当期目录
2024年 第45卷 第03期    刊出日期:2024-03-20
上一期   
农业气候资源与气候变化栏目
河南种植业碳排放时空特征、脱钩效应及其驱动因素
陈柯君, 王永刚, 刘海斌, 张诗青, 贾佳
2024, 45(03):  219-231.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.001
摘要 ( 105 )   PDF (988KB) ( 107 )  
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基于2001−2021年河南省以及18个地市历年农资投入和农作物种植两大类碳源,构建种植业碳排放测算体系,评估研究期内河南省种植业碳排放量,分析省域种植业碳排放空间格局;运用Tapio脱钩模型探讨河南省种植业碳排放量与经济发展之间的相互作用,并通过LMDI模型探究种植业碳排放的主要驱动因素。结果表明:(1)河南省种植业碳排放量呈现先上升后下降的趋势,碳排放强度整体呈现逐年递减趋势;(2)农用化肥是种植业碳排放最主要的排放源;(3)河南省种植业碳排放量逐渐呈“南部高,北部低”的特点;同时,各地市的种植业碳排放强度均为递减态势,空间差异也逐步减小;(4)研究期内仅出现强负脱钩、弱脱钩、扩张负脱钩和强脱钩四种脱钩特征;(5)经济增长和城镇化水平对种植业碳排放具有正向影响,生产效率、生产结构和劳动力规模则表现出负向影响。未来应加强创新引领、坚持分类施策并优化种植结构,以实现河南省种植业低碳化高质量发展。
农业生态环境栏目
秸秆还田模式下种植密度对玉米根际土壤真菌群落的影响及其驱动因素分析
谭小敏, 吕开源, 马惠, 吴宏亮, 赵如浪, 康建宏, 吴娜
2024, 45(03):  232-244.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.002
摘要 ( 72 )   PDF (2794KB) ( 87 )  
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秸秆还田和适宜的种植密度有利于改良土壤理化性质,优化微生物群落结构。本研究采用Illumina MiSeq高通量测序技术,在宁夏引黄灌区玉米农田开展连续5a设置裂区试验,探讨不同秸秆还田模式(H1:秸秆粉碎深翻还田、H0:秸秆不还田)和种植密度(D1:67500株∙hm−2、D2:82500株∙hm−2、D3:97500株∙hm−2)下玉米成熟期根际土壤真菌多样性、群落结构的变化及其驱动因素。结果表明:(1)秸秆还田模式和种植密度两因素交互效应极显著提高了土壤真菌群落Chao1指数、ACE指数及香农指数(P<0.01),以H1D2处理下最高。(2)农田玉米根际土壤真菌群落主要由子囊菌门(63.50%~81.82%)、担子菌门(4.83%~18.03%)和被孢霉门(3.18%~9.61%)等14个门及509个属的真菌组成,真菌群落组成分析表明,秸秆还田模式各密度处理间群落结构不同,优势菌门和优势菌属相对丰度差异较大。(3)秸秆还田模式和种植密度两因素交互效应极显著降低土壤pH值,提高了有机质、碱解氮及速效磷含量(P<0.01),以H1D2处理下最高。Pearson相关分析表明,土壤pH值、有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷、速效钾含量与真菌α多样性呈显著或极显著的相关性;土壤pH值与枝孢菌属(Cladosporium)相对丰度呈显著负相关(P<0.05),有机质、全磷、碱解氮、速效钾含量与枝孢菌属(Cladosporium)相对丰度呈显著正相关(P<0.05),有机质含量与毛壳菌属(Chaetomium)相对丰度呈显著负相关(P<0.05)。RDA分析表明全氮、有机质、速效钾和pH值是驱动秸秆还田模式下各密度处理中玉米根际土壤真菌群落变异的主要环境因子。本研究中,秸秆还田结合种植密度82500株·hm−2处理,对提高农田土壤肥力和改善根际土壤真菌多样性最有利。
炭基肥对老茶园土壤有机碳矿化温度敏感性的影响
陈峻锐, 韦翔华, 胡钧铭, 石元值, 张俊辉, 郑富海
2024, 45(03):  245-256.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.003
摘要 ( 45 )   PDF (486KB) ( 34 )  
