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, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230184
摘要:
为明确外源烯效唑对干旱胁迫下马铃薯的缓解效应, 以耐旱品种‘克新1号’和干旱敏感品种‘大西洋’为试验材料, 在块茎膨大期(第二花序开花)进行干旱处理(保持45.0%的土壤相对含水量)和喷施烯效唑(40 mg∙L−1), 每个品种各设3个处理: 对照组(CK)、干旱胁迫处理(D)和干旱胁迫+烯效唑(D+S), 测定外源烯效唑和干旱胁迫下马铃薯叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、细胞膜脂过氧化程度(MDA)、活性氧(ROS)和抗氧化防御系统中抗氧化酶活性以及AsA-GSH循环产物和底物的含量。结果表明, 干旱胁迫能够降低2个品种叶片的叶绿素含量, 显著抑制了净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci), 而显著增加了MDA、H2O2含量和O2−产生速率, 在干旱胁迫15 d时, D处理的‘克新1号’和‘大西洋叶’片的MDA、H2O2含量、O2−产生速率分别较CK显著增加29.17%和43.58%、55.56%和73.13%、84.26%和110.59%, 2个品种抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂含量均有所升高, 以适应干旱胁迫所产生的应激反应, 且耐旱品种克新1号受干旱损伤程度小于干旱敏感品种大西洋。外源烯效唑能够显著增加马铃薯叶片的叶绿素含量和光合气体交换参数, 降低了克新1号和大西洋叶片内MDA、O2−产生速率和H2O2含量, 同时提高了抗氧化防御系统中抗氧化酶活性, 以清除过量积累的ROS, 降低膜脂过氧化程度, 同时烯效唑可进一步上调2个马铃薯品种干旱胁迫下AsA-GSH循环中抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量, 并提高AsA/DHA和GSH/GSSG比值, 以提高叶片内部还原力水平和抗氧化能力, 从而减轻活性氧对细胞膜造成的损害, 提高马铃薯耐旱性。综上, 外源烯效唑可在一定程度上促进叶片光合作用, 提高抗氧化防御能力, 以缓解干旱胁迫所造成的损伤。研究结果可为抗旱栽培提供理论依据
为明确外源烯效唑对干旱胁迫下马铃薯的缓解效应, 以耐旱品种‘克新1号’和干旱敏感品种‘大西洋’为试验材料, 在块茎膨大期(第二花序开花)进行干旱处理(保持45.0%的土壤相对含水量)和喷施烯效唑(40 mg∙L−1), 每个品种各设3个处理: 对照组(CK)、干旱胁迫处理(D)和干旱胁迫+烯效唑(D+S), 测定外源烯效唑和干旱胁迫下马铃薯叶片叶绿素含量、光合气体交换参数、细胞膜脂过氧化程度(MDA)、活性氧(ROS)和抗氧化防御系统中抗氧化酶活性以及AsA-GSH循环产物和底物的含量。结果表明, 干旱胁迫能够降低2个品种叶片的叶绿素含量, 显著抑制了净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci), 而显著增加了MDA、H2O2含量和O2−产生速率, 在干旱胁迫15 d时, D处理的‘克新1号’和‘大西洋叶’片的MDA、H2O2含量、O2−产生速率分别较CK显著增加29.17%和43.58%、55.56%和73.13%、84.26%和110.59%, 2个品种抗氧化酶活性和非酶抗氧化剂含量均有所升高, 以适应干旱胁迫所产生的应激反应, 且耐旱品种克新1号受干旱损伤程度小于干旱敏感品种大西洋。外源烯效唑能够显著增加马铃薯叶片的叶绿素含量和光合气体交换参数, 降低了克新1号和大西洋叶片内MDA、O2−产生速率和H2O2含量, 同时提高了抗氧化防御系统中抗氧化酶活性, 以清除过量积累的ROS, 降低膜脂过氧化程度, 同时烯效唑可进一步上调2个马铃薯品种干旱胁迫下AsA-GSH循环中抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量, 并提高AsA/DHA和GSH/GSSG比值, 以提高叶片内部还原力水平和抗氧化能力, 从而减轻活性氧对细胞膜造成的损害, 提高马铃薯耐旱性。综上, 外源烯效唑可在一定程度上促进叶片光合作用, 提高抗氧化防御能力, 以缓解干旱胁迫所造成的损伤。研究结果可为抗旱栽培提供理论依据
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220711
摘要:
为探究有色金属企业周边农田重金属污染状况, 筛选修复与安全利用优势植物。本研究在河南省济源市某铅锌冶炼企业周边农田开展调查, 探明研究区土壤重金属污染特征, 并选用17种重金属富集植物, 开展田间试验, 比较其生物量及重金属含量、富集系数、提取量及去除率等, 建立适合研究区的土壤重金属污染植物修复技术模式。结果表明, 试验区土壤镉(Cd)、铅(Pb)存在超标情况, 超标率Cd>Pb, 污染物主要分布在0~20 cm耕作层, 属典型的轻中度Cd、Pb污染农田土壤。试验区主要农产品小麦籽粒Cd、Pb超标率为100%, 部分样品As超标, 玉米籽粒符合标准。17种富集植物生物量和对重金属的富集能力差异较大, 籽粒苋生物量最高, 达29 598 kg∙hm−2, 是遏蓝菜的46.6倍, 体内重金属Cd、Pb、As含量分别为2.90~30.90 mg∙kg−1、7.81~93.1 mg∙kg−1、3.76~22.9 mg∙kg−1。不同植物对土壤中重金属的去除率存在明显差异, 籽粒苋、冬油菜‘中油千斤旱’、向日葵‘S606’表现出良好的Cd、Pb提取修复潜力, 对土壤中Cd的去除率均高于1.90%。此外, 油菜和向日葵可进一步加工生产食用油、饲料或有机肥料, 实现边修复边生产, 应用前景较好。在研究区采用籽粒苋-冬油菜轮作和向日葵单作两种修复模式均能达到较高的修复效果, 具备一定的推广应用潜力。
为探究有色金属企业周边农田重金属污染状况, 筛选修复与安全利用优势植物。本研究在河南省济源市某铅锌冶炼企业周边农田开展调查, 探明研究区土壤重金属污染特征, 并选用17种重金属富集植物, 开展田间试验, 比较其生物量及重金属含量、富集系数、提取量及去除率等, 建立适合研究区的土壤重金属污染植物修复技术模式。结果表明, 试验区土壤镉(Cd)、铅(Pb)存在超标情况, 超标率Cd>Pb, 污染物主要分布在0~20 cm耕作层, 属典型的轻中度Cd、Pb污染农田土壤。试验区主要农产品小麦籽粒Cd、Pb超标率为100%, 部分样品As超标, 玉米籽粒符合标准。17种富集植物生物量和对重金属的富集能力差异较大, 籽粒苋生物量最高, 达29 598 kg∙hm−2, 是遏蓝菜的46.6倍, 体内重金属Cd、Pb、As含量分别为2.90~30.90 mg∙kg−1、7.81~93.1 mg∙kg−1、3.76~22.9 mg∙kg−1。不同植物对土壤中重金属的去除率存在明显差异, 籽粒苋、冬油菜‘中油千斤旱’、向日葵‘S606’表现出良好的Cd、Pb提取修复潜力, 对土壤中Cd的去除率均高于1.90%。此外, 油菜和向日葵可进一步加工生产食用油、饲料或有机肥料, 实现边修复边生产, 应用前景较好。在研究区采用籽粒苋-冬油菜轮作和向日葵单作两种修复模式均能达到较高的修复效果, 具备一定的推广应用潜力。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230127
摘要:
干旱作为目前全球农业生产面临的自然灾害之一, 严重制约着粮食安全和农业可持续发展。仅仅依赖于植物自身应对干旱的生理响应开发作物抗旱策略是远远不够的。关注干旱胁迫下适应性微生物的定殖以及微生物对植物的有益协助, 对改善植物生长并提高作物抗旱能力具有重要的指导意义。其中, 与植物紧密互作的根际微生物在植物健康发育和胁迫耐受性方面发挥着重要作用, 具备良好的应用潜力。本文总结了干旱胁迫对植物根际微生物群落多样性及组成的影响, 发现放线菌、厚壁菌以及丛枝菌根真菌在干旱下出现明显富集; 剖析了根际相关微生物协助植物抵御干旱胁迫的机制, 包括分泌植物生长调节因子、合成ACC脱氨酶、产生胞外多糖以及增强植物抗氧化酶活性等方式, 以期挖掘与植物高抗旱能力相关的潜在微生物并充分发挥其作用。最后, 本文提出未来不仅应该加大对植物耐旱野生近缘种的开发利用, 探寻与之存在有益协作关系的微生物来源并加以恢复, 还应从管理和调控植物微生物组的角度充分发挥植物根际微生物组在增强作物抗旱性中的作用, 为全球气候变暖背景下的可持续农业应用提供新思路。
干旱作为目前全球农业生产面临的自然灾害之一, 严重制约着粮食安全和农业可持续发展。仅仅依赖于植物自身应对干旱的生理响应开发作物抗旱策略是远远不够的。关注干旱胁迫下适应性微生物的定殖以及微生物对植物的有益协助, 对改善植物生长并提高作物抗旱能力具有重要的指导意义。其中, 与植物紧密互作的根际微生物在植物健康发育和胁迫耐受性方面发挥着重要作用, 具备良好的应用潜力。本文总结了干旱胁迫对植物根际微生物群落多样性及组成的影响, 发现放线菌、厚壁菌以及丛枝菌根真菌在干旱下出现明显富集; 剖析了根际相关微生物协助植物抵御干旱胁迫的机制, 包括分泌植物生长调节因子、合成ACC脱氨酶、产生胞外多糖以及增强植物抗氧化酶活性等方式, 以期挖掘与植物高抗旱能力相关的潜在微生物并充分发挥其作用。最后, 本文提出未来不仅应该加大对植物耐旱野生近缘种的开发利用, 探寻与之存在有益协作关系的微生物来源并加以恢复, 还应从管理和调控植物微生物组的角度充分发挥植物根际微生物组在增强作物抗旱性中的作用, 为全球气候变暖背景下的可持续农业应用提供新思路。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220918
摘要:
揭示前茬小麦长期秸秆还田后, 后茬棉田土壤硝态氮(NO3−-N)与酚酸含量的时空变化对棉苗根系生长影响的生理机制, 可为完善秸秆还田技术提供理论支撑。试验于2021年与2022年在小麦长期秸秆定位还田地块进行。以棉花品种‘中棉所425’为材料, 设置小麦秸秆不还田(CK)与小麦秸秆还田(S) 2个处理。结果表明, 秸秆还田增加了土壤NO3−-N与酚酸含量, 对0~20 cm土层的影响大于20~40 cm; 随秸秆还田后时间推移, 土壤NO3−-N与酚酸含量呈先增加后降低趋势, 且在秸秆还田后24~31 d达到峰值。秸秆还田后31 d前, 秸秆还田处理棉株根系活力、根系NO3−-N含量、硝酸还原酶活性、根系生物量和形态指标均显著低于CK处理, 31 d后则呈相反趋势。相关分析表明, 0~20 cm土壤酚酸含量与根系活力、根系NO3−-N含量、棉花根系长度、直径、表面积和地上部生物量呈显著负相关; 不同土层NO3−-N含量与棉苗形态、生理指标及生物量之间呈正相关但未达显著水平。秸秆还田对棉花幼苗生长影响呈“先抑后促”的趋势, 秸秆还田后31 d内, 酚酸含量的增加降低了棉苗根系活力和阻碍了根系生长、抑制了棉苗对NO3−-N的吸收利用, 表明秸秆还田前期对棉株生长的“抑制效应”大于秸秆的“肥料效应”, 秸秆还田31 d后, 秸秆的“肥料效应”大于酚酸的“抑制效应”, 促进棉株根系的生长。
揭示前茬小麦长期秸秆还田后, 后茬棉田土壤硝态氮(NO3−-N)与酚酸含量的时空变化对棉苗根系生长影响的生理机制, 可为完善秸秆还田技术提供理论支撑。试验于2021年与2022年在小麦长期秸秆定位还田地块进行。以棉花品种‘中棉所425’为材料, 设置小麦秸秆不还田(CK)与小麦秸秆还田(S) 2个处理。结果表明, 秸秆还田增加了土壤NO3−-N与酚酸含量, 对0~20 cm土层的影响大于20~40 cm; 随秸秆还田后时间推移, 土壤NO3−-N与酚酸含量呈先增加后降低趋势, 且在秸秆还田后24~31 d达到峰值。秸秆还田后31 d前, 秸秆还田处理棉株根系活力、根系NO3−-N含量、硝酸还原酶活性、根系生物量和形态指标均显著低于CK处理, 31 d后则呈相反趋势。相关分析表明, 0~20 cm土壤酚酸含量与根系活力、根系NO3−-N含量、棉花根系长度、直径、表面积和地上部生物量呈显著负相关; 不同土层NO3−-N含量与棉苗形态、生理指标及生物量之间呈正相关但未达显著水平。秸秆还田对棉花幼苗生长影响呈“先抑后促”的趋势, 秸秆还田后31 d内, 酚酸含量的增加降低了棉苗根系活力和阻碍了根系生长、抑制了棉苗对NO3−-N的吸收利用, 表明秸秆还田前期对棉株生长的“抑制效应”大于秸秆的“肥料效应”, 秸秆还田31 d后, 秸秆的“肥料效应”大于酚酸的“抑制效应”, 促进棉株根系的生长。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220816
摘要:
开源、多分辨率、及时的土地覆盖产品为了解全球地表覆盖状况、陆面过程模型模拟以及社会经济发展决策等提供了丰富的数据支撑, 但多源的数据存在不同程度的不确定性, 在区域尺度如何选择合适的土地覆被产品成为应用中的难题。本研究以黄河流域为例, 对分辨率从30 m到1000 m的CLCD_v01_2020、GLOBELAND30、GLC_FCS30_2020、LANDCOVER(300 m)、MCD12Q1(500 m)和CNLUCC1000(1000 m)等6种2020年土地覆被产品进行区域尺度精度评价和一致性分析。基于Google Earth采集的1540个样本点分析6种数据在黄河流域的总体精度, 以最高精度的数据为参考对其他数据进行面积一致性分析, 并对6种数据进行类别混淆分析和混淆图谱分析。结果表明, 6种数据中分类精度最高的为CLCD_v01_2020, 总体精度(overall accuracy, OA)达88.12%; 其次是GLOBELAND30 (OA=85.32%)、GLC_FCS30_2020 (OA=84.09%)、LANDCOVER300 (OA=77.79%)、MCD12Q1 (OA=73.38%)、CNLUCC1000 (OA=71.82%), 30 m土地覆被产品的KAPPA系数均在0.8以上, 随着空间分辨率的下降, 分类精度下降。 6种数据的土地覆被类别组成的相对比例总体上趋于一致, 但在耕地和草地两类土地覆被类别上仍存在较大差异, GLC_FCS30_2020与参考数据CLCD_v01_2020的相关性最高, R2达到0.9976。通过类别混淆分析可知6种数据普遍对耕地、林地和草地的混淆较为严重。类别混淆空间分析表明, 验证数据与参考数据在黄河上游的草地, 中下游部分耕地和建设用地等类型较为单一的区域一致性较高, 而在陕西北部、山西西部的一致性较差, 主要表现为草地和林地的混淆。针对黄河流域土地覆被数据一级分类, 本研究建议, 30 m分辨率的数据中选择CLCD_v01_2020, 百米级分辨率数据中选择LANDCOVER300, 二级分类则可以根据所需的分类体系选择合适的数据。
开源、多分辨率、及时的土地覆盖产品为了解全球地表覆盖状况、陆面过程模型模拟以及社会经济发展决策等提供了丰富的数据支撑, 但多源的数据存在不同程度的不确定性, 在区域尺度如何选择合适的土地覆被产品成为应用中的难题。本研究以黄河流域为例, 对分辨率从30 m到1000 m的CLCD_v01_2020、GLOBELAND30、GLC_FCS30_2020、LANDCOVER(300 m)、MCD12Q1(500 m)和CNLUCC1000(1000 m)等6种2020年土地覆被产品进行区域尺度精度评价和一致性分析。基于Google Earth采集的1540个样本点分析6种数据在黄河流域的总体精度, 以最高精度的数据为参考对其他数据进行面积一致性分析, 并对6种数据进行类别混淆分析和混淆图谱分析。结果表明, 6种数据中分类精度最高的为CLCD_v01_2020, 总体精度(overall accuracy, OA)达88.12%; 其次是GLOBELAND30 (OA=85.32%)、GLC_FCS30_2020 (OA=84.09%)、LANDCOVER300 (OA=77.79%)、MCD12Q1 (OA=73.38%)、CNLUCC1000 (OA=71.82%), 30 m土地覆被产品的KAPPA系数均在0.8以上, 随着空间分辨率的下降, 分类精度下降。 6种数据的土地覆被类别组成的相对比例总体上趋于一致, 但在耕地和草地两类土地覆被类别上仍存在较大差异, GLC_FCS30_2020与参考数据CLCD_v01_2020的相关性最高, R2达到0.9976。通过类别混淆分析可知6种数据普遍对耕地、林地和草地的混淆较为严重。类别混淆空间分析表明, 验证数据与参考数据在黄河上游的草地, 中下游部分耕地和建设用地等类型较为单一的区域一致性较高, 而在陕西北部、山西西部的一致性较差, 主要表现为草地和林地的混淆。针对黄河流域土地覆被数据一级分类, 本研究建议, 30 m分辨率的数据中选择CLCD_v01_2020, 百米级分辨率数据中选择LANDCOVER300, 二级分类则可以根据所需的分类体系选择合适的数据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220697
