茶业绿色发展要求,率先提出构建山区“三生”(生产-生态-生活)耦合茶园的新型模式,即以茶园生产-生态-生活各功能要素在时序-空间-结构上的合理布局和山地生态过程的整体耦合为目标,通过相关要素有序链接与相互促进作用,实现子系统之间的互补与叠加,提高山区茶园的资源利用率与劳动生产率。从生态恢复与地力保育子系统工程、水土保持与立体种养子系统工程、水分涵养与茶园景观子系统工程、绿化环境与茶旅结合子系统工程、科学开垦与水肥调控子系统工程、多样发展与康悦养生子系统工程等6个子系统工程方面论述了如何构建山区“三生”耦合茶园的综合开发经营体系,并从政策导向引领、科学制定规划,实施项目带动、注重集成示范,鼓励创新创业、强化评优补助,强化多样开发、促进增效增收,注重绿色经营、加强品牌培育,统筹“三生”关系、完善协调机制,讲求因势利导、优化正向叠加,强化过程管理、推动三产融合等8个方面提出了推动山区“三生“耦合茶园的绿色经营与持续发展的对策建议。

铺料厚度对双孢蘑菇栽培过程酶活性和CO2排放的影响

通过设置不同铺料厚度的双孢蘑菇箱栽实验,评价铺料厚度对产量和绝对生物学效率的影响,并监测分析不同阶段培养料CO_2排放通量以及羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和淀粉酶活性的动态变化。结果表明,随着铺料厚度的增加,双孢蘑菇子实体产量呈现增加的趋势,而其绝对生物学效率呈现降低的趋势。整个栽培过程中4个处理的羧甲基纤维素酶、木聚糖酶和淀粉酶活性的动态变化规律相似,第一个峰值出现在菌丝生长后期,第二个峰值在子实体形成阶段,其中菌丝生长后期(15 d)20 cm铺料厚度处理的羧甲基纤维素酶活性最高,分别比10、15、25 cm处理高135.7%、104.6%和97.6%,淀粉酶活性分别高25.0%、19.4%和31.7%,且20 cm铺料厚度处理与其他3个处理间的差异达显著性水平。不同处理CO_2排放速率没有明显的日变化规律,但随着铺料厚度的增加,CO_2排放速率增加,其中25 cm处理CO_2平均排放速率分别比10、15、20 cm处理高19.3%、18.7%和11.4%。

闽牧3号圆叶决明的选育研究

为提高草产量及适口性,2002年由福建省农业科学院农业生态研究所利用^(60) Coγ射线辐射闽引圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia‘Minyin’,CPI86134)种子,经多代筛选选育出闽牧3号圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia‘Minmu No.3’),并于2011年通过福建省品种认定委员会认定。2005-2010年进行品种比较试验、区域试验和生产试验,结果表明:闽牧3号圆叶决明平均种子产量260.9kg·hm^(-2),比对照增产7.7%,但差异不显著;初花期植株粗蛋白含量为18.84%;平均干草产量11110.4kg·hm^(-2),比对照闽引圆叶决明增产22.05%,差异极显著(P<0.01)。因此,闽牧3号圆叶决明适用于加工草粉饲料。

茶园土壤酸化改良中生物炭应用5a后的稳定性研究

茶园土壤酸化已成为制约茶产业发展的一个重要因素,生物炭对土壤酸度改良显著,在茶园试验短期效果良好,但生物炭对酸性土壤改良的时效性及长期环境效应尚不清楚。该研究设置生物炭田间施入量分别为20、40 t·hm^(-2),探讨生物炭酸性茶园土壤改良效应,并对施入茶园土壤5 a后生物炭理化性质及微观结构进行表征。结果表明,生物炭施入量为20、40 t·hm^(-2)的茶园土壤在5 a后pH分别提高了0.77和1.11个单位;施入茶园土壤5 a的生物炭,表面形貌发生了物理破碎和剥离现象,但整体孔道结构完整,比表面积减小,平均孔径增大;生物炭表面Na、S、Cl元素消失,Si元素含量增多,新增了Fe、Al元素,生物炭中H含量和N含量升高,因此生物炭可以通过降低土壤交换性铝和土壤交换性酸而改良土壤酸化;生物炭中木质素和纤维素的特征吸收峰消失,说明生物炭在老化过程中含氧官能团数量减少,芳香醚C–O键含量增多。茶园施入量分别为20、40 t·hm^(-2)的生物炭5 a后理化性质及微观结构无显著差异。施入茶园5 a的生物炭结构稳定,具有持续改良酸性土壤的潜能。