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采取室内恒温培养法,以施用炭基肥(BF)、不施炭基肥(CK)的40a茶园土壤为研究对象,设定15℃、25℃和35℃共3种不同温度场景,连续监测土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)矿化特征并分析有机碳矿化温度敏感性,为评估老茶园固碳减排及障碍消减提供参考。结果表明:(1)炭基肥提升了温变场景下茶园土壤pH值和SOC含量。15℃、25℃和35℃培养温度下,BF处理的土壤pH值较CK处理分别增加0.45、0.07和0.28个单位;BF处理的SOC含量较CK处理分别提高22.19%、16.65%和25.50%。(2)炭基肥增加了温变场景下茶园SOC累计矿化量、潜在矿化势(CS)及土壤呼吸强度,对SOC矿化呈现正激发效应。15℃、25℃和35℃培养温度下,BF处理的SOC累计矿化量较CK处理分别提高15.61%、46.51%和36.89%。BF处理的CS值随温度升高呈现先增加后减少的变化趋势,25℃培养温度下BF处理的CS值较15℃和35℃培养温度下分别提高147.11%和29.21%。(3)炭基肥降低温度升高处理下茶园SOC矿化温度敏感性。25~35℃温度范围内,BF处理的Q10(土壤有机碳矿化温度敏感性)值较CK处理降低6.25%;BF处理在25~35℃温度范围内Q10值较15~25℃温度范围内的Q10值降低25%。说明施用炭基肥可有效改良40a茶园土壤理化性质,增加土壤固碳,并提升茶园土壤碳库应对温度变化的稳定性,炭基肥利于优化低产老龄茶园可持续生产管理。
养殖尾水混合不同比例水溶肥种植水培生菜的综合效益评价
杨小玲, 李招, 程艳茹, 修维宁, 刘阳, 战博
2024, 45(03):  257-267.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.004
摘要 ( 35 )   PDF (652KB) ( 15 )  
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以“奶油生菜”为研究对象,将不同量的山崎配方水溶肥溶于工厂化养鱼尾水,配制成混合营养液,进行营养液膜栽培(NFT)水培生菜实验,以期筛选出最佳水肥配比,为实现工厂化养鱼尾水资源化利用提供理论依据。实验设置5个处理,分别为S1(123g水溶肥+150L养鱼尾水)、S2(98.4g水溶肥+150L养鱼尾水)、S3(73.8g水溶肥+150L养鱼尾水)、S4(49.2g水溶肥+150L养鱼尾水)、S5(24.6g水溶肥+150L养鱼尾水),以CK(123g水溶肥+150L清水)作为对照,探究不同处理对生菜产量和品质的影响。采用基于熵权法的TOPSIS综合效益评价模型分析确定最佳水肥配比参数。结果表明,混合营养液能提高生菜对水肥的吸收量,但随水溶肥浓度增加,生菜耗肥量呈先增大后减小的趋势;不同处理下生菜耗水耗肥量均低于CK处理,S1−S5处理相比CK处理分别节肥25.01%、19.15%、34.12%、51.89%和74.10%。混合营养液能有效促进生菜生长,但生菜各项生长指标均随水溶肥浓度上升呈先增大后减少的趋势,S2处理下生菜产量最高,为1.88kg·m−2,相比CK处理增加15.32%。此外,混合营养液可提高生菜品质,可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先增大后减小的趋势,S2处理下生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量最高;维生素C(VC)含量、硝酸盐含量均与水溶肥浓度呈正相关,S1处理下VC含量最高,S1−S5处理下硝酸盐含量均低于CK处理。综合效益评价结果表明,S2处理对生菜的生长最为有利,可以获得较高的产量并兼具较好的品质,为最佳配比,养鱼尾水与水溶肥合理配施后,可显著促进水肥吸收,提高生菜产量和品质,实现作物生产效益最佳。
农业生物气象栏目
基于MaxEnt模型的陕西省菊芋种植潜在适宜区分析
尹芳, 朱家政, 孟文睿, 金子悦
2024, 45(03):  268-280.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.005
摘要 ( 56 )   PDF (13255KB) ( 65 )  