摘要:
为揭示多年种植紫花苜蓿对土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落结构和多样性的影响, 本研究通过布设在黄土高原半干旱区的田间试验, 基于2019年(L2019)、2012(L2012)年和2003年(L2003)建植的紫花苜蓿田, 以农田玉米为对照, 采用高通量测序和PCR技术, 结合分子生态网络研究不同种植年限紫花苜蓿地土壤AMF群落组成和丰度, 并基于零模型揭示了土壤AMF群落的组装过程。结果表明: 黄绵土区AMF属于球囊菌门的1纲4目7科7属, 球囊霉属、类球囊霉属和多孢囊霉属为紫花苜蓿地和农田土壤共有类群, 且均以球囊霉属(65.15%~99.12%)为优势属, 其主要贡献了不同处理分组中土壤AMF群落结构的改变。长期种植紫花苜蓿使和平囊霉属和无梗囊霉属消亡, 但促生了双型囊霉属和盾巨孢囊霉属, 其中双型囊霉属相对丰度表现为L2019处理显著高于其他处理(P<0.05)。网络关联分析发现, 高丰度的球囊霉属和类球囊霉属之间呈现负相关, 而低丰度的和平囊霉属和无梗囊霉属之间呈现正相关。基于零模型的AMF群落组装结果表明, 农田与L2019处理由确定性过程主导(66.67%), L2012和L2003处理由随机性过程主导(100%), 这表明长期种植紫花苜蓿形成稳定的土壤环境使其随机性过程增加, 利于维持人工草地生态系统功能的可持续性和稳定性。
为揭示多年种植紫花苜蓿对土壤丛枝菌根真菌(AMF)群落结构和多样性的影响, 本研究通过布设在黄土高原半干旱区的田间试验, 基于2019年(L2019)、2012(L2012)年和2003年(L2003)建植的紫花苜蓿田, 以农田玉米为对照, 采用高通量测序和PCR技术, 结合分子生态网络研究不同种植年限紫花苜蓿地土壤AMF群落组成和丰度, 并基于零模型揭示了土壤AMF群落的组装过程。结果表明: 黄绵土区AMF属于球囊菌门的1纲4目7科7属, 球囊霉属、类球囊霉属和多孢囊霉属为紫花苜蓿地和农田土壤共有类群, 且均以球囊霉属(65.15%~99.12%)为优势属, 其主要贡献了不同处理分组中土壤AMF群落结构的改变。长期种植紫花苜蓿使和平囊霉属和无梗囊霉属消亡, 但促生了双型囊霉属和盾巨孢囊霉属, 其中双型囊霉属相对丰度表现为L2019处理显著高于其他处理(P<0.05)。网络关联分析发现, 高丰度的球囊霉属和类球囊霉属之间呈现负相关, 而低丰度的和平囊霉属和无梗囊霉属之间呈现正相关。基于零模型的AMF群落组装结果表明, 农田与L2019处理由确定性过程主导(66.67%), L2012和L2003处理由随机性过程主导(100%), 这表明长期种植紫花苜蓿形成稳定的土壤环境使其随机性过程增加, 利于维持人工草地生态系统功能的可持续性和稳定性。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220553
摘要:
为探究减氮下调理剂对土壤养分及莜麦产量的调控作用, 以自主研发的新型液态调理剂为研究对象, 设置不施肥(CK)、80%氮肥(N80)、常规施氮(N100)、调理剂+80%氮肥(PN80)、调理剂+常规施氮(PN100) 5个处理, 分析不同氮肥用量添加调理剂对冀西北地区土壤物理性状、不同土层碳氮组分含量及莜麦产量的影响。结果表明, 与常规施氮(N100)处理相比, PN80处理的土壤含水量、田间持水量、孔隙度分别显著提高8.72%、8.22%、17.68% (P<0.05), 土壤容重显著降低9.06% (P<0.05)。对土壤有机碳、全氮及其组分研究表明, PN80处理较N100显著提高0~60 cm土层的有机碳、全氮、硝态氮和20~60 cm土层活性有机碳、微生物量碳, 分别提高4.97%~20.06%、8.43%~11.66%、23.10%~44.96%和11.95%~40.49%、11.43%~40.42% (P<0.05)。不同处理对莜麦养分及产量的影响差异较大, 其中PN80处理效果最为显著。与N100相比, PN80的莜麦全氮、全磷、全钾含量及作物产量分别显著提高12.93%、15.16%、3.69%、18.73% (P<0.05)。同时, 与N100相比, N80在减氮20%的情况下显著降低了莜麦氮磷钾吸收量, 但并未造成莜麦减产。综上所述, 较常规施肥措施, 减氮(80%氮肥)添加调理剂可以改良土壤性状, 增加土壤碳组分含量, 减少硝态氮淋溶的风险, 进而提高莜麦植株的养分及产量, 这对实现农业绿色发展, 减少肥料投入对环境产生的影响, 提高氮肥利用率具有重要意义。
为探究减氮下调理剂对土壤养分及莜麦产量的调控作用, 以自主研发的新型液态调理剂为研究对象, 设置不施肥(CK)、80%氮肥(N80)、常规施氮(N100)、调理剂+80%氮肥(PN80)、调理剂+常规施氮(PN100) 5个处理, 分析不同氮肥用量添加调理剂对冀西北地区土壤物理性状、不同土层碳氮组分含量及莜麦产量的影响。结果表明, 与常规施氮(N100)处理相比, PN80处理的土壤含水量、田间持水量、孔隙度分别显著提高8.72%、8.22%、17.68% (P<0.05), 土壤容重显著降低9.06% (P<0.05)。对土壤有机碳、全氮及其组分研究表明, PN80处理较N100显著提高0~60 cm土层的有机碳、全氮、硝态氮和20~60 cm土层活性有机碳、微生物量碳, 分别提高4.97%~20.06%、8.43%~11.66%、23.10%~44.96%和11.95%~40.49%、11.43%~40.42% (P<0.05)。不同处理对莜麦养分及产量的影响差异较大, 其中PN80处理效果最为显著。与N100相比, PN80的莜麦全氮、全磷、全钾含量及作物产量分别显著提高12.93%、15.16%、3.69%、18.73% (P<0.05)。同时, 与N100相比, N80在减氮20%的情况下显著降低了莜麦氮磷钾吸收量, 但并未造成莜麦减产。综上所述, 较常规施肥措施, 减氮(80%氮肥)添加调理剂可以改良土壤性状, 增加土壤碳组分含量, 减少硝态氮淋溶的风险, 进而提高莜麦植株的养分及产量, 这对实现农业绿色发展, 减少肥料投入对环境产生的影响, 提高氮肥利用率具有重要意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230016
摘要:
气候模式是气候变化影响评估中不确定性的主要来源, 前人的研究多采用单个或较少的气候模式进行评估, 采用多种气候模式进行驱动可以降低由于气候模式的选择带来的误差。本研究在两年大田试验的基础上对作物模型APSIM-COTTON进行了精细的校验, 并选择22个GCMs (Global Climate Models)模式驱动作物模型评估了气候变化对河北棉花生产和耗水的影响。结果显示, 在所有气候情景下, 未来所有时间段, 播期提前, 各个发育时期(出苗、现蕾、吐絮、成熟)都较基准期缩短, 例如收获期在2090s 年代的SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别提前15.3d、21.0 d、30.3 d和35.2 d。年内总蒸散量在多数情景下总体呈增加趋势, 在SSP5-8.5情景下2030s、2050s、2070s和2090s分别增加6.5 mm、7.8 mm、14.3 mm和32.7 mm , 而灌水量减少25.7 mm、23.8 mm、30.5 mm和29.0 mm。棉花产量在未来则表现出在低辐射强迫下不同年代差异不大, 而在高辐射胁迫强迫下随着年代增加而降低的趋势。在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下2090s皮棉产量相比基准期分别减少61.5 kg∙hm−2、46.6 kg∙hm−2、407.1 kg∙hm−2和432.5 kg∙hm−2。棉花生产和耗水对未来气候变化的响应是气候要素CO2浓度、太阳辐射强度、温度、降雨等综合作用的结果, 本研究模拟结果为未来农业措施的响应提供理论支撑。
气候模式是气候变化影响评估中不确定性的主要来源, 前人的研究多采用单个或较少的气候模式进行评估, 采用多种气候模式进行驱动可以降低由于气候模式的选择带来的误差。本研究在两年大田试验的基础上对作物模型APSIM-COTTON进行了精细的校验, 并选择22个GCMs (Global Climate Models)模式驱动作物模型评估了气候变化对河北棉花生产和耗水的影响。结果显示, 在所有气候情景下, 未来所有时间段, 播期提前, 各个发育时期(出苗、现蕾、吐絮、成熟)都较基准期缩短, 例如收获期在2090s 年代的SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下分别提前15.3d、21.0 d、30.3 d和35.2 d。年内总蒸散量在多数情景下总体呈增加趋势, 在SSP5-8.5情景下2030s、2050s、2070s和2090s分别增加6.5 mm、7.8 mm、14.3 mm和32.7 mm , 而灌水量减少25.7 mm、23.8 mm、30.5 mm和29.0 mm。棉花产量在未来则表现出在低辐射强迫下不同年代差异不大, 而在高辐射胁迫强迫下随着年代增加而降低的趋势。在SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0和SSP5-8.5情景下2090s皮棉产量相比基准期分别减少61.5 kg∙hm−2、46.6 kg∙hm−2、407.1 kg∙hm−2和432.5 kg∙hm−2。棉花生产和耗水对未来气候变化的响应是气候要素CO2浓度、太阳辐射强度、温度、降雨等综合作用的结果, 本研究模拟结果为未来农业措施的响应提供理论支撑。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220817
摘要:
绿色生产是农业可持续发展的必由之路, 家庭农场作为现代农业的关键主体, 探索其绿色生产的有效方式具有重要理论价值和现实意义。本文基于山东省422家省级示范家庭农场的调研数据, 运用排序选择模型和解释结构模型, 实证分析家庭农场加入合作社对其绿色生产的影响。研究发现: 1)加入合作社可以显著促进家庭农场绿色生产, 且对节水灌溉、施用有机肥、水肥一体化的促进作用更明显。2)不同农场加入合作社后的绿色生产行为存在明显差异, 作为领办人的农场要优于作为普通社员的农场, 加入合作社对粮食、蔬菜类农场影响显著, 对中等规模(10~20人)农场影响显著。3)家庭农场的经营类型、劳动力数量、产品质量认证、原产地追溯、绿色生产认知和意愿均对其绿色生产行为产生影响。4)解释结构模型发现, 加入合作社作为深层根源因素直接影响家庭农场绿色生产认知, 并进而影响绿色生产意愿, 最终促成绿色生产行为。为此, 应鼓励并支持家庭农场加入合作社, 重视农场间的异质性, 通过合作社的培训与监督促进农场绿色生产。
绿色生产是农业可持续发展的必由之路, 家庭农场作为现代农业的关键主体, 探索其绿色生产的有效方式具有重要理论价值和现实意义。本文基于山东省422家省级示范家庭农场的调研数据, 运用排序选择模型和解释结构模型, 实证分析家庭农场加入合作社对其绿色生产的影响。研究发现: 1)加入合作社可以显著促进家庭农场绿色生产, 且对节水灌溉、施用有机肥、水肥一体化的促进作用更明显。2)不同农场加入合作社后的绿色生产行为存在明显差异, 作为领办人的农场要优于作为普通社员的农场, 加入合作社对粮食、蔬菜类农场影响显著, 对中等规模(10~20人)农场影响显著。3)家庭农场的经营类型、劳动力数量、产品质量认证、原产地追溯、绿色生产认知和意愿均对其绿色生产行为产生影响。4)解释结构模型发现, 加入合作社作为深层根源因素直接影响家庭农场绿色生产认知, 并进而影响绿色生产意愿, 最终促成绿色生产行为。为此, 应鼓励并支持家庭农场加入合作社, 重视农场间的异质性, 通过合作社的培训与监督促进农场绿色生产。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220975
摘要:
提升农业绿色全要素生产率是推进农业高质量发展的重要路径。本文基于现有研究成果, 在理论探讨基础上, 基于2011—2020年中国30个省级行政区的面板数据，综合多种实证方法, 就农地流转对农业绿色全要素生产率的影响进行系统分析。结果表明: 1)农地流转对农业绿色全要素生产率产生显著正向影响, 农地流转面积扩大会促进农业绿色全要素生产率提高; 2)农地流转对农业绿色全要素生产率的正向影响具有地区异质性, 这一效应在北方地区显著, 在南方地区不显著; 3)农地流转对农业绿色全要素生产率的影响存在门槛效应, 农地流转面积超过门槛值后对农业绿色全要素生产率的正向影响有所下降; 4)农地流转对农业绿色全要素生产率存在正向空间影响效应, 其空间溢出效应显著。建议推进农地流转过程中考虑农地流转环境效应, 采取有效措施推进农地流转以提升农业绿色全要素生产率, 因地制宜设计农地流转策略, 并重视农地流转过程中环境问题处置工作的省际间协调。
提升农业绿色全要素生产率是推进农业高质量发展的重要路径。本文基于现有研究成果, 在理论探讨基础上, 基于2011—2020年中国30个省级行政区的面板数据，综合多种实证方法, 就农地流转对农业绿色全要素生产率的影响进行系统分析。结果表明: 1)农地流转对农业绿色全要素生产率产生显著正向影响, 农地流转面积扩大会促进农业绿色全要素生产率提高; 2)农地流转对农业绿色全要素生产率的正向影响具有地区异质性, 这一效应在北方地区显著, 在南方地区不显著; 3)农地流转对农业绿色全要素生产率的影响存在门槛效应, 农地流转面积超过门槛值后对农业绿色全要素生产率的正向影响有所下降; 4)农地流转对农业绿色全要素生产率存在正向空间影响效应, 其空间溢出效应显著。建议推进农地流转过程中考虑农地流转环境效应, 采取有效措施推进农地流转以提升农业绿色全要素生产率, 因地制宜设计农地流转策略, 并重视农地流转过程中环境问题处置工作的省际间协调。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230061
摘要:
耕地作为农业生产最基本、最稀缺的资源，对农户耕地投入行为起着关键的制约作用，而农户化肥过量投入是导致化肥面源污染的重要原因。该研究将耕地规模分为经营规模与地块规模，从理论上探讨耕地经营规模、地块规模、耕地细碎化对化肥面源污染的影响机理，并基于洞庭湖区域595份农户问卷调查数据，利用Tobit模型进行实证检验。研究表明：1)耕地细碎化会增加化肥面源污染，且随耕地细碎化程度加深，会削弱经营规模和地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响；2)耕地经营规模与化肥面源污染排放强度之间呈“U”型关系，耕地经营规模的扩大有利于削弱耕地细碎化产生的负向影响，加强地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响；3)地块规模对化肥面源污染有显著削减作用，且地块规模扩大，能削弱耕地细碎化加深产生的负向影响，加强经营规模扩大产生的正向影响。研究结果可为耕地规模化经营和化肥面源污染治理提供科学参考，从而促进农业绿色转型和可持续发展。