农田土壤碳转化微生物及其功能的研究进展

农田生态系统土壤碳转化是当前陆地生态系统碳循环研究的重要领域之一,而土壤微生物在驱动和调节土壤碳循环中发挥重要作用。简要介绍了参与农田生态系统土壤碳转化的微生物及其功能,包括农田土壤中的固碳细菌、参与农田有机碳转化的细菌和真菌、农田生态系统中与甲烷生成相关的产甲烷菌和甲烷氧化菌等。

绿肥还土对红壤有机碳组分的影响

采用盆栽试验研究不同绿肥施用量对种植果树红壤有机碳组分的影响。结果表明:施用绿肥处理土壤中总有机碳、轻组有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳含量分别比不施肥处理提高了35.75%~154.69%、161.04%~289.99%、87.06%~255.39%、96.36%~175.87%,与单施化肥处理相比分别提高了21.97%~128.83%、63.41%~144.14%、31.97%~150.72%、47.02%~105.56%;且土壤中轻组有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳的增幅显著高于土壤总有机碳,说明绿肥还土有利于土壤有机碳活性组分积累。

生物炭对茶园酸性红壤氮素养分淋溶的影响

福建省山地茶园水土流失严重,高坡度开垦茶园会造成土壤养分淋失,引起土壤酸化。为研究生物炭对茶园酸性土壤氮素养分淋溶的影响,采用室内土柱模拟试验,设置对照CK(C0N0)、单施常规量氮肥(C0N1)、单施两倍量氮肥(C0N2)、常规施氮肥增施2%生物炭(C1N1)、常规施氮肥增施5%生物炭(C2N1)5个处理,研究不同生物炭和氮肥添加处理下茶园酸性土壤氮素养分淋溶变化和规律。结果表明,常规施肥条件下,随着生物炭添加量增大,淋滤液体积显著降低,全氮、硝态氮、铵态氮的淋失量显著降低。添加生物炭处理土柱中NO3^--N和NH4^+-N的淋溶开始时间均晚于未添加生物炭处理土柱,且NO3^--N的浓度峰值较NH4^+-N的出现早。与C0N1相比,生物炭施用处理(C1N1和C2N1)显著提高了土壤pH,NO3^--N的淋溶量分别降低了60%和77%,NH4^+-N的淋溶量分别降低了40%和39%。就不同氮素形态而言,C1N1和C2N1处理中均先检测到NO3^--N,说明生物炭对NH4^+-N的固持能力大于NO3^--N。研究表明在茶园酸性红壤中添加生物炭可减缓氮素损失,提高土壤养分含量,结果为茶园酸性红壤的土壤改良提供理论依据和参考意义。

利用猪场废弃垫料制备番茄栽培基质研究

为了实现猪场废弃垫料再利用,研究了不同比例的养殖垫料与炉渣混合制成的基质栽培番茄,根据番茄对栽培基质的特性要求,测定其基质的理化性质(pH值、电导率、容重、孔隙度),筛选合适的基质配方。结果表明,垫料经过堆肥后完全腐熟,以垫料为主的配方A且不含炉渣的处理基质A5的番茄株高、茎粗、地上部鲜质量、干质量最大,分别为23.1 cm、0.44 cm、16.38 g、1.64 g。且处理基质A5的各理化性质较适宜作为番茄的栽培基质,其容重为0.63 g·cm-3,总孔隙度为78.5%,水气比为4.06。利用炉渣、养猪废弃垫料、菌渣作为蔬菜栽培基质属于废弃物再利用,不会对环境造成二次污染,是目前较为环保的一种废弃物再利用方式,且经济效益显著。

长期不同植草方式下果园土壤有机质组成的变化研究

为有效阻控果园水土流失,提高土壤有机质,培肥地力,促进果树生长,在果园长期套种圆叶决明Chamaecrista rotundifolia、平托花生Arachis pintoi等牧草。结果表明:无论顺坡还是平台果园套种牧草,均能显著提升土壤有机质含量,增幅为9.09%~32.81%,和顺坡相比,平台果园套种牧草更有利于土壤有机质的积累。随着试验年份的推移,所有处理土壤富里酸和胡敏酸含量总体呈增加趋势,顺坡和平台果园套种牧草更有利于土壤腐殖质的积累,而且套种平托花生的效果优于圆叶决明。