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利用陕西省29个菊芋空间分布数据和26个环境因子,综合陕西省边际土地分布,运用最大熵模型(MaxEnt)模拟历史时期及未来气候变化下陕西省菊芋潜在适宜区分布,并将结果叠加陕西省现有边际土地进行分析。结果表明:(1)MaxEnt模型模拟陕西省菊芋种植潜在适宜区结果精度较高,曲线下面积AUC为0.914。(2)基于历史时期环境数据,陕西省菊芋潜在分布区主要分布在榆林定边县、延安志丹县、安康汉滨区、商洛商州区和汉中西乡县,边际土地总适宜区面积约为75992km2,占陕西省总面积的36.9%,其中低、中、高适宜性面积分别约为63169、11617和1205km2,主要边际土地利用类型为中覆盖度草地。(3)影响菊芋生长的5个重要环境因子为土壤深度(142.4~155.4cm)、最暖月最高气温(29.4~31.6℃)、高程(210~593m)、坡向(70.7°~239.5°)和坡度(0~10.5°)。(4)未来4种气候情景模式下陕西省菊芋种植中、高适宜区面积总体明显增加,2021−2040年分别增加14.39%~46.46%和46.90%~95.39%,2041−2060年分别增加15.95%~71.52%和48.46%~111.40%。未来气候变化有助于陕西菊芋适宜种植区扩大,建议在榆林定边县、商洛商州区等高适宜地区开展种植实验,验证菊芋对当地环境的适宜性,探索推广培育的可行性。
基于有效积温法改进婺源油菜花期预报模型
李春晖, 张晓芳, 蔡哲, 陶瑶, 田俊
2024, 45(03):  281-292.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.006
摘要 ( 87 )   PDF (402KB) ( 106 )  
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基于1995−2022年婺源油菜观测资料和气象资料,分别以油菜现蕾、抽薹为起点,利用多元线性回归方法对基于有效积温法的油菜花期预报模型进行改进,建立了基于有效积温法模拟预报的普花期与实际日期误差天数的气象因子模型,以提高婺源花期预报模型的精确度。利用模拟精度、均方根误差(RMSE)和相对误差(RE)对改进前后的模拟效果进行对比和评价。结果表明:(1)以0℃为有效积温阈值,以平均有效积温值为有效积温指标对油菜普花期进行初步预报,随普花期临近预报精度提高。(2)相关分析表明,气温是影响油菜普花期的主要气象因子,以2月中旬平均气温、最高气温和最低气温为自变量,以基于有效积温法模拟预报的普花期与实际日期的误差天数为因变量,建立的气象因子改进模型具有统计学意义且通过显著性检验。(3)分别对改进前后的预报模型进行检验和评价,两种方法建立的预报模型效果均较好,气象因子改进模型的模拟结果更优,提高了油菜普花期预报的准确度。以抽薹为起点的气象因子改进预报模型在油菜普花期预报方面精确度最高,可有效应用于油菜普花期预报。
增温背景下不同土壤对冬小麦产量品质影响评价
金丽惠, 杨海超, 王校益, 苗淑杰, 乔云发
2024, 45(03):  293-307.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.007
摘要 ( 49 )   PDF (698KB) ( 52 )  
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利用冬小麦品种‘镇麦168’,以黄棕壤、砂礓黑土、风沙土、红壤、潮土、黑土、黄土、灰钙土、紫色土、砖红壤、盐碱土和棕壤共12种典型农田土壤为基质,在开放式增温系统开展模拟大气增温框栽试验。试验设置常温对照(CK)和增温1.5℃(eT)两个处理,增温处理为冬小麦全生育期增温。以成熟期冬小麦单穗粒数、千粒重等表征产量变化,籽粒淀粉、蛋白质及其组分等营养指标体现品质构成。结果表明:(1)全生育期增温分别使黄棕壤、风沙土、黑土、黄土、灰钙土和紫色土冬小麦较常温对照减产33.82%、20.96%、16.60%、55.92%、28.45%和21.19%,但潮土冬小麦增产16.13%(P<0.05),其他土壤条件下冬小麦产量无明显变化。(2)就冬小麦营养品质,直链淀粉和支链淀粉含量在增温作用下较常温对照存在不同程度下降,且直链淀粉降幅大于支链淀粉,在红壤、黑土、黄土、灰钙土、紫色土、盐碱土和棕壤条件下冬小麦总淀粉含量显著降低(P<0.05)。