耕地作为农业生产最基本、最稀缺的资源，对农户耕地投入行为起着关键的制约作用，而农户化肥过量投入是导致化肥面源污染的重要原因。该研究将耕地规模分为经营规模与地块规模，从理论上探讨耕地经营规模、地块规模、耕地细碎化对化肥面源污染的影响机理，并基于洞庭湖区域595份农户问卷调查数据，利用Tobit模型进行实证检验。研究表明：1)耕地细碎化会增加化肥面源污染，且随耕地细碎化程度加深，会削弱经营规模和地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响；2)耕地经营规模与化肥面源污染排放强度之间呈“U”型关系，耕地经营规模的扩大有利于削弱耕地细碎化产生的负向影响，加强地块规模扩大对减少化肥面源污染的正向影响；3)地块规模对化肥面源污染有显著削减作用，且地块规模扩大，能削弱耕地细碎化加深产生的负向影响，加强经营规模扩大产生的正向影响。研究结果可为耕地规模化经营和化肥面源污染治理提供科学参考，从而促进农业绿色转型和可持续发展。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230102
摘要:
为合理利用好区域农业气候资源,趋利避害,加强枸杞气象科学技术研究和服务工作,为枸杞产业高质量发展提供依据。本文选取宁夏枸杞产区10个国家气象观测站1961－2021年气象资料,评估了枸杞生育期间主要气象因子的气候变化趋势,研判了主要气象灾害的发生趋势及其对枸杞产业的可能影响。结果表明：宁夏枸杞产区生育期间的气温、高温日数均呈上升趋势,近10年较上世纪60年代,平均、最高、最低气温分别升高了1.5 ℃、1.29 ℃和2.1 ℃,≥33℃高温日数增加了12.2 d,且在2001年发生突变,突变后较之前增加了9.2 d。相应地,热量资源也呈显著增加趋势,近10年较上世纪60年代,两季枸杞产区夏、秋果期≥10 ℃活动积温分别增加了266.1 ℃.d和132 ℃.d,且均在20世纪90年代发生突变,突变后较之前增多了10.6%和9.1%,一季枸杞产区全生育期≥10℃活动积温增加了319.9 ℃.d,1997年出现突变,突变后较之前增多了11.4%。此外,宁夏枸杞产区降水量和降水日数的年际间变率较大,秋果期日照时数总体呈减少趋势。气候变化导致枸杞生育进程普遍提前了11～13 d,全生育期延长。各气象灾害中,枸杞春季霜冻灾害风险整体增加,尤其是2010年以来的中～重度霜冻风险增加明显；枸杞高温热害显著增加,2001年发生突变,突变后较之前平均增加了12.2 d；阴雨寡照灾害整体呈增加趋势,年际变率较大；冰雹灾害呈减少趋势,近10年较上世纪60年代平均每年减少了6站次。热量资源的增加有利于扩大种植面积,但应充分认识到气候变化导致的枸杞重大气象灾害加剧,需要加强预警和防御能力。
为合理利用好区域农业气候资源,趋利避害,加强枸杞气象科学技术研究和服务工作,为枸杞产业高质量发展提供依据。本文选取宁夏枸杞产区10个国家气象观测站1961－2021年气象资料,评估了枸杞生育期间主要气象因子的气候变化趋势,研判了主要气象灾害的发生趋势及其对枸杞产业的可能影响。结果表明：宁夏枸杞产区生育期间的气温、高温日数均呈上升趋势,近10年较上世纪60年代,平均、最高、最低气温分别升高了1.5 ℃、1.29 ℃和2.1 ℃,≥33℃高温日数增加了12.2 d,且在2001年发生突变,突变后较之前增加了9.2 d。相应地,热量资源也呈显著增加趋势,近10年较上世纪60年代,两季枸杞产区夏、秋果期≥10 ℃活动积温分别增加了266.1 ℃.d和132 ℃.d,且均在20世纪90年代发生突变,突变后较之前增多了10.6%和9.1%,一季枸杞产区全生育期≥10℃活动积温增加了319.9 ℃.d,1997年出现突变,突变后较之前增多了11.4%。此外,宁夏枸杞产区降水量和降水日数的年际间变率较大,秋果期日照时数总体呈减少趋势。气候变化导致枸杞生育进程普遍提前了11～13 d,全生育期延长。各气象灾害中,枸杞春季霜冻灾害风险整体增加,尤其是2010年以来的中～重度霜冻风险增加明显；枸杞高温热害显著增加,2001年发生突变,突变后较之前平均增加了12.2 d；阴雨寡照灾害整体呈增加趋势,年际变率较大；冰雹灾害呈减少趋势,近10年较上世纪60年代平均每年减少了6站次。热量资源的增加有利于扩大种植面积,但应充分认识到气候变化导致的枸杞重大气象灾害加剧,需要加强预警和防御能力。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220939
摘要:
为加强河北昌黎县近海水体环境保护和管理,在其境内主要入海口分别采集水样及表层沉积物,分析其Cd、Pb、Cu等8种重金属,并采用单因子指数法、地积累指数法和潜在生态污染指数法对其重金属污染状况和风险进行评价。结果表明: 8种重金属在各入海口水体中的浓度大小顺序不尽相同,新开口重金属含量顺序为Ni﹥Cr﹥As﹥Pb﹥Zn﹥Cu﹥Hg﹥Cd,大浦河口为Ni﹥As﹥Cr﹥Pb﹥Zn﹥Cu﹥Hg﹥Cd,东沙河口为Ni﹥Cr﹥As﹥Zn﹥Pb﹥Cd﹥Hg﹥Cu。8种重金属在各入海口含量差异较大,Ni含量最高,与《海水水质标准》(GB3097-1997)中第二类水质标准限值作对比,三个入海口Ni含量均达到重度污染。Pb在新开口达到重度污染,在大浦河口Pb为轻度污染,东沙河口Pb未超标。Cr在新开口为轻度污染。Cd、Hg、Cu、Zn、As均未出现污染。沉积物中在检出的重金属中Cd在三个入海口均处于偏中度污染水平,潜在生态风险系数新开口、大浦河口和东沙河口分别为160.71、171.43、150.00,分别达到高度风险、高度风险和偏高度风险。重金属Cu和Ni在大浦河口、Pb在新开口均出现轻度污染。潜在生态风险综合指数RI显示,新开口、大浦河口和东沙河口均属于中度风险。从重金属贡献率来看,以Cd的贡献率为最大,需引起足够的重视。
为加强河北昌黎县近海水体环境保护和管理,在其境内主要入海口分别采集水样及表层沉积物,分析其Cd、Pb、Cu等8种重金属,并采用单因子指数法、地积累指数法和潜在生态污染指数法对其重金属污染状况和风险进行评价。结果表明: 8种重金属在各入海口水体中的浓度大小顺序不尽相同,新开口重金属含量顺序为Ni﹥Cr﹥As﹥Pb﹥Zn﹥Cu﹥Hg﹥Cd,大浦河口为Ni﹥As﹥Cr﹥Pb﹥Zn﹥Cu﹥Hg﹥Cd,东沙河口为Ni﹥Cr﹥As﹥Zn﹥Pb﹥Cd﹥Hg﹥Cu。8种重金属在各入海口含量差异较大,Ni含量最高,与《海水水质标准》(GB3097-1997)中第二类水质标准限值作对比,三个入海口Ni含量均达到重度污染。Pb在新开口达到重度污染,在大浦河口Pb为轻度污染,东沙河口Pb未超标。Cr在新开口为轻度污染。Cd、Hg、Cu、Zn、As均未出现污染。沉积物中在检出的重金属中Cd在三个入海口均处于偏中度污染水平,潜在生态风险系数新开口、大浦河口和东沙河口分别为160.71、171.43、150.00,分别达到高度风险、高度风险和偏高度风险。重金属Cu和Ni在大浦河口、Pb在新开口均出现轻度污染。潜在生态风险综合指数RI显示,新开口、大浦河口和东沙河口均属于中度风险。从重金属贡献率来看,以Cd的贡献率为最大,需引起足够的重视。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220935
摘要:
为探明西辽河平原灌区不同滴灌模式对春玉米不同粒位籽粒淀粉含量及淀粉合成相关酶活性的影响, 本文以‘农华101’为供试品种, 设膜下滴灌和浅埋滴灌2种滴灌模式, 研究了玉米果穗不同粒位籽粒淀粉积累特征及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性变化。结果表明: 2019—2020年浅埋滴灌产量较膜下滴灌分别高5.0%和4.7%, 千粒重分别高7.4%和6.9%; 其中浅埋滴灌穗中部百粒重分别提高7.7%和4.1%, 穗上部分别提高10.8%和9.8%。春玉米不同部位籽粒淀粉含量、积累量及淀粉合成相关酶活性均为果穗下部>中部>上部; 两种滴灌模式下淀粉含量与积累量前期差异较小, 生育后期浅埋滴灌果穗中上部淀粉含量与积累量更具优势; AGPase、GBSS和 SSS的活性在灌浆后期表现为浅埋滴灌高于膜下滴灌。浅埋滴灌果穗中上部籽粒淀粉积累达到最大速率的时间较膜下滴灌延后, 淀粉活跃积累期较长, 尤其上部粒位, 达到最大积累速率时间延后5.39 d, 平均积累速率高0.2836 mg·g?1·d?1, 最终淀粉积累量高16.6%。通径和相关分析表明, 达到最大速率的时间、平均积累速率和最大积累速率对淀粉最终积累量影响系数较大, 淀粉合成相关酶活性与淀粉积累速率显著正相关。表明浅埋滴灌下果穗中上部灌浆后期籽粒的淀粉相关酶活性强、淀粉活跃积累期长, 积累达到最大速率的时间延后, 平均积累速率高, 是浅埋滴灌较膜下滴灌粒重增加和提高产量的原因之一。
为探明西辽河平原灌区不同滴灌模式对春玉米不同粒位籽粒淀粉含量及淀粉合成相关酶活性的影响, 本文以‘农华101’为供试品种, 设膜下滴灌和浅埋滴灌2种滴灌模式, 研究了玉米果穗不同粒位籽粒淀粉积累特征及腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性变化。结果表明: 2019—2020年浅埋滴灌产量较膜下滴灌分别高5.0%和4.7%, 千粒重分别高7.4%和6.9%; 其中浅埋滴灌穗中部百粒重分别提高7.7%和4.1%, 穗上部分别提高10.8%和9.8%。春玉米不同部位籽粒淀粉含量、积累量及淀粉合成相关酶活性均为果穗下部>中部>上部; 两种滴灌模式下淀粉含量与积累量前期差异较小, 生育后期浅埋滴灌果穗中上部淀粉含量与积累量更具优势; AGPase、GBSS和 SSS的活性在灌浆后期表现为浅埋滴灌高于膜下滴灌。浅埋滴灌果穗中上部籽粒淀粉积累达到最大速率的时间较膜下滴灌延后, 淀粉活跃积累期较长, 尤其上部粒位, 达到最大积累速率时间延后5.39 d, 平均积累速率高0.2836 mg·g?1·d?1, 最终淀粉积累量高16.6%。通径和相关分析表明, 达到最大速率的时间、平均积累速率和最大积累速率对淀粉最终积累量影响系数较大, 淀粉合成相关酶活性与淀粉积累速率显著正相关。表明浅埋滴灌下果穗中上部灌浆后期籽粒的淀粉相关酶活性强、淀粉活跃积累期长, 积累达到最大速率的时间延后, 平均积累速率高, 是浅埋滴灌较膜下滴灌粒重增加和提高产量的原因之一。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230122
摘要:
根系分泌物是植物与环境进行信息交换的载体,能改善根际环境,在植物应对环境变化过程中起着重要作用。为探究长期不同季秸秆全量还田对淮北平原砂姜黑土区夏玉米花期根系分泌物的影响,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对小麦玉米秸秆均不还田(CK)、小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田(T2)和玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)的玉米根系分泌物进行非靶向代谢组学分析。结果表明,T1与T2处理根长、根表面积、根干物质重及根系活力较CK分别显著提高了9.8%、21.2%、20.9%、16.4%与12.4%、23.9%、29.2%、21.3%。相较于CK,T1、T2与T3处理分别筛选出60、38与39种差异代谢物；差异代谢物包含9大类,秸秆还田主要影响根系分泌物中的碳水化合物类与氨基酸类；T1、T2、T3分别富集到45、56和39条显著差异代谢通路,秸秆还田主要影响碳水化合物代谢途径与氨基酸类代谢途径；T2处理较CK根系分泌物中甘油、蜜二糖上调使半乳糖代谢途径上调；L-酪氨酸、L-谷氨酰胺等氨基酸的上调,使丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、酪氨酸代谢等通路显著上调；5-氨基水杨酸、丁二酸、氨乙基磷酸等有机酸上调。可见,小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田通过增加糖类、氨基酸类、有机酸类的相对含量,促进玉米根系生长,增加地上部与地下部干物质积累,协调地上部与地下部关系,使根冠协同生长。
根系分泌物是植物与环境进行信息交换的载体,能改善根际环境,在植物应对环境变化过程中起着重要作用。为探究长期不同季秸秆全量还田对淮北平原砂姜黑土区夏玉米花期根系分泌物的影响,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对小麦玉米秸秆均不还田(CK)、小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田(T1)、小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田(T2)和玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田(T3)的玉米根系分泌物进行非靶向代谢组学分析。结果表明,T1与T2处理根长、根表面积、根干物质重及根系活力较CK分别显著提高了9.8%、21.2%、20.9%、16.4%与12.4%、23.9%、29.2%、21.3%。相较于CK,T1、T2与T3处理分别筛选出60、38与39种差异代谢物；差异代谢物包含9大类,秸秆还田主要影响根系分泌物中的碳水化合物类与氨基酸类；T1、T2、T3分别富集到45、56和39条显著差异代谢通路,秸秆还田主要影响碳水化合物代谢途径与氨基酸类代谢途径；T2处理较CK根系分泌物中甘油、蜜二糖上调使半乳糖代谢途径上调；L-酪氨酸、L-谷氨酰胺等氨基酸的上调,使丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、酪氨酸代谢等通路显著上调；5-氨基水杨酸、丁二酸、氨乙基磷酸等有机酸上调。可见,小麦季秸秆全量粉碎覆盖还田+玉米季秸秆全量粉碎翻埋还田通过增加糖类、氨基酸类、有机酸类的相对含量,促进玉米根系生长,增加地上部与地下部干物质积累,协调地上部与地下部关系,使根冠协同生长。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230238
摘要:
养殖场排放氨气及温室气体（NH3、N2O、CH4）末端处理技术近年来获得了国内外学者的广泛关注与持续研究，但不同畜种粪污管理各环节气体排放规律和阻控优先序尚不清楚，不同处理技术的处理效果、处理成本和适用场景尚不明确，缺乏多气体协同处理的技术体系。因此，本研究通过系统梳理已发表的文献，采用数据挖掘（data mining）的方法分析了猪、鸡、牛、羊四种畜种粪污管理圈舍环节、贮藏环节、液体粪污贮存环节和固体粪污堆肥环节的气体排放和优先序特征、总结了与气体排放相匹配的减排技术特点，梳理针对NH3、N2O、CH4减排的各种技术原理与减排效果，探讨了粪污管理过程各环节气体阻控的优先序及潜在技术途径，可以为养殖场外排尾气处理不同类型技术组合和设计提供支撑，以实现养殖场氨气及温室气体减排的目标。指出现有NH3、N2O、CH4末端处理技术的不足，展望了NH3、N2O、CH4末端协同处理技术的研究方向，旨在为养殖场外排尾气未来技术研发提供依据。
养殖场排放氨气及温室气体（NH3、N2O、CH4）末端处理技术近年来获得了国内外学者的广泛关注与持续研究，但不同畜种粪污管理各环节气体排放规律和阻控优先序尚不清楚，不同处理技术的处理效果、处理成本和适用场景尚不明确，缺乏多气体协同处理的技术体系。因此，本研究通过系统梳理已发表的文献，采用数据挖掘（data mining）的方法分析了猪、鸡、牛、羊四种畜种粪污管理圈舍环节、贮藏环节、液体粪污贮存环节和固体粪污堆肥环节的气体排放和优先序特征、总结了与气体排放相匹配的减排技术特点，梳理针对NH3、N2O、CH4减排的各种技术原理与减排效果，探讨了粪污管理过程各环节气体阻控的优先序及潜在技术途径，可以为养殖场外排尾气处理不同类型技术组合和设计提供支撑，以实现养殖场氨气及温室气体减排的目标。指出现有NH3、N2O、CH4末端处理技术的不足，展望了NH3、N2O、CH4末端协同处理技术的研究方向，旨在为养殖场外排尾气未来技术研发提供依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220808
摘要:
为了解单作、间作小麦响应白粉病侵染的代谢差异、揭示间作提高小麦抗白粉病生理机制, 本文通过盆栽试验设置 75 mg∙kg−1 (N1)、150 mg∙kg−1 (N2)、225 mg∙kg−1 (N3) 3个施氮水平, 研究接种白粉病病原菌后, 小麦单一种植和小麦蚕豆间作下白粉病的发病情况, 并通过广泛靶向代谢组学分析单作、间作小麦响应白粉病菌侵染的差异。结果表明: 氮水平和氮水平×种植模式显著影响小麦白粉病发病率和病情指数; 在3个氮水平下, 间作降低白粉病发病率25.54%~38.81%、降低病情指数20.11%~21.97%, 其中低氮水平控制效果较好。白粉病菌侵染后, 单作、间作小麦叶片中共检测到822种代谢产物, N1、N2和N3水平下分别发现差异代谢物69种、52种和88种。KEGG代谢通路分析发现单间作小麦差异代谢物主要富集在氨基酸的生物合成、代谢途径和次生代谢物的生物合成。其中N1和N2水平下, 差异代谢物富集在代谢途径, N1和N3水平下差异代谢物富集于氨基酸的生物合成。进一步对上调、下调差异倍数前10的代谢物分析发现, 与单作相比, N1水平间作上调了谷胱甘肽还原型、L-色氨酸、L-天冬酰胺和L-谷氨酰胺, N3水平间作上调了L-天冬酰胺、L-高甲硫氨酸和L-色氨酸。除此之外, 少数生物碱类、酚酸类和有机酸类等代谢物质在氮胁迫下也呈现不同程度的变化。总之, 单作和间作小麦响应白粉病病菌侵染的应答过程受氮水平调控。在白粉病病菌侵染中、间作调控差异代谢物如氨基酸及其衍生物类、生物碱类、酚酸类和有机酸类等在植物体内的变化, 可能是间作提高小麦白粉病抗性的机制之一。其中, 氮胁迫条件下间作调控氨基酸及其衍生物与小麦白粉病抗性提高密切相关。
为了解单作、间作小麦响应白粉病侵染的代谢差异、揭示间作提高小麦抗白粉病生理机制, 本文通过盆栽试验设置 75 mg∙kg−1 (N1)、150 mg∙kg−1 (N2)、225 mg∙kg−1 (N3) 3个施氮水平, 研究接种白粉病病原菌后, 小麦单一种植和小麦蚕豆间作下白粉病的发病情况, 并通过广泛靶向代谢组学分析单作、间作小麦响应白粉病菌侵染的差异。结果表明: 氮水平和氮水平×种植模式显著影响小麦白粉病发病率和病情指数; 在3个氮水平下, 间作降低白粉病发病率25.54%~38.81%、降低病情指数20.11%~21.97%, 其中低氮水平控制效果较好。白粉病菌侵染后, 单作、间作小麦叶片中共检测到822种代谢产物, N1、N2和N3水平下分别发现差异代谢物69种、52种和88种。KEGG代谢通路分析发现单间作小麦差异代谢物主要富集在氨基酸的生物合成、代谢途径和次生代谢物的生物合成。其中N1和N2水平下, 差异代谢物富集在代谢途径, N1和N3水平下差异代谢物富集于氨基酸的生物合成。进一步对上调、下调差异倍数前10的代谢物分析发现, 与单作相比, N1水平间作上调了谷胱甘肽还原型、L-色氨酸、L-天冬酰胺和L-谷氨酰胺, N3水平间作上调了L-天冬酰胺、L-高甲硫氨酸和L-色氨酸。除此之外, 少数生物碱类、酚酸类和有机酸类等代谢物质在氮胁迫下也呈现不同程度的变化。总之, 单作和间作小麦响应白粉病病菌侵染的应答过程受氮水平调控。在白粉病病菌侵染中、间作调控差异代谢物如氨基酸及其衍生物类、生物碱类、酚酸类和有机酸类等在植物体内的变化, 可能是间作提高小麦白粉病抗性的机制之一。其中, 氮胁迫条件下间作调控氨基酸及其衍生物与小麦白粉病抗性提高密切相关。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230118
摘要:
三叶青作为“新浙八味”之一的药材, 具有抗肿瘤、抗病毒和退热等临床效果, 其主要有效成分为黄酮类化合物。三叶青生长在林间荫蔽环境, 其活性成分合成、生长发育、生理变化等均会受到林下短波光调控。为明晰短波光对三叶青品质及生理变化的调控规律, 本文选择了蓝光和紫光单色光作为处理光源, 以白光作为对照, 分别处理7 d、15 d、30 d、45 d和60 d, 测定三叶青总黄酮含量、黄酮代谢合成酶活性、生理生化指标(光合色素、抗逆酶活性和丙二醛含量、初生代谢可溶物), 以期探讨三叶青黄酮代谢和生理生化变化对短波光条件的响应及规律。结果表明: 持续的单色短波光处理, 使三叶青处于轻度胁迫状态, 蓝光处理后三叶青中总黄酮含量最高, 其中叶片含量为137.75 mg∙g−1, 块根中为149.00 mg∙g−1; 紫光处理使叶片和块根中的苯丙氨酸酶活性[96.50 U∙g−1(FW)、109.47 U∙g−1(FW)]和叶片中查尔酮异构酶活性[65.17 U∙g−1(FW)]均达最高, 蓝光处理块根中的查尔酮合成酶活性最高, 为46.76 U∙g−1(FW)。此外, 光合色素、抗逆能力和可溶性物质对短波光的响应均有差异, 与白光相比, 蓝光和紫光均可促进渗透调节物质的积累。本研究的结果可为光调控三叶青品质提供理论基础和实践指导。
三叶青作为“新浙八味”之一的药材, 具有抗肿瘤、抗病毒和退热等临床效果, 其主要有效成分为黄酮类化合物。三叶青生长在林间荫蔽环境, 其活性成分合成、生长发育、生理变化等均会受到林下短波光调控。为明晰短波光对三叶青品质及生理变化的调控规律, 本文选择了蓝光和紫光单色光作为处理光源, 以白光作为对照, 分别处理7 d、15 d、30 d、45 d和60 d, 测定三叶青总黄酮含量、黄酮代谢合成酶活性、生理生化指标(光合色素、抗逆酶活性和丙二醛含量、初生代谢可溶物), 以期探讨三叶青黄酮代谢和生理生化变化对短波光条件的响应及规律。结果表明: 持续的单色短波光处理, 使三叶青处于轻度胁迫状态, 蓝光处理后三叶青中总黄酮含量最高, 其中叶片含量为137.75 mg∙g−1, 块根中为149.00 mg∙g−1; 紫光处理使叶片和块根中的苯丙氨酸酶活性[96.50 U∙g−1(FW)、109.47 U∙g−1(FW)]和叶片中查尔酮异构酶活性[65.17 U∙g−1(FW)]均达最高, 蓝光处理块根中的查尔酮合成酶活性最高, 为46.76 U∙g−1(FW)。此外, 光合色素、抗逆能力和可溶性物质对短波光的响应均有差异, 与白光相比, 蓝光和紫光均可促进渗透调节物质的积累。本研究的结果可为光调控三叶青品质提供理论基础和实践指导。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220857
摘要:
氮是与菠萝产量关系密切的大量营养元素之一。本试验分别在4月和9月两个生长季节, 选择了广东省徐闻县田间生长的‘巴厘’和‘台农17’两个菠萝品种不同年龄的植株为研究对象, 测定了不同年龄植株的形态、生理和生长特征, 并利用稳定性同位素15N示踪技术分析了菠萝对3种形态氮素[铵态氮、硝态氮和氨基酸态氮(甘氨酸)]的获取策略, 以探讨菠萝吸收氮素的偏好, 为。结果表明, 在4月份果实收获期, 与‘巴厘’相比, ‘台农17’菠萝的产量(单个鲜果重)和根生物量较低, 但其植株高度、单株生物量、叶片N、K含量和比叶面积无显著差异, 叶片碳稳定性同位素(δ13C)和P含量较高。在4月和9月, 两菠萝品种间对不同形态的氮素吸收均有显著差异。总体而言, ‘台农17’比‘巴厘’的氮吸收能力强(P<0.05)。‘台农17’菠萝较强的氮吸收能力和水分利用效率更有助于将其分配到地上以促进光合作用, 从而维持其植株在较短生命周期内的生长。两菠萝品种都偏好吸收铵态氮(36.8%~64.6%), 其次是甘氨酸(23.2%~47.1%), 对硝态氮吸收速率最低(9.1%~31.5%)。处于营养生长阶段的菠萝植株(5~8个月)比果实收获时期的氮吸收速率高。随着年龄的增长, 铵态氮贡献率逐渐增大, 而甘氨酸贡献率逐渐降低。不同季节和年龄条件下, 不同形态氮素的吸收速率与土壤氮含量和其他所测得植物性状的相关性不显著。总之, 本研究首次证实田间菠萝的根系具有较强直接吸收利用有机氮的能力, 菠萝的品种和生长阶段都是影响氮素获取策略的重要因素。
氮是与菠萝产量关系密切的大量营养元素之一。本试验分别在4月和9月两个生长季节, 选择了广东省徐闻县田间生长的‘巴厘’和‘台农17’两个菠萝品种不同年龄的植株为研究对象, 测定了不同年龄植株的形态、生理和生长特征, 并利用稳定性同位素15N示踪技术分析了菠萝对3种形态氮素[铵态氮、硝态氮和氨基酸态氮(甘氨酸)]的获取策略, 以探讨菠萝吸收氮素的偏好, 为。结果表明, 在4月份果实收获期, 与‘巴厘’相比, ‘台农17’菠萝的产量(单个鲜果重)和根生物量较低, 但其植株高度、单株生物量、叶片N、K含量和比叶面积无显著差异, 叶片碳稳定性同位素(δ13C)和P含量较高。在4月和9月, 两菠萝品种间对不同形态的氮素吸收均有显著差异。总体而言, ‘台农17’比‘巴厘’的氮吸收能力强(P<0.05)。‘台农17’菠萝较强的氮吸收能力和水分利用效率更有助于将其分配到地上以促进光合作用, 从而维持其植株在较短生命周期内的生长。两菠萝品种都偏好吸收铵态氮(36.8%~64.6%), 其次是甘氨酸(23.2%~47.1%), 对硝态氮吸收速率最低(9.1%~31.5%)。处于营养生长阶段的菠萝植株(5~8个月)比果实收获时期的氮吸收速率高。随着年龄的增长, 铵态氮贡献率逐渐增大, 而甘氨酸贡献率逐渐降低。不同季节和年龄条件下, 不同形态氮素的吸收速率与土壤氮含量和其他所测得植物性状的相关性不显著。总之, 本研究首次证实田间菠萝的根系具有较强直接吸收利用有机氮的能力, 菠萝的品种和生长阶段都是影响氮素获取策略的重要因素。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220929
摘要:
玉米||花生具有明显间作产量优势, 但间作后期种间竞争是限制其进一步高产的瓶颈, 探明大穗型玉米对玉米||花生种间竞争的协调效应和间作优势的影响, 对其高产、高效生产意义重大。本试验于2020年和2021年在河南科技大学农场开展, 以中穗型玉米‘郑单958’与花生‘科大黑花001’间作(ZD||P)为对照, 研究了大穗型玉米‘MC4520’与花生间作(MC||P)对作物干物质积累与分配、叶面积指数、种间竞争力指数、光合特性、产量和间作产量优势的影响。结果表明: 与ZD||P相比, MC||P收获期玉米、花生单株干物质重分别显著提高7.55%~9.68%和16.07%~26.77% (P<0.05), 玉米籽粒和花生荚果干物质积累量分别显著提高9.74%~10.84%和34.56%~38.33% (P<0.05); 促进了干物质向玉米籽粒和花生荚果的分配, 尤其是花生荚果中的分配比例显著提高9.12%~15.93% (P<0.05)。与ZD||P相比, MC||P中花生叶面积指数提高5.78%~29.58%, 花生相对玉米的种间竞争力指数显著提高24.44%~65.12% (P<0.05), MC||P中玉米、花生净光合速率分别显著提高8.18%~15.74%和3.15%~18.05% (P<0.05), 且玉米和花生的气孔导度和蒸腾速率均提高, 花生的胞间CO2浓度降低。与ZD||P相比, MC||P中花生产量显著提高26.39%~51.61% (P<0.05), 间作优势和土地当量比显著提高22.21%~24.08%和13.26%~15.27% (P<0.05)。综上, 在玉米||花生体系中, 选用大穗型玉米与花生间作, 能够有效协调间作后期种间竞争, 增强花生的种间竞争能力, 提高花生产量, 从而提高间作体系产量和土地当量比, 进一步增加间作优势。
玉米||花生具有明显间作产量优势, 但间作后期种间竞争是限制其进一步高产的瓶颈, 探明大穗型玉米对玉米||花生种间竞争的协调效应和间作优势的影响, 对其高产、高效生产意义重大。本试验于2020年和2021年在河南科技大学农场开展, 以中穗型玉米‘郑单958’与花生‘科大黑花001’间作(ZD||P)为对照, 研究了大穗型玉米‘MC4520’与花生间作(MC||P)对作物干物质积累与分配、叶面积指数、种间竞争力指数、光合特性、产量和间作产量优势的影响。结果表明: 与ZD||P相比, MC||P收获期玉米、花生单株干物质重分别显著提高7.55%~9.68%和16.07%~26.77% (P<0.05), 玉米籽粒和花生荚果干物质积累量分别显著提高9.74%~10.84%和34.56%~38.33% (P<0.05); 促进了干物质向玉米籽粒和花生荚果的分配, 尤其是花生荚果中的分配比例显著提高9.12%~15.93% (P<0.05)。与ZD||P相比, MC||P中花生叶面积指数提高5.78%~29.58%, 花生相对玉米的种间竞争力指数显著提高24.44%~65.12% (P<0.05), MC||P中玉米、花生净光合速率分别显著提高8.18%~15.74%和3.15%~18.05% (P<0.05), 且玉米和花生的气孔导度和蒸腾速率均提高, 花生的胞间CO2浓度降低。与ZD||P相比, MC||P中花生产量显著提高26.39%~51.61% (P<0.05), 间作优势和土地当量比显著提高22.21%~24.08%和13.26%~15.27% (P<0.05)。综上, 在玉米||花生体系中, 选用大穗型玉米与花生间作, 能够有效协调间作后期种间竞争, 增强花生的种间竞争能力, 提高花生产量, 从而提高间作体系产量和土地当量比, 进一步增加间作优势。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220533
摘要:
苹果作为山东优势果品之一, 其生产受农业气象灾害影响较大。探究在ENSO事件下山东农业气象灾害演变规律及其对山东苹果产量的影响, 对指导当地苹果生产具有重大意义。本文基于山东1991—2019年逐日气象观测数据、地市级苹果种植统计数据及ENSO事件数据, 利用数理统计分析和ArcGIS空间表达, 得出以下结论1) 1991−2019年不同ESNO年型下农业气象灾害发生情况区域差异显著。6—8月果实膨大期厄尔尼诺年干旱灾害发生较为频繁, 共计78次, 干旱频率最高约50%; 中性年雨涝灾害较为严重, 高达60次。鲁西、鲁中等热量资源充足地区, 干旱发生较为频繁; 鲁南降水资源较为充沛地区, 雨涝灾害发生频繁。鲁东、胶东半岛等地3—5月苹果花期极端低温灾害发生较为频繁, 发生日数约7~9 d·a−1, 频率约为60%—100%。鲁西等地是6—8月苹果果实膨大期高温热害的高发区, 发生天数11~15 d·a−1。2)不同ESNO年型下, 干旱与厄尔尼诺年呈正相关, 与拉尼娜年呈负相关。3—10月苹果可生长期厄尔尼诺年南方涛动指数与雨涝呈正相关相关, 拉尼娜年、中性年南方涛动指数与雨涝呈负相关。3—5月苹果花期低温灾害与厄尔尼诺年南方涛动指数呈负相关; 与拉尼娜年、中性年南方涛动指数呈正相关。3) 3—10月苹果可生长期, 厄尔尼诺年, 胶东半岛地区干旱加剧, 导致苹果减产率上升; 中性年, 雨涝灾害, 也使得苹果减产减收影响加重。6—8月苹果果实膨大期, 拉尼娜年、中性年下, 鲁西地区干旱与苹果减产率呈正相关; 中性年, 山东大部分地区雨涝与苹果减产率呈正相关。厄尔尼诺年苹果减产率受极端低温灾害影响较小, 高温热害影响较大; 拉尼娜年、中性年山东大部分地区低温冷害、冻害天数增加, 导致苹果减产率上升, 风险加大。苹果生产中, 谨防厄尔尼诺年高温、干旱, 拉尼娜年、中性年应预防低温、雨涝灾害对苹果产量、品质的损害, 确保苹果产业而健康可持续的生产。