籽粒蛋白质及其组分,清蛋白和球蛋白呈显著增加趋势,而醇溶蛋白和谷蛋白显著下降,且降幅大于前两者增幅,除红壤冬小麦总蛋白含量无显著变化以外,其他11种土壤条件下冬小麦总蛋白含量均较常温对照显著降低(P<0.05)。冬小麦可溶性总糖仅在潮土、灰钙土和紫色土条件下显示出显著增加趋势(P<0.05)。(3)利用隶属函数对常温对照和增温各处理进行综合品质排名,表现最好的为常温组黑土冬小麦(U=0.707),常温组中棕壤(U=0.691)、灰钙土(U=0.647)、紫色土(U=0.644)和黄土冬小麦(U=0.644)次之,品质最差的是常温下红壤冬小麦(U=0.364)和增温下红壤冬小麦(U=0.368)。除潮土冬小麦以外,其他11种土壤冬小麦品质均表现为增温劣于对照。(4)常温条件下冬小麦产量最大影响因素为单穗粒数,直接通径系数为0.630,其次为有效穗数和球蛋白,均体现为直接作用,直接通径系数分别为0.538和−0.118;增温条件下冬小麦产量最大影响因素也是单穗粒数,直接通径系数为0.603,其次为有效穗数、千粒重和总淀粉,有效穗数和总淀粉通过与单穗粒数的间接作用对冬小麦产量产生影响,间接通径系数分别为0.322和0.381。综合而言,增温通过对冬小麦产量构成和籽粒营养成分的综合作用影响品质,12种典型农田土壤中,潮土冬小麦对增温表现为正效应,其他土壤为负效应,冬小麦产量品质形成对气候变暖响应受到土壤类型的调控。
干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应
杨阳, 赵鸿, 杜昊霖, 王鹤龄
2024, 45(03):  308-317.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.008
摘要 ( 51 )   PDF (448KB) ( 54 )  
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通过Li-6400便携式光合仪设置叶室温度分别为 22、25、28、31和34℃,模拟叶片局部温度,测定马铃薯块茎膨大期充分供水(土壤含水量保持80%田间持水量,对照处理)和干旱(土壤含水量在65%田间持水量时开始持续干旱)条件下叶片光合特征的光响应曲线,研究干旱条件下马铃薯叶片光合特征对叶室温度的响应特征。结果表明:充足灌溉条件下马铃薯在25℃时具有较大的光合潜能,且对弱光的利用最强,22℃条件下马铃薯叶片对光环境适应最强,28℃条件下马铃薯叶片活性最好,而干旱胁迫处理明显降低了马铃薯的最大光合能力、弱光的利用能力和叶片活性。随着温度升高,充足灌溉条件下马铃薯叶片净光合速率和气孔导度先升后降,在25℃达到最大,此时蒸腾速率最小,水分利用效率较高,说明此温度条件下马铃薯表现出较强的水、气调节能力,对环境的适应能力最强,25℃下马铃薯光合作用较为适宜,其次是22℃,而干旱胁迫马铃薯叶片在22℃条件下净光合速率最大、蒸腾速率最小、气孔导度较大、水分利用效率最高,此温度条件为干旱胁迫下马铃薯适应能力最适温度。温度高于31℃对马铃薯光合作用不利。
农业气象情报 栏目
2023年秋收作物生长季农业气象条件评价
张蕾, 宋迎波, 赵晓凤, 韩丽娟, 赵运成
2024, 45(03):  318-321.  doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2024.03.009
摘要 ( 55 )   PDF (400KB) ( 57 )  
相关文章 | 计量指标
基于全国2433个气象台站2023年实时和历史同期(1991−2020年)观测资料、农业气象观测站和试验站作物发育期观测资料,利用农业气象评价指标、作物气候适宜度模型、农业气象灾害指数等方法,综合评估2023年主要秋收作物生长季内农业气象条件、生长适宜度、农业气象灾害等对作物生长和产量的影响。结果表明:2023年秋收作物生长季大部农区光温适宜、降水充沛,农业干旱、低温冷害、南方高温热害、寒露风等灾害影响偏轻,总体上利于秋收作物产量形成。但京津冀和东北等地强降水导致部分农田发生较重渍涝灾害,华北、黄淮和新疆等地夏季高温极端性强,北方地区春季阶段性低温,湖北湖南部分晚稻遭受寒露风灾害,西南地区南部春旱持续时间长,北方部分农区夏季阶段性干旱,部分农作物生长受到一定不利影响。