苹果作为山东优势果品之一, 其生产受农业气象灾害影响较大。探究在ENSO事件下山东农业气象灾害演变规律及其对山东苹果产量的影响, 对指导当地苹果生产具有重大意义。本文基于山东1991—2019年逐日气象观测数据、地市级苹果种植统计数据及ENSO事件数据, 利用数理统计分析和ArcGIS空间表达, 得出以下结论1) 1991−2019年不同ESNO年型下农业气象灾害发生情况区域差异显著。6—8月果实膨大期厄尔尼诺年干旱灾害发生较为频繁, 共计78次, 干旱频率最高约50%; 中性年雨涝灾害较为严重, 高达60次。鲁西、鲁中等热量资源充足地区, 干旱发生较为频繁; 鲁南降水资源较为充沛地区, 雨涝灾害发生频繁。鲁东、胶东半岛等地3—5月苹果花期极端低温灾害发生较为频繁, 发生日数约7~9 d·a−1, 频率约为60%—100%。鲁西等地是6—8月苹果果实膨大期高温热害的高发区, 发生天数11~15 d·a−1。2)不同ESNO年型下, 干旱与厄尔尼诺年呈正相关, 与拉尼娜年呈负相关。3—10月苹果可生长期厄尔尼诺年南方涛动指数与雨涝呈正相关相关, 拉尼娜年、中性年南方涛动指数与雨涝呈负相关。3—5月苹果花期低温灾害与厄尔尼诺年南方涛动指数呈负相关; 与拉尼娜年、中性年南方涛动指数呈正相关。3) 3—10月苹果可生长期, 厄尔尼诺年, 胶东半岛地区干旱加剧, 导致苹果减产率上升; 中性年, 雨涝灾害, 也使得苹果减产减收影响加重。6—8月苹果果实膨大期, 拉尼娜年、中性年下, 鲁西地区干旱与苹果减产率呈正相关; 中性年, 山东大部分地区雨涝与苹果减产率呈正相关。厄尔尼诺年苹果减产率受极端低温灾害影响较小, 高温热害影响较大; 拉尼娜年、中性年山东大部分地区低温冷害、冻害天数增加, 导致苹果减产率上升, 风险加大。苹果生产中, 谨防厄尔尼诺年高温、干旱, 拉尼娜年、中性年应预防低温、雨涝灾害对苹果产量、品质的损害, 确保苹果产业而健康可持续的生产。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230002
摘要:
水分和氮素是影响棉花生长发育和产量的主要因子, 为探究水分和氮素对棉花形态、生理特性以及产量的调控效应, 本研究以‘农大棉36号’为材料, 设置干旱胁迫(W1, 相对含水量为45%±5%)和正常供水(W2, 相对含水量为70%±5%)两个水分条件以及不施氮肥(N0)、低氮[N1, 69 mg(N)∙kg−1]、常规施氮[N2, 138 mg(N)∙kg−1] 3个氮素水平, 分析不同水分和氮肥条件下棉花地上部和根系形态、光合性状、抗氧化酶活性、氮代谢酶活性以及产量的变化。结果表明, 与W2处理相比, W1处理显著抑制了棉花生长, 降低了棉花株高、茎粗、叶面积以及总根长、总根表面积、平均根直径(P<0.05), 显著增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性, 降低了相对叶绿素含量(SPAD)、最大光化学效率(Fv/Fm)和光合能力, 从而造成棉花产量下降(P<0.05); 与N2处理相比, N0和N1处理上述指标均显著降低。干旱胁迫下, 常规施氮处理比不施氮肥和低氮处理促进棉花地上和地下生长, 显著提高主茎叶SPAD、净光合速率和Fv/Fm (P<0.05), 增强抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和氮代谢酶(GS和NR)活性(P<0.05), 减轻干旱胁迫对棉花生长造成的抑制, 提高棉花产量。在低氮条件下, 正常供水比干旱胁迫处理亦促进棉花的生长, 增强光合作用和氮代谢酶活性, 减缓了低氮胁迫对其产生的不利影响, 提高产量(P<0.05)。因此, 可通过增施氮肥提高干旱胁迫下的棉花产量, 亦可通过适当增加灌水量提高低氮胁迫下的棉花产量, 本研究为明确氮素胁迫和水分胁迫下合理的水肥管理提供了理论依据。
水分和氮素是影响棉花生长发育和产量的主要因子, 为探究水分和氮素对棉花形态、生理特性以及产量的调控效应, 本研究以‘农大棉36号’为材料, 设置干旱胁迫(W1, 相对含水量为45%±5%)和正常供水(W2, 相对含水量为70%±5%)两个水分条件以及不施氮肥(N0)、低氮[N1, 69 mg(N)∙kg−1]、常规施氮[N2, 138 mg(N)∙kg−1] 3个氮素水平, 分析不同水分和氮肥条件下棉花地上部和根系形态、光合性状、抗氧化酶活性、氮代谢酶活性以及产量的变化。结果表明, 与W2处理相比, W1处理显著抑制了棉花生长, 降低了棉花株高、茎粗、叶面积以及总根长、总根表面积、平均根直径(P<0.05), 显著增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性, 降低了相对叶绿素含量(SPAD)、最大光化学效率(Fv/Fm)和光合能力, 从而造成棉花产量下降(P<0.05); 与N2处理相比, N0和N1处理上述指标均显著降低。干旱胁迫下, 常规施氮处理比不施氮肥和低氮处理促进棉花地上和地下生长, 显著提高主茎叶SPAD、净光合速率和Fv/Fm (P<0.05), 增强抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和氮代谢酶(GS和NR)活性(P<0.05), 减轻干旱胁迫对棉花生长造成的抑制, 提高棉花产量。在低氮条件下, 正常供水比干旱胁迫处理亦促进棉花的生长, 增强光合作用和氮代谢酶活性, 减缓了低氮胁迫对其产生的不利影响, 提高产量(P<0.05)。因此, 可通过增施氮肥提高干旱胁迫下的棉花产量, 亦可通过适当增加灌水量提高低氮胁迫下的棉花产量, 本研究为明确氮素胁迫和水分胁迫下合理的水肥管理提供了理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220941
摘要:
滨海湿地处于海陆生态系统交错地带, 研究湿地面积变化带来的生态系统服务和人类福祉的变化, 可为湿地生态系统服务提升、近海岸生态环境保护与生态安全管理提供参考。本文通过分析河北滨海湿地面积变化, 对2000—2020年河北滨海湿地生态系统服务的供给量和社会对湿地生态系统服务需求量进行评估, 并以供需比定量分析了滨海湿地生态系统服务供需特征, 最后利用情景分析预测了2030年河北滨海湿地供需安全。结果表明: 1)河北滨海湿地生态安全受到威胁, 主要表现为自然湿地面积和湿地生态廊道面积减少。2)除水产品供给服务增加外, 河北滨海湿地的水资源供给、净化环境、调节洪水、固碳、释氧和美学景观等生态系统服务供给量均降低, 河北滨海区社会对湿地生态系统服务需求量均呈增加趋势。3)河北滨海湿地面积仅占河北滨海区全域面积的6.3%, 但其提供的调节洪水服务可以满足河北滨海区全域对其需求。4)河北滨海湿地调节洪水服务的生态安全状况较好, 水产品供给服务、水资源供给服务和净化环境服务是目前需要重点关注的生态安全问题, 是未来可能影响河北滨海湿地生态安全的隐患, 固碳、释氧和美学景观服务是未来河北滨海湿地生态安全发展中的短板。5)情景分析下, 湿地严格保护情景下生态系统服务供给量和供需比最高, 是河北滨海湿地生态系统未来发展最好情景模式。
滨海湿地处于海陆生态系统交错地带, 研究湿地面积变化带来的生态系统服务和人类福祉的变化, 可为湿地生态系统服务提升、近海岸生态环境保护与生态安全管理提供参考。本文通过分析河北滨海湿地面积变化, 对2000—2020年河北滨海湿地生态系统服务的供给量和社会对湿地生态系统服务需求量进行评估, 并以供需比定量分析了滨海湿地生态系统服务供需特征, 最后利用情景分析预测了2030年河北滨海湿地供需安全。结果表明: 1)河北滨海湿地生态安全受到威胁, 主要表现为自然湿地面积和湿地生态廊道面积减少。2)除水产品供给服务增加外, 河北滨海湿地的水资源供给、净化环境、调节洪水、固碳、释氧和美学景观等生态系统服务供给量均降低, 河北滨海区社会对湿地生态系统服务需求量均呈增加趋势。3)河北滨海湿地面积仅占河北滨海区全域面积的6.3%, 但其提供的调节洪水服务可以满足河北滨海区全域对其需求。4)河北滨海湿地调节洪水服务的生态安全状况较好, 水产品供给服务、水资源供给服务和净化环境服务是目前需要重点关注的生态安全问题, 是未来可能影响河北滨海湿地生态安全的隐患, 固碳、释氧和美学景观服务是未来河北滨海湿地生态安全发展中的短板。5)情景分析下, 湿地严格保护情景下生态系统服务供给量和供需比最高, 是河北滨海湿地生态系统未来发展最好情景模式。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220940
摘要:
为了探究曹妃甸湿地和鸟类省级自然保护区植物多样性以及土壤理化性质空间分布规律。采用生态学样地调查方法对研究区内植被群落结构及其相应土壤理化性质进行调查与测定, 通关相关性分析探讨植物多样性与土壤盐分和养分指标的关系。研究结果表明: 1)研究区种子植物共有23科, 47属, 54种, 被子植物占绝对优势, 植物种绝大部分是中生草本植物; 2)研究区植物区系数量结构分析显示研究区内优势科有4科, 分别是菊科、禾本科、藜科和豆科, 优势属有5种, 分别是藜属、莴苣属、碱蓬属、蒿属和补血草属, 数量结构特征表现出科级和属级水平上的多样性, 区系地理成分特征相对复杂, 以温带分布为主, 但也出现了热带分布; 3)研究区植物群落主要以草本为主, 可分为9种类型, 其中茵陈蒿、葎草群落更为稳定, 芦苇群落的多样性最差; 4)土壤盐分和速效钾高值区主要分布在研究区西南部地区, 土壤速效磷高值区主要分布在西北部地区, 速效氮和有机质含量高值区空间分布较为分散; 5)湿地植物多样性指数整体上与土壤盐分呈现负相关关系, 与土壤养分尤其速效氮呈现正相关的关系。该研究结果明确了该区植物的分布及多样性情况, 并对其影响因素进行了初步分析, 可为曹妃甸湿地植物多样性保护和管理提供一定科学依据。
为了探究曹妃甸湿地和鸟类省级自然保护区植物多样性以及土壤理化性质空间分布规律。采用生态学样地调查方法对研究区内植被群落结构及其相应土壤理化性质进行调查与测定, 通关相关性分析探讨植物多样性与土壤盐分和养分指标的关系。研究结果表明: 1)研究区种子植物共有23科, 47属, 54种, 被子植物占绝对优势, 植物种绝大部分是中生草本植物; 2)研究区植物区系数量结构分析显示研究区内优势科有4科, 分别是菊科、禾本科、藜科和豆科, 优势属有5种, 分别是藜属、莴苣属、碱蓬属、蒿属和补血草属, 数量结构特征表现出科级和属级水平上的多样性, 区系地理成分特征相对复杂, 以温带分布为主, 但也出现了热带分布; 3)研究区植物群落主要以草本为主, 可分为9种类型, 其中茵陈蒿、葎草群落更为稳定, 芦苇群落的多样性最差; 4)土壤盐分和速效钾高值区主要分布在研究区西南部地区, 土壤速效磷高值区主要分布在西北部地区, 速效氮和有机质含量高值区空间分布较为分散; 5)湿地植物多样性指数整体上与土壤盐分呈现负相关关系, 与土壤养分尤其速效氮呈现正相关的关系。该研究结果明确了该区植物的分布及多样性情况, 并对其影响因素进行了初步分析, 可为曹妃甸湿地植物多样性保护和管理提供一定科学依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220938
摘要:
在保障粮食安全的前提下, 东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究边界, 通过实地调研、统计数据和文献, 结合食物链养分流动模型(NUFER: NUtrient flows in Food chains, Environment and Resources use)定量1990—2020年农牧系统氮磷养分流动、利用率和环境损失, 探究气候和社会经济因素对氮磷排放的驱动作用, 并设置平衡施肥(减少化肥施用)和有机替代(提升有机物料替代)两种情景评估该县减排潜力。结果表明, 相对于1990年, 2020年农安县农牧体系氮磷输入量分别下降41%和20%, 其中化肥施用是最大的输入项。作物和农牧系统养分利用率波动增加, 而畜禽系统养分利用率下降并趋于稳定。农牧体系氮磷损失量较1990年分别减少41%和增加29%。农田氨挥发、径流侵蚀和畜禽粪便直排为主要排放途径。通过平衡施肥和有机替代, 土壤氮磷积累处于较低水平时, 至2030年农安县化学氮肥有70%~80%的减施潜力, 化学磷肥有80%~85%的减施潜力, 且环境排放降低67%, 作物和农牧系统养分利用率均增长50%以上。综上, 农安县农牧体系化肥施用量大, 有机物料浪费严重使养分利用率处于较低水平, 环境排放强度高。未来可通过增加秸秆和粪便还田量提升化肥减施潜力。东北黑土区应继续深化化肥零增长政策, 推行有机废弃物资源化利用, 实现农牧系统协同优化发展。
在保障粮食安全的前提下, 东北黑土区作物和畜牧生产的耦合促进农业绿色发展。本研究选择位于东北黑土区的吉林省农安县为研究边界, 通过实地调研、统计数据和文献, 结合食物链养分流动模型(NUFER: NUtrient flows in Food chains, Environment and Resources use)定量1990—2020年农牧系统氮磷养分流动、利用率和环境损失, 探究气候和社会经济因素对氮磷排放的驱动作用, 并设置平衡施肥(减少化肥施用)和有机替代(提升有机物料替代)两种情景评估该县减排潜力。结果表明, 相对于1990年, 2020年农安县农牧体系氮磷输入量分别下降41%和20%, 其中化肥施用是最大的输入项。作物和农牧系统养分利用率波动增加, 而畜禽系统养分利用率下降并趋于稳定。农牧体系氮磷损失量较1990年分别减少41%和增加29%。农田氨挥发、径流侵蚀和畜禽粪便直排为主要排放途径。通过平衡施肥和有机替代, 土壤氮磷积累处于较低水平时, 至2030年农安县化学氮肥有70%~80%的减施潜力, 化学磷肥有80%~85%的减施潜力, 且环境排放降低67%, 作物和农牧系统养分利用率均增长50%以上。综上, 农安县农牧体系化肥施用量大, 有机物料浪费严重使养分利用率处于较低水平, 环境排放强度高。未来可通过增加秸秆和粪便还田量提升化肥减施潜力。东北黑土区应继续深化化肥零增长政策, 推行有机废弃物资源化利用, 实现农牧系统协同优化发展。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220886
摘要:
再生稻模式在湖北省粮食生产调结构转方式中具有重要作用, 研究氮肥与有机肥配施对再生稻稻田土壤肥力性状的影响, 可为土壤肥力维持和再生稻高效生产提供科学依据。大田试验于2020—2021年进行, 各试验处理磷(P2O5)、钾(K2O)养分施用量分别为75 kg∙hm−2和150 kg∙hm−2, 氮(N)施用量200 kg∙hm−2 (不包括不施氮处理N0)。按氮肥与有机肥施用情况分为5种基肥处理: 不施氮肥(N0); 基肥氮(N 75 kg∙hm−2)全部来自常规尿素(CK); 两种物料配施时, 基肥氮由2种物料各提供一半, 2种物料配施包括缓释尿素与常规尿素(T1)、生物炭与常规尿素(T2)、畜牧粪便与常规尿素(T3)。T2处理区在2021年不再施入生物炭, 施肥与CK处理相同。结果表明: 施入生物炭和畜牧粪便都能降低土壤容重, 以前者效果更佳; 施入生物炭后第1年, 土壤pH、有机碳和全氮明显提高, 第2年的效果与畜牧粪便无明显差异; 在头季稻分蘖期、抽穗期和再生稻抽穗期, 土壤无机氮含量分别以施常规尿素、缓释尿素和畜牧粪便最高; 畜牧粪便和生物炭可提高土壤微生物量碳和微生物量氮含量, 其中在头季稻拔节期前生物炭的施用效果较好, 拔节期后以畜牧粪便的施用效果较好。此外, 在畜牧粪便处理下, β-葡萄糖苷酶和脲酶活性较高。比较而言, 畜牧粪便在降低土壤容重、提高有机碳和全氮的效果上次于生物炭, 在提高无机氮、微生物生物量和土壤酶活性上效果优于生物炭, 因此, 建议基肥采用畜牧粪便与化肥配施, 由畜牧粪便取代其中50%的化肥氮。
再生稻模式在湖北省粮食生产调结构转方式中具有重要作用, 研究氮肥与有机肥配施对再生稻稻田土壤肥力性状的影响, 可为土壤肥力维持和再生稻高效生产提供科学依据。大田试验于2020—2021年进行, 各试验处理磷(P2O5)、钾(K2O)养分施用量分别为75 kg∙hm−2和150 kg∙hm−2, 氮(N)施用量200 kg∙hm−2 (不包括不施氮处理N0)。按氮肥与有机肥施用情况分为5种基肥处理: 不施氮肥(N0); 基肥氮(N 75 kg∙hm−2)全部来自常规尿素(CK); 两种物料配施时, 基肥氮由2种物料各提供一半, 2种物料配施包括缓释尿素与常规尿素(T1)、生物炭与常规尿素(T2)、畜牧粪便与常规尿素(T3)。T2处理区在2021年不再施入生物炭, 施肥与CK处理相同。结果表明: 施入生物炭和畜牧粪便都能降低土壤容重, 以前者效果更佳; 施入生物炭后第1年, 土壤pH、有机碳和全氮明显提高, 第2年的效果与畜牧粪便无明显差异; 在头季稻分蘖期、抽穗期和再生稻抽穗期, 土壤无机氮含量分别以施常规尿素、缓释尿素和畜牧粪便最高; 畜牧粪便和生物炭可提高土壤微生物量碳和微生物量氮含量, 其中在头季稻拔节期前生物炭的施用效果较好, 拔节期后以畜牧粪便的施用效果较好。此外, 在畜牧粪便处理下, β-葡萄糖苷酶和脲酶活性较高。比较而言, 畜牧粪便在降低土壤容重、提高有机碳和全氮的效果上次于生物炭, 在提高无机氮、微生物生物量和土壤酶活性上效果优于生物炭, 因此, 建议基肥采用畜牧粪便与化肥配施, 由畜牧粪便取代其中50%的化肥氮。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220906
摘要:
玉米−大豆带状复合种植技术具有提高土地利用率, 扩大大豆生产面积, 提高大豆产量的作用, 而田间配置直接影响大豆生长发育和产量形成。本研究通过分析玉米−大豆带状套作模式行向配置对大豆形态、光合生理参数及产量的影响, 确定南方区域玉米−大豆带状套作模式的最优行向。试验采用单因素随机区组设计, 玉米大豆行比为2∶2, 带宽2 m, 设置6个处理: 玉米西北-东南行向净作(CKm)、大豆西北-东南行向净作(CKs)和4种行向的玉米−大豆带状套作[东-西(A1)、南-北(A2)、西北-东南(A3)、东北-西南(A4)], 分析套作大豆光环境、株高、叶面积指数、光合色素、光合参数、叶片结构特性、粒叶比及产量等对复合种植系统行向的响应。结果表明, 东-西行向和西北-东南行向处理的大豆前期受荫蔽程度显著低于南-北行向和东北-西南行向处理(P<0.05); 东-西行向种植, 套作大豆受光量最大。与大豆净作处理相比, 带状套作各处理大豆叶面积指数(LAI)、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率、叶片生产能力、叶片厚度、气孔密度显著降低, 整体趋势为东-西行向>西北-东南行向>南-北行向>东北-西南行向处理。东-西行向处理各生育时期大豆叶片LAI、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率以及大豆叶片厚度、气孔密度、气孔长度和气孔开度均显著高于其他带状套作处理。在产量和效益方面, 东-西行向处理的大豆产量和整株粒叶比、1-5节位粒叶比及3-4节位粒叶比分别为1932.66 kg∙hm−2和952.67、498.50及207.59 g∙m−2, 高于其他带状套作处理(P<0.05)。与玉米净作处理相比, 南-北行向、西北-东南行向和东北-西南行向处理玉米实际产量显著降低, 而东-西行向处理玉米产量增加了1.67%。东-西行向处理下玉米产量贡献率最高(79.44%), 土地当量比为1.66。在中国南方地区, 东-西行向种植能显著发挥玉米−大豆套作复合种植模式的优势。
玉米−大豆带状复合种植技术具有提高土地利用率, 扩大大豆生产面积, 提高大豆产量的作用, 而田间配置直接影响大豆生长发育和产量形成。本研究通过分析玉米−大豆带状套作模式行向配置对大豆形态、光合生理参数及产量的影响, 确定南方区域玉米−大豆带状套作模式的最优行向。试验采用单因素随机区组设计, 玉米大豆行比为2∶2, 带宽2 m, 设置6个处理: 玉米西北-东南行向净作(CKm)、大豆西北-东南行向净作(CKs)和4种行向的玉米−大豆带状套作[东-西(A1)、南-北(A2)、西北-东南(A3)、东北-西南(A4)], 分析套作大豆光环境、株高、叶面积指数、光合色素、光合参数、叶片结构特性、粒叶比及产量等对复合种植系统行向的响应。结果表明, 东-西行向和西北-东南行向处理的大豆前期受荫蔽程度显著低于南-北行向和东北-西南行向处理(P<0.05); 东-西行向种植, 套作大豆受光量最大。与大豆净作处理相比, 带状套作各处理大豆叶面积指数(LAI)、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率、叶片生产能力、叶片厚度、气孔密度显著降低, 整体趋势为东-西行向>西北-东南行向>南-北行向>东北-西南行向处理。东-西行向处理各生育时期大豆叶片LAI、地上部生物量、光合色素含量、净光合速率以及大豆叶片厚度、气孔密度、气孔长度和气孔开度均显著高于其他带状套作处理。在产量和效益方面, 东-西行向处理的大豆产量和整株粒叶比、1-5节位粒叶比及3-4节位粒叶比分别为1932.66 kg∙hm−2和952.67、498.50及207.59 g∙m−2, 高于其他带状套作处理(P<0.05)。与玉米净作处理相比, 南-北行向、西北-东南行向和东北-西南行向处理玉米实际产量显著降低, 而东-西行向处理玉米产量增加了1.67%。东-西行向处理下玉米产量贡献率最高(79.44%), 土地当量比为1.66。在中国南方地区, 东-西行向种植能显著发挥玉米−大豆套作复合种植模式的优势。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220930
摘要:
作物病虫害严重影响粮食产量和质量, 对农业生产造成巨大损失。开展作物病虫害生境适宜性评价能够对适合病虫害繁殖和流行的环境区域进行有效表征, 为病虫害预测提供重要信息。由于作物病虫害发生和流行受多种生境因素影响, 同时这些生境因素时空异质性高, 难以通过传统气象站点数据、人为调查等方式进行有效表征, 为病虫害生境评价带来较大的挑战。遥感技术的发展和成熟为病虫害生境信息表征带来重要机遇。多源遥感信息在时空异质信息表征方面具有天然优势, 同时能与传统气象站点数据形成信息互补, 为病虫害生境适宜性评价提供全面、丰富的信息, 支持生境适宜性评价模型的构建。本文对多源遥感信息在作物病虫害生境适宜性评价方面的研究进展进行综述, 重点分析多源遥感数据在寄主作物分布及生长状态、环境气象条件和景观等病虫害生境因子表征方面的潜力, 以及大范围生境适宜性评价涉及的统计模型、机器学习模型和生态位模型等建模方法。在此基础上, 提出基于多源遥感信息的作物病虫害生境评价模型构建的框架, 并对技术的发展趋势进行探讨, 为更加精准、科学的区域尺度病虫害防控管理提供技术支撑, 为病虫害统防统治和绿色防控提供科学指导。
作物病虫害严重影响粮食产量和质量, 对农业生产造成巨大损失。开展作物病虫害生境适宜性评价能够对适合病虫害繁殖和流行的环境区域进行有效表征, 为病虫害预测提供重要信息。由于作物病虫害发生和流行受多种生境因素影响, 同时这些生境因素时空异质性高, 难以通过传统气象站点数据、人为调查等方式进行有效表征, 为病虫害生境评价带来较大的挑战。遥感技术的发展和成熟为病虫害生境信息表征带来重要机遇。多源遥感信息在时空异质信息表征方面具有天然优势, 同时能与传统气象站点数据形成信息互补, 为病虫害生境适宜性评价提供全面、丰富的信息, 支持生境适宜性评价模型的构建。本文对多源遥感信息在作物病虫害生境适宜性评价方面的研究进展进行综述, 重点分析多源遥感数据在寄主作物分布及生长状态、环境气象条件和景观等病虫害生境因子表征方面的潜力, 以及大范围生境适宜性评价涉及的统计模型、机器学习模型和生态位模型等建模方法。在此基础上, 提出基于多源遥感信息的作物病虫害生境评价模型构建的框架, 并对技术的发展趋势进行探讨, 为更加精准、科学的区域尺度病虫害防控管理提供技术支撑, 为病虫害统防统治和绿色防控提供科学指导。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220963
摘要:
在农业景观中非耕作生境通常会为地表节肢动物提供适宜的生存场所, 步甲和蜘蛛群落作为天敌类地表节肢动物的重要组成部分, 非耕作生境类型对其多样性和空间分布的作用有所差异。本文在辽宁省昌图县调查了非耕作生境(即果园、草地、乔木林地和其他林地生境)以及其相邻耕地内部和耕地边缘的步甲和蜘蛛个体数、物种数和多样性, 采用方差分析、聚类分析和冗余分析等方法, 详细讨论了不同生境内步甲和蜘蛛群落分布特征以及非耕作生境类型对邻近耕地边缘及内部步甲和蜘蛛多样性的影响机制。结果表明: 1)不同非耕作生境类型对耕地内部溢出效应明显, 但产生的影响有所差异, 草地对耕地内部步甲多样性影响显著, 其他林地对耕地内部蜘蛛的多样性影响显著。2)不同非耕作生境类型产生的边缘效应与溢出效应规律一致, 均会促进耕地内部步甲和蜘蛛的多样性; 步甲的多样性在邻近草地的耕地边缘显著高于其他边缘类型, 蜘蛛的多样性在邻近其他林地的耕地边缘显著高于其他边缘类型。3)非耕作生境的植被盖度和多样性显著影响步甲和蜘蛛的多样性。总体而言, 非耕作生境对提升耕地内天敌多样性有积极作用, 林地和草地作用效果更为明显, 并且非耕作生境内植被群落结构越复杂, 越有利于维持较高的天敌多样性, 进而提高生物控害功能。因此, 在农业景观中, 增加非耕作生境景观建设, 如设置合适农田边界带、种植合适的植被群落等, 可以促进农业景观中的生物控制服务, 提升害虫防治功能维持生态系统稳定, 对建设高标准农田具有重要意义。
在农业景观中非耕作生境通常会为地表节肢动物提供适宜的生存场所, 步甲和蜘蛛群落作为天敌类地表节肢动物的重要组成部分, 非耕作生境类型对其多样性和空间分布的作用有所差异。本文在辽宁省昌图县调查了非耕作生境(即果园、草地、乔木林地和其他林地生境)以及其相邻耕地内部和耕地边缘的步甲和蜘蛛个体数、物种数和多样性, 采用方差分析、聚类分析和冗余分析等方法, 详细讨论了不同生境内步甲和蜘蛛群落分布特征以及非耕作生境类型对邻近耕地边缘及内部步甲和蜘蛛多样性的影响机制。结果表明: 1)不同非耕作生境类型对耕地内部溢出效应明显, 但产生的影响有所差异, 草地对耕地内部步甲多样性影响显著, 其他林地对耕地内部蜘蛛的多样性影响显著。2)不同非耕作生境类型产生的边缘效应与溢出效应规律一致, 均会促进耕地内部步甲和蜘蛛的多样性; 步甲的多样性在邻近草地的耕地边缘显著高于其他边缘类型, 蜘蛛的多样性在邻近其他林地的耕地边缘显著高于其他边缘类型。3)非耕作生境的植被盖度和多样性显著影响步甲和蜘蛛的多样性。总体而言, 非耕作生境对提升耕地内天敌多样性有积极作用, 林地和草地作用效果更为明显, 并且非耕作生境内植被群落结构越复杂, 越有利于维持较高的天敌多样性, 进而提高生物控害功能。因此, 在农业景观中, 增加非耕作生境景观建设, 如设置合适农田边界带、种植合适的植被群落等, 可以促进农业景观中的生物控制服务, 提升害虫防治功能维持生态系统稳定, 对建设高标准农田具有重要意义。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220924
摘要:
咸水结冰灌溉对重度盐碱地改良, 缓解淡水资源短缺具有重要现实意义。咸水冰融化过程中水盐分离的实质是盐分的再分配过程。为厘清前处理对咸水冰融化过程中水质及水量的影响, 本研究设计了曝气冰(A)、堆积冰(S)、破碎冰(C)和常规冰(R)4种前处理, 及4个初始矿化度0、5 g∙L−1、10 g∙L−1、15 g∙L−1, 对比分析融水过程中水量和水质的动态变化。结果表明, 曝气、堆积和破碎处理相对常规冰都能显著减少融化时间, 各处理融化时间为破碎冰<堆积冰<曝气冰<常规冰; 单位时间融出水量均呈现先快速升高, 后缓慢降低的趋势, 峰值水量为常规冰<曝气冰<堆积冰<破碎冰。随着融化过程的进行, 融水矿化度快速下降, 之后逐渐平缓; 其中, 破碎冰初始和结束时融水矿化度和钠吸附比均显著低于常规冰; 且初始矿化度为5 g∙L−1时破碎冰的淡水(<1 g∙L−1)融出量高达33.26%, 显著高于同矿化度的其他前处理冰体。可见, 前处理措施可以显著改变咸水冰融化过程中的水盐再分配过程, 这为地下咸水资源利用时通过咸水冰前处理提高盐分淋洗能力提供了理论依据。
咸水结冰灌溉对重度盐碱地改良, 缓解淡水资源短缺具有重要现实意义。咸水冰融化过程中水盐分离的实质是盐分的再分配过程。为厘清前处理对咸水冰融化过程中水质及水量的影响, 本研究设计了曝气冰(A)、堆积冰(S)、破碎冰(C)和常规冰(R)4种前处理, 及4个初始矿化度0、5 g∙L−1、10 g∙L−1、15 g∙L−1, 对比分析融水过程中水量和水质的动态变化。结果表明, 曝气、堆积和破碎处理相对常规冰都能显著减少融化时间, 各处理融化时间为破碎冰<堆积冰<曝气冰<常规冰; 单位时间融出水量均呈现先快速升高, 后缓慢降低的趋势, 峰值水量为常规冰<曝气冰<堆积冰<破碎冰。随着融化过程的进行, 融水矿化度快速下降, 之后逐渐平缓; 其中, 破碎冰初始和结束时融水矿化度和钠吸附比均显著低于常规冰; 且初始矿化度为5 g∙L−1时破碎冰的淡水(<1 g∙L−1)融出量高达33.26%, 显著高于同矿化度的其他前处理冰体。可见, 前处理措施可以显著改变咸水冰融化过程中的水盐再分配过程, 这为地下咸水资源利用时通过咸水冰前处理提高盐分淋洗能力提供了理论依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220928
摘要:
高效生态农业的应运兴起丰富了农业强国建设的内容, 对其深入探索与不断完善是实施乡村振兴战略的重要举措与运营载体。本研究在总结保障供应、资源节约与环境友好型农业发展经验的基础上, 进行高效生态农业的科学内涵和理论内涵的延伸和拓展, 构建“县域-区域-流域”高效生态农业建设主体框架, 剖析高效生态农业在乡村振兴进程中的建设思路和发展目标。高效生态农业是生态农业的提高和升华, 本研究依照福建省现代农业提质增效与农业强省的建设要求, 提出福建乡村生态产业化与产业生态化融合发展新集群构建; 因地制宜营造人与自然和谐共生的宜业宜居乡村融合体; 深入探索并创立福建乡村碳中和管理新机制与创业新体系等新技术体系优化构建与实施对策, 进而探索创建乡村产业化+生态化“双化协同”开发与农业经济效益+生态效益“双益统筹”发展的生产经营模式, 因地制宜推动富有区域特色的高效生态农业转型升级, 是全面推进乡村振兴的有效路径。
高效生态农业的应运兴起丰富了农业强国建设的内容, 对其深入探索与不断完善是实施乡村振兴战略的重要举措与运营载体。本研究在总结保障供应、资源节约与环境友好型农业发展经验的基础上, 进行高效生态农业的科学内涵和理论内涵的延伸和拓展, 构建“县域-区域-流域”高效生态农业建设主体框架, 剖析高效生态农业在乡村振兴进程中的建设思路和发展目标。高效生态农业是生态农业的提高和升华, 本研究依照福建省现代农业提质增效与农业强省的建设要求, 提出福建乡村生态产业化与产业生态化融合发展新集群构建; 因地制宜营造人与自然和谐共生的宜业宜居乡村融合体; 深入探索并创立福建乡村碳中和管理新机制与创业新体系等新技术体系优化构建与实施对策, 进而探索创建乡村产业化+生态化“双化协同”开发与农业经济效益+生态效益“双益统筹”发展的生产经营模式, 因地制宜推动富有区域特色的高效生态农业转型升级, 是全面推进乡村振兴的有效路径。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220937
摘要:
河北滨海盐碱耕地缺少灌溉水资源, 该区具有丰富的浅层微/轻度咸水资源, 冬小麦生长关键期适当进行微/轻度咸水灌溉能够缓解该区农田灌溉危机。本文以河北省滨海盐碱地为研究对象, 选择沧州市南大港产业园区马营村为试验基地, 开展浅层轻度咸水冬小麦农田灌溉试验, 分析咸水灌溉对冬小麦产量和土壤盐分含量变化的影响。结果表明: 1)河北滨海盐碱地浅层轻度咸水(6 g∙L−1)在冬小麦拔节—抽穗期进行一次40 m3的灌溉, 产量能够达到旱作冬小麦的1.5倍以上, 增产效果明显。2)基于暗管排水排盐工程、在雨季保持多年平均降雨量条件下, 2016—2018年雨季后实验地土壤平均含盐量分别为2.86 g∙kg−1、1.60 g∙kg−1和1.38 g∙kg−1, 呈现逐年降低的趋势。由此得出研究结论: 河北滨海盐碱地浅层咸水资源在冬小麦灌溉方面能够实现安全利用。在此基础上, 以河北滨海沧州市为例分析浅层咸水资源前景表明, 从水资源量上, 1~5 g∙L−1的浅层微/轻度咸水资源可以满足冬小麦农田因地下水压采限采造成的至少1.7×108 m3灌溉水量亏缺, 沧州市耕地可以扩大一年两熟种植面积, 增加冬小麦种植面积约9000 hm2。以上研究结果可为河北滨海盐碱地咸水资源安全利用、土壤健康和粮食安全提供科学依据。
河北滨海盐碱耕地缺少灌溉水资源, 该区具有丰富的浅层微/轻度咸水资源, 冬小麦生长关键期适当进行微/轻度咸水灌溉能够缓解该区农田灌溉危机。本文以河北省滨海盐碱地为研究对象, 选择沧州市南大港产业园区马营村为试验基地, 开展浅层轻度咸水冬小麦农田灌溉试验, 分析咸水灌溉对冬小麦产量和土壤盐分含量变化的影响。结果表明: 1)河北滨海盐碱地浅层轻度咸水(6 g∙L−1)在冬小麦拔节—抽穗期进行一次40 m3的灌溉, 产量能够达到旱作冬小麦的1.5倍以上, 增产效果明显。2)基于暗管排水排盐工程、在雨季保持多年平均降雨量条件下, 2016—2018年雨季后实验地土壤平均含盐量分别为2.86 g∙kg−1、1.60 g∙kg−1和1.38 g∙kg−1, 呈现逐年降低的趋势。由此得出研究结论: 河北滨海盐碱地浅层咸水资源在冬小麦灌溉方面能够实现安全利用。在此基础上, 以河北滨海沧州市为例分析浅层咸水资源前景表明, 从水资源量上, 1~5 g∙L−1的浅层微/轻度咸水资源可以满足冬小麦农田因地下水压采限采造成的至少1.7×108 m3灌溉水量亏缺, 沧州市耕地可以扩大一年两熟种植面积, 增加冬小麦种植面积约9000 hm2。以上研究结果可为河北滨海盐碱地咸水资源安全利用、土壤健康和粮食安全提供科学依据。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230038
摘要:
发展缓控释肥料是实现化肥减量增效的重要方向, 在支撑现代农业绿色发展中发挥着重要作用。文章回顾了北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所在该领域32年的研究工作, 从研究历程、队伍建设、产品开发和农化服务等方面阐述了缓控释肥料自实验室走向农田的来龙去脉, 对未来的研究方向进行了分析与展望。研究所1991—1998年相继研制出沸石包膜肥料和聚烯烃树脂包膜肥料。1999—2015年,控释肥料逐步实现产业化。2016年以后,生物基包膜控释肥料受到重视,研究取得了较大进展。沸石包衣肥料是以天然沸石为包膜剂的无机包膜肥料。聚烯烃树脂包膜肥料是将树脂溶液喷洒在肥料表面形成一层半渗透或不渗透材料,以实现养分的控制释放。聚氨酯包膜肥料是一种热固性树脂包膜控释肥料,无溶剂原位反应成膜是其常用生产工艺,研究所先后开发了半自动、自动化连续生产技术。研究所缓控释肥料的创制服务了从大田到园艺系列作物养分精准需求, 带动了肥料产业升级、面源污染治理、肥料减量增效工作的开展。为适应农业发展的现实需求, 未来仍需在肥料产品包膜材料生物可降解、肥料养分释放多阶段连续可控、大规模连续化生产工艺创新、肥料产品质量在线快速检测技术、作物专用多元复合控释功能肥料等方面持续研究。
发展缓控释肥料是实现化肥减量增效的重要方向, 在支撑现代农业绿色发展中发挥着重要作用。文章回顾了北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所在该领域32年的研究工作, 从研究历程、队伍建设、产品开发和农化服务等方面阐述了缓控释肥料自实验室走向农田的来龙去脉, 对未来的研究方向进行了分析与展望。研究所1991—1998年相继研制出沸石包膜肥料和聚烯烃树脂包膜肥料。1999—2015年,控释肥料逐步实现产业化。2016年以后,生物基包膜控释肥料受到重视,研究取得了较大进展。沸石包衣肥料是以天然沸石为包膜剂的无机包膜肥料。聚烯烃树脂包膜肥料是将树脂溶液喷洒在肥料表面形成一层半渗透或不渗透材料,以实现养分的控制释放。聚氨酯包膜肥料是一种热固性树脂包膜控释肥料,无溶剂原位反应成膜是其常用生产工艺,研究所先后开发了半自动、自动化连续生产技术。研究所缓控释肥料的创制服务了从大田到园艺系列作物养分精准需求, 带动了肥料产业升级、面源污染治理、肥料减量增效工作的开展。为适应农业发展的现实需求, 未来仍需在肥料产品包膜材料生物可降解、肥料养分释放多阶段连续可控、大规模连续化生产工艺创新、肥料产品质量在线快速检测技术、作物专用多元复合控释功能肥料等方面持续研究。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230036
摘要:
中国农业正处于现代化转型的关键时期, 进一步明确新时期中国生态农业现代化的内涵、任务和路径, 并达成广泛共识十分必要。现代生态农业源于传统农业, 吸纳现代科技成果, 具备现代产业经营体系, 是中国式农业现代化的根本方向。中国生态农业现代化面临保障食物安全、生态安全和营养安全, 传承农耕文化, 支撑共同富裕的艰巨任务与挑战。今后应坚持系统观念和守正创新原则, 从创新生态农业典型模式、加强农业绿色投入品研发、加快生态农业新装备的研发与应用、提升生态农业产业链运营能力和完善生态农业生态补偿政策与机制等方面重点突破。依靠科技与改革双轮驱动, 创新发展适合我国国情的现代生态农业产业技术体系, 为世界农业可持续发展提供中国解决方案。
中国农业正处于现代化转型的关键时期, 进一步明确新时期中国生态农业现代化的内涵、任务和路径, 并达成广泛共识十分必要。现代生态农业源于传统农业, 吸纳现代科技成果, 具备现代产业经营体系, 是中国式农业现代化的根本方向。中国生态农业现代化面临保障食物安全、生态安全和营养安全, 传承农耕文化, 支撑共同富裕的艰巨任务与挑战。今后应坚持系统观念和守正创新原则, 从创新生态农业典型模式、加强农业绿色投入品研发、加快生态农业新装备的研发与应用、提升生态农业产业链运营能力和完善生态农业生态补偿政策与机制等方面重点突破。依靠科技与改革双轮驱动, 创新发展适合我国国情的现代生态农业产业技术体系, 为世界农业可持续发展提供中国解决方案。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20210116
摘要:
三叶青作为“新浙八味”之一，具有抗肿瘤、抗病毒和退热等临床效果，主要活性成分为黄酮类化合物。三叶青生长在林间荫蔽环境，其活性成分合成、生长发育、生理变化等均会受到林下短波光调控。本文为明晰短波光对三叶青品质及生理变化的调控规律，选择了蓝光和紫光两种短波单色光作为处理光源，以白光作为对照，处理7 d、15 d、30 d、45 d和60 d，测定三叶青块根和叶片中总黄酮含量、黄酮代谢合成酶活性、叶片生理生化指标（抗逆酶活性和丙二醛、初生代谢可溶物、光合色素含量），以期探讨三叶青黄酮合成过程和生理生化变化对短波光条件的时空响应及规律。结果表明，短波单色光处理可使三叶青处于轻度胁迫状态,蓝光处理后三叶青中总黄酮含量最高（叶片137.75 mg/g ，块根149.00 mg/g ）；紫光处理使叶片和块根中的PAL酶活性（96.50 U/g FW、109.47 U/g FW）和叶片中CHI酶活性（65.17 U/g FW）达到最高，蓝光处理使块根中的CHS酶活性（46.76 U/g FW）达到最高。此外，光合色素和抗逆能力和可溶性物质对短波光的响应度有差异，与白光相比，蓝光和紫光均可促进渗透调节物质的积累。本研究的结果可为光调控三叶青品质提供理论基础和实践指导。
三叶青作为“新浙八味”之一，具有抗肿瘤、抗病毒和退热等临床效果，主要活性成分为黄酮类化合物。三叶青生长在林间荫蔽环境，其活性成分合成、生长发育、生理变化等均会受到林下短波光调控。本文为明晰短波光对三叶青品质及生理变化的调控规律，选择了蓝光和紫光两种短波单色光作为处理光源，以白光作为对照，处理7 d、15 d、30 d、45 d和60 d，测定三叶青块根和叶片中总黄酮含量、黄酮代谢合成酶活性、叶片生理生化指标（抗逆酶活性和丙二醛、初生代谢可溶物、光合色素含量），以期探讨三叶青黄酮合成过程和生理生化变化对短波光条件的时空响应及规律。结果表明，短波单色光处理可使三叶青处于轻度胁迫状态,蓝光处理后三叶青中总黄酮含量最高（叶片137.75 mg/g ，块根149.00 mg/g ）；紫光处理使叶片和块根中的PAL酶活性（96.50 U/g FW、109.47 U/g FW）和叶片中CHI酶活性（65.17 U/g FW）达到最高，蓝光处理使块根中的CHS酶活性（46.76 U/g FW）达到最高。此外，光合色素和抗逆能力和可溶性物质对短波光的响应度有差异，与白光相比，蓝光和紫光均可促进渗透调节物质的积累。本研究的结果可为光调控三叶青品质提供理论基础和实践指导。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220864
摘要:
判断种植业碳达峰进程, 可为温室气体减排提供农业领域的数据支撑。考虑农用物资、水稻种植、土壤管理和秸秆燃烧4类排放源, 本文对2000—2020年中国30省(市、自治区)种植业碳排放进行核算, 分类别、分量级对达峰进程展开初步探索, 利用Tapio脱钩指数探讨种植业碳排放与农业产值之间的关系。结果显示: 全国种植业碳排放量年均为23 326.860万t, 在2015年达到峰值26 264.777万t, 达峰后年均变化率为−1.560%, 尚处于平台期。根据达峰进程, 可将30省(市、自治区)分为下降期(北京、天津等13地)、平台期(山西、重庆等10地)、达峰期(河南、安徽等7地)。从全国层面来看, 种植业碳排放与农业产值的长期关系表现为弱脱钩, 短期关系已由弱脱钩转变为强脱钩。就省域层面而言, 短期关系自多种类型并存格局演化为强脱钩主导的极化态势。应根据达峰阶段及特点, 分区域、分类型制定全局减排策略, 加快我国种植业碳排放达峰转降进程。
判断种植业碳达峰进程, 可为温室气体减排提供农业领域的数据支撑。考虑农用物资、水稻种植、土壤管理和秸秆燃烧4类排放源, 本文对2000—2020年中国30省(市、自治区)种植业碳排放进行核算, 分类别、分量级对达峰进程展开初步探索, 利用Tapio脱钩指数探讨种植业碳排放与农业产值之间的关系。结果显示: 全国种植业碳排放量年均为23 326.860万t, 在2015年达到峰值26 264.777万t, 达峰后年均变化率为−1.560%, 尚处于平台期。根据达峰进程, 可将30省(市、自治区)分为下降期(北京、天津等13地)、平台期(山西、重庆等10地)、达峰期(河南、安徽等7地)。从全国层面来看, 种植业碳排放与农业产值的长期关系表现为弱脱钩, 短期关系已由弱脱钩转变为强脱钩。就省域层面而言, 短期关系自多种类型并存格局演化为强脱钩主导的极化态势。应根据达峰阶段及特点, 分区域、分类型制定全局减排策略, 加快我国种植业碳排放达峰转降进程。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220841
摘要:
科学评价区域内大豆生产的生态效率, 有利于促进区域内大豆产业的可持续发展。本研究以华北平原大豆生产典型县——石家庄市藁城区50个农户为例, 基于生命周期评价法(LCA)和超效率(SBM)模型, 对其进行了生命周期评价和生态效率分析。结果显示, 大豆生产4个主导的潜在环境影响类别依次为全球变暖潜力(global warming potential, GWP)、陆地生态毒性潜力(terrestrial eco-toxicity potential, TETP)、酸化潜力(acidification potential, AP)及富营养化潜力(eutrophication potential, EP)。其中, 种植规模方面, 大规模农户的GWP、TETP及EP影响潜力最大; 生态效率值为大规模>中规模>小规模; 其6个投入指标当中, 杀虫剂的冗余率极差最大(5.89%)。灌溉模式方面, 滴灌的GWP和AP影响潜力最大, 沟灌的TETP和EP影响潜力最大; 生态效率为滴灌>喷灌>无灌溉>沟灌; 6个投入指标中, 灌溉用水的冗余率极差最大(8.40%)。种植区域方面, 藁城北部地区的GWP、AP和EP影响潜力均大于藁城南部地区; 生态效率值为藁城南部地区>藁城北部地区; 6个投入指标中，化肥的冗余率极差最大(2.79%)。综上所述, 藁城区大豆生产应向大规模化发展, 并积极推广滴灌技术, 控制化肥和杀虫剂使用量, 以保证大豆产量的同时, 提高大豆生产的生态效率。研究结果可为藁城区大豆生产的生态评价提供参考依据, 有助于其大豆产业的可持续发展。
科学评价区域内大豆生产的生态效率, 有利于促进区域内大豆产业的可持续发展。本研究以华北平原大豆生产典型县——石家庄市藁城区50个农户为例, 基于生命周期评价法(LCA)和超效率(SBM)模型, 对其进行了生命周期评价和生态效率分析。结果显示, 大豆生产4个主导的潜在环境影响类别依次为全球变暖潜力(global warming potential, GWP)、陆地生态毒性潜力(terrestrial eco-toxicity potential, TETP)、酸化潜力(acidification potential, AP)及富营养化潜力(eutrophication potential, EP)。其中, 种植规模方面, 大规模农户的GWP、TETP及EP影响潜力最大; 生态效率值为大规模>中规模>小规模; 其6个投入指标当中, 杀虫剂的冗余率极差最大(5.89%)。灌溉模式方面, 滴灌的GWP和AP影响潜力最大, 沟灌的TETP和EP影响潜力最大; 生态效率为滴灌>喷灌>无灌溉>沟灌; 6个投入指标中, 灌溉用水的冗余率极差最大(8.40%)。种植区域方面, 藁城北部地区的GWP、AP和EP影响潜力均大于藁城南部地区; 生态效率值为藁城南部地区>藁城北部地区; 6个投入指标中，化肥的冗余率极差最大(2.79%)。综上所述, 藁城区大豆生产应向大规模化发展, 并积极推广滴灌技术, 控制化肥和杀虫剂使用量, 以保证大豆产量的同时, 提高大豆生产的生态效率。研究结果可为藁城区大豆生产的生态评价提供参考依据, 有助于其大豆产业的可持续发展。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220853
摘要:
青海省草地资源丰富, 但受人口增长、气候变化等因素的影响，草地面临大规模退化。由于传统、文化、生态等因素，高寒牧区牲畜出栏时间普遍较晚，这种传统的畜牧业生产经营模式导致了草地超载, 进一步加剧了草地退化。为探寻出兼顾经济效益与生态效益的畜牧方案, 本研究以青海省果洛藏族自治州玛多县为例, 基于实地调研收集的2012—2021年畜牧业统计数据与牧户信息, 根据IPCC提供的家畜能量需求计算方法估算发现，玛多县近10年畜牧业生产消耗的牧草量为44.30万吨/年，与其草地生态承载量37.76万吨/年相比超载了17.34%。其中，由于牲畜出栏晚导致的牧草浪费达到13.69万吨/年，占牧草消耗量的30.90%。本研究进一步设置了“牲畜出栏量不变-提前出栏”和“牲畜存栏量不变-提前出栏”两种假设优化情景, 计算了不同优化情景下的牧草消耗量和肉产量。结果显示，若提早牲畜出栏年龄, 可将玛多县平均草料转化率(即每万吨牧草干物质可生产的肉产量)较当前水平提高23%~86%；同时，在不超过草地生态承载力的前提下, 肉产品增产潜力相比当前水平最高可达58%，可提高畜牧业产值6226万元。
青海省草地资源丰富, 但受人口增长、气候变化等因素的影响，草地面临大规模退化。由于传统、文化、生态等因素，高寒牧区牲畜出栏时间普遍较晚，这种传统的畜牧业生产经营模式导致了草地超载, 进一步加剧了草地退化。为探寻出兼顾经济效益与生态效益的畜牧方案, 本研究以青海省果洛藏族自治州玛多县为例, 基于实地调研收集的2012—2021年畜牧业统计数据与牧户信息, 根据IPCC提供的家畜能量需求计算方法估算发现，玛多县近10年畜牧业生产消耗的牧草量为44.30万吨/年，与其草地生态承载量37.76万吨/年相比超载了17.34%。其中，由于牲畜出栏晚导致的牧草浪费达到13.69万吨/年，占牧草消耗量的30.90%。本研究进一步设置了“牲畜出栏量不变-提前出栏”和“牲畜存栏量不变-提前出栏”两种假设优化情景, 计算了不同优化情景下的牧草消耗量和肉产量。结果显示，若提早牲畜出栏年龄, 可将玛多县平均草料转化率(即每万吨牧草干物质可生产的肉产量)较当前水平提高23%~86%；同时，在不超过草地生态承载力的前提下, 肉产品增产潜力相比当前水平最高可达58%，可提高畜牧业产值6226万元。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220721
摘要:
微塑料作为一种新型环境污染物, 对生物体和自然环境的负面影响受到广泛关注, 而微塑料与重金属复合污染对于蔬菜作物影响的研究却少有报道。为探讨聚苯乙烯纳米塑料(PSNPs)、铅(Pb)及其复合污染对菠菜种子萌发和幼苗生长的影响, 研究了菠菜种子和幼苗分别暴露于200~1600 mg∙L−1 PSNPs、5~100 mg∙L−1 Pb及其复合溶液后发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽长, 超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性, 及可溶性蛋白含量的变化。结果表明, 单一的PSNPs (≥400 mg∙L−1)胁迫会显著降低种子的发芽率、发芽势和发芽指数, 低浓度的PSNPs (200 mg∙L−1)胁迫显著促进菠菜种子根、芽的伸长, 高浓度(1600 mg∙L−1)的PSNPs胁迫显著抑制SOD、POD的活性, 不同浓度的PSNPs均会增加可溶性蛋白的含量, 但仅在800 mg∙L−1浓度组显著高于对照组。 单一的Pb (≥25 mg∙L−1)胁迫抑制菠菜种子的萌发, 降低SOD的活性, 而提高POD活性和可溶性蛋白的含量。PSNPs和Pb的复合污染表明, 相比于Pb单一胁迫, PSNPs与Pb复合污染对菠菜种子的萌发起拮抗作用, 降低了Pb单独胁迫对种子萌发的抑制作用; 而PSNPs-Pb复合污染对菠菜幼苗的影响主要是低浓度(200 mg∙L−1)PSNPs与Pb二者表现为协同作用, 高浓度(800 mg∙L−1) PSNPs与Pb复合污染加重了对菠菜幼苗的毒害, 主要表现为SOD和POD活性的显著降低。研究表明, PSNPs能够缓解Pb对菠菜种子萌发的抑制作用; 低浓度PSNPs (200 mg∙L−1)与Pb对菠菜幼苗的影响表现为协同作用, 而高浓度(800 mg∙L−1)PSNPs与Pb对菠菜幼苗主要表现为拮抗作用。
微塑料作为一种新型环境污染物, 对生物体和自然环境的负面影响受到广泛关注, 而微塑料与重金属复合污染对于蔬菜作物影响的研究却少有报道。为探讨聚苯乙烯纳米塑料(PSNPs)、铅(Pb)及其复合污染对菠菜种子萌发和幼苗生长的影响, 研究了菠菜种子和幼苗分别暴露于200~1600 mg∙L−1 PSNPs、5~100 mg∙L−1 Pb及其复合溶液后发芽率、发芽势、发芽指数、根长、芽长, 超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性, 及可溶性蛋白含量的变化。结果表明, 单一的PSNPs (≥400 mg∙L−1)胁迫会显著降低种子的发芽率、发芽势和发芽指数, 低浓度的PSNPs (200 mg∙L−1)胁迫显著促进菠菜种子根、芽的伸长, 高浓度(1600 mg∙L−1)的PSNPs胁迫显著抑制SOD、POD的活性, 不同浓度的PSNPs均会增加可溶性蛋白的含量, 但仅在800 mg∙L−1浓度组显著高于对照组。 单一的Pb (≥25 mg∙L−1)胁迫抑制菠菜种子的萌发, 降低SOD的活性, 而提高POD活性和可溶性蛋白的含量。PSNPs和Pb的复合污染表明, 相比于Pb单一胁迫, PSNPs与Pb复合污染对菠菜种子的萌发起拮抗作用, 降低了Pb单独胁迫对种子萌发的抑制作用; 而PSNPs-Pb复合污染对菠菜幼苗的影响主要是低浓度(200 mg∙L−1)PSNPs与Pb二者表现为协同作用, 高浓度(800 mg∙L−1) PSNPs与Pb复合污染加重了对菠菜幼苗的毒害, 主要表现为SOD和POD活性的显著降低。研究表明, PSNPs能够缓解Pb对菠菜种子萌发的抑制作用; 低浓度PSNPs (200 mg∙L−1)与Pb对菠菜幼苗的影响表现为协同作用, 而高浓度(800 mg∙L−1)PSNPs与Pb对菠菜幼苗主要表现为拮抗作用。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230009
摘要:
目前全球约37%的水产品进入国际贸易而非本地消费, 因此水产品贸易与全球资源和环境可持续性的联系日益密切。然而, 现有研究多集中于分析水产品替代畜禽产品导致的资源环境代价变化, 而针对水产品贸易与“资源-环境-生物多样性”影响的研究还较缺乏。本文利用环境足迹和全生命周期相结合的方法, 综述了水产品的贸易量、贸易品种与贸易国家的变化规律, 并依据贸易与资源及环境的关系, 分析了水产品贸易对土地利用、碳排放和生物多样性的影响。结果发现, 2020年水产品出口量较1976年增长了5倍, 且贸易增速呈现出“先快后稳”的趋势。水产品贸易国由欧洲南部扩大至全球范围。捕捞水产品, 如沙丁鱼、鳕鱼和金枪鱼是主要的贸易品种; 养殖水产品在总水产贸易产品中的比重快速增加, 由1976年的5%增加至2020年的25%。水产品贸易中养殖产品的增加影响全球土地利用变化、虚拟温室气体排放, 以及水生和陆地生态系统生物多样性。因此, 未来若要实现全球水产品可持续生产和消费, 需发达国家和发展中国家间共享水产品先进生产技术、优化贸易结构、调整贸易品种。例如, 在生产端优化养殖结构、技术和产业链, 在需求端减少对高资源环境代价品种的消费, 在贸易端限制高资源环境代价品种的交易。
目前全球约37%的水产品进入国际贸易而非本地消费, 因此水产品贸易与全球资源和环境可持续性的联系日益密切。然而, 现有研究多集中于分析水产品替代畜禽产品导致的资源环境代价变化, 而针对水产品贸易与“资源-环境-生物多样性”影响的研究还较缺乏。本文利用环境足迹和全生命周期相结合的方法, 综述了水产品的贸易量、贸易品种与贸易国家的变化规律, 并依据贸易与资源及环境的关系, 分析了水产品贸易对土地利用、碳排放和生物多样性的影响。结果发现, 2020年水产品出口量较1976年增长了5倍, 且贸易增速呈现出“先快后稳”的趋势。水产品贸易国由欧洲南部扩大至全球范围。捕捞水产品, 如沙丁鱼、鳕鱼和金枪鱼是主要的贸易品种; 养殖水产品在总水产贸易产品中的比重快速增加, 由1976年的5%增加至2020年的25%。水产品贸易中养殖产品的增加影响全球土地利用变化、虚拟温室气体排放, 以及水生和陆地生态系统生物多样性。因此, 未来若要实现全球水产品可持续生产和消费, 需发达国家和发展中国家间共享水产品先进生产技术、优化贸易结构、调整贸易品种。例如, 在生产端优化养殖结构、技术和产业链, 在需求端减少对高资源环境代价品种的消费, 在贸易端限制高资源环境代价品种的交易。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230135
摘要:
土壤有机碳矿化激发效应(priming effects)是指由外源有机物料添加所引起的短期内土壤有机质周转剧烈改变的现象, 是影响土壤生态系统碳动态的关键过程之一。尽管激发效应的诱发机制已广为人知, 但目前的大多数研究仅考虑了外源有机碳输入对其的影响。碳氮磷是土壤生态系统中的基本营养元素, 碳氮磷化学计量比通过影响微生物可获得的营养元素的均衡进而调控激发效应的方向与强度。本文总结了碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的相关研究进展, 分析了土壤碳周转相关微生物群落结构及活性对不同碳氮磷输入配比的响应机制, 总结出“共代谢” “微生物营养挖掘”和“化学计量分解” 3种有关碳氮磷化学计量比调控激发效应的机制。未来急需将碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的理论运用于农田固碳减排的生产实践, 服务于我国“碳达峰碳中和”双碳战略的实施。
土壤有机碳矿化激发效应(priming effects)是指由外源有机物料添加所引起的短期内土壤有机质周转剧烈改变的现象, 是影响土壤生态系统碳动态的关键过程之一。尽管激发效应的诱发机制已广为人知, 但目前的大多数研究仅考虑了外源有机碳输入对其的影响。碳氮磷是土壤生态系统中的基本营养元素, 碳氮磷化学计量比通过影响微生物可获得的营养元素的均衡进而调控激发效应的方向与强度。本文总结了碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的相关研究进展, 分析了土壤碳周转相关微生物群落结构及活性对不同碳氮磷输入配比的响应机制, 总结出“共代谢” “微生物营养挖掘”和“化学计量分解” 3种有关碳氮磷化学计量比调控激发效应的机制。未来急需将碳氮磷化学计量比调控土壤激发效应的理论运用于农田固碳减排的生产实践, 服务于我国“碳达峰碳中和”双碳战略的实施。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220979
摘要:
专利评估是科研项目成果产出评价的重要方面。本文基于“十三五”国家重点研发计划“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”专项, 对各项目在实施周期内产生的专利成果进行了评估和分析。作者运用专利大数据对现有的专利价值评估指标进行优化和筛选, 在原有的技术、法律、市场“三维一体”的评价体系基础上, 关注技术热点和专利运营情况的挖掘分析。结果表明, “十三五”农业面源专项产出的专利成果整体表现良好, 评分均值为71.01, 专利技术分布与市场关注方向的匹配度较高, 但大部分专利成果距离产业化阶段还存在一定距离, 专利申请文本质量有待提升。该研究可为科学评估科研项目专利成果产出、深入识别和挖掘高价值专利、加强项目管理精细化水平提供理论方法与案例借鉴, 同时为科研单位加强专利产出与管理、推动成果转化应用提供参考。
专利评估是科研项目成果产出评价的重要方面。本文基于“十三五”国家重点研发计划“农业面源和重金属污染农田综合防治与修复技术研发”专项, 对各项目在实施周期内产生的专利成果进行了评估和分析。作者运用专利大数据对现有的专利价值评估指标进行优化和筛选, 在原有的技术、法律、市场“三维一体”的评价体系基础上, 关注技术热点和专利运营情况的挖掘分析。结果表明, “十三五”农业面源专项产出的专利成果整体表现良好, 评分均值为71.01, 专利技术分布与市场关注方向的匹配度较高, 但大部分专利成果距离产业化阶段还存在一定距离, 专利申请文本质量有待提升。该研究可为科学评估科研项目专利成果产出、深入识别和挖掘高价值专利、加强项目管理精细化水平提供理论方法与案例借鉴, 同时为科研单位加强专利产出与管理、推动成果转化应用提供参考。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230131
摘要:
“农牧分离”加剧了种养系统的养分资源浪费和环境污染风险, 而种养一体化是促进养分循环和减少养分损失的重要途径。开展流域尺度种养系统养分管理研究可以将田块尺度的农牧业生产技术上升到流域尺度, 提高种养系统养分利用效率; 在生产优化的基础上, 还可以以流域环境阈值为卡口, 进一步实现养分环境减排; 在流域实行养分管理研究是种养系统大面积协同实现养分高效和环境减排的关键, 也可为农业绿色发展提供支撑。本文以长江流域为例, 综述了流域尺度种养一体化养分管理研究对农业绿色发展的重要意义、种养一体化养分管理的技术和模式以及基于种养系统资源环境代价的空间优化, 并提出未来流域尺度种养一体化养分管理和研究的重点。研究表明: 1)长江流域已有一系列种养一体化养分管理技术, “自下而上”地大面积推广应用, 可以实现增产增效, 减少养分环境排放。但部分地区种养系统养分承载力与环境排放量过高, 仅通过技术改进仍无法将养分损失控制在环境阈值以内, 还需“自上而下”地对流域种养产业进行优化布局。未来, 流域尺度种养系统养分管理研究应包括: 1)流域尺度种养系统养分流动与环境排放特征及其影响因素, 2)流域尺度养分环境排放脆弱区划分, 3)基于脆弱区的流域种养系统养分分区调控策略与评价研究。
“农牧分离”加剧了种养系统的养分资源浪费和环境污染风险, 而种养一体化是促进养分循环和减少养分损失的重要途径。开展流域尺度种养系统养分管理研究可以将田块尺度的农牧业生产技术上升到流域尺度, 提高种养系统养分利用效率; 在生产优化的基础上, 还可以以流域环境阈值为卡口, 进一步实现养分环境减排; 在流域实行养分管理研究是种养系统大面积协同实现养分高效和环境减排的关键, 也可为农业绿色发展提供支撑。本文以长江流域为例, 综述了流域尺度种养一体化养分管理研究对农业绿色发展的重要意义、种养一体化养分管理的技术和模式以及基于种养系统资源环境代价的空间优化, 并提出未来流域尺度种养一体化养分管理和研究的重点。研究表明: 1)长江流域已有一系列种养一体化养分管理技术, “自下而上”地大面积推广应用, 可以实现增产增效, 减少养分环境排放。但部分地区种养系统养分承载力与环境排放量过高, 仅通过技术改进仍无法将养分损失控制在环境阈值以内, 还需“自上而下”地对流域种养产业进行优化布局。未来, 流域尺度种养系统养分管理研究应包括: 1)流域尺度种养系统养分流动与环境排放特征及其影响因素, 2)流域尺度养分环境排放脆弱区划分, 3)基于脆弱区的流域种养系统养分分区调控策略与评价研究。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220798
摘要:
乡村是国土空间的重要组成部分, 乡村减排增汇是实现双碳目标的关键举措。乡村碳效应包括碳排放效应和碳汇效应,因核算范畴、方法、指标等不同, 各研究结果间差异较大, 尚未达成一致结论。本文基于人地关系地域系统理论构建乡村碳循环体系, 使用Meta分析方法综述乡村碳效应定量研究成果, 以期为形成乡村空间碳效应的系统认知提供参考。结果表明: 1)农业生产碳排放占乡村碳排放总量的20%, 作物种植和禽畜养殖碳排放分别占农业碳排放的30%和70%。少施1 t氮肥可减排9.526 t CO2, 相当于节约9555 kWh电, 可用于生产27 t大米; 减少1%的牛羊数量可减少4.48%的养殖业碳排放。2)乡村居民生活碳排放占乡村碳排放总量的80%, 其碳减排潜力高于农业生产; 燃煤占直接碳排放的80%, 若将1%煤炭消费替换为生物质能, 乡村生活将减排3624.8万t CO2, 节电3636 kWh。3)1990—2022年间, 我国乡村净碳汇呈增长态势, 乡村年均净碳汇50 025.8万t, 相当于节约7.36亿 t 标准煤, 123亿元固碳成本。建议增加新型长效肥料研发投资, 推广种养一体化生态农业模式, 加大低碳生活理念宣传力度, 推进乡村数字化能源系统建设, 以充分发挥乡村减排增汇潜力。
乡村是国土空间的重要组成部分, 乡村减排增汇是实现双碳目标的关键举措。乡村碳效应包括碳排放效应和碳汇效应,因核算范畴、方法、指标等不同, 各研究结果间差异较大, 尚未达成一致结论。本文基于人地关系地域系统理论构建乡村碳循环体系, 使用Meta分析方法综述乡村碳效应定量研究成果, 以期为形成乡村空间碳效应的系统认知提供参考。结果表明: 1)农业生产碳排放占乡村碳排放总量的20%, 作物种植和禽畜养殖碳排放分别占农业碳排放的30%和70%。少施1 t氮肥可减排9.526 t CO2, 相当于节约9555 kWh电, 可用于生产27 t大米; 减少1%的牛羊数量可减少4.48%的养殖业碳排放。2)乡村居民生活碳排放占乡村碳排放总量的80%, 其碳减排潜力高于农业生产; 燃煤占直接碳排放的80%, 若将1%煤炭消费替换为生物质能, 乡村生活将减排3624.8万t CO2, 节电3636 kWh。3)1990—2022年间, 我国乡村净碳汇呈增长态势, 乡村年均净碳汇50 025.8万t, 相当于节约7.36亿 t 标准煤, 123亿元固碳成本。建议增加新型长效肥料研发投资, 推广种养一体化生态农业模式, 加大低碳生活理念宣传力度, 推进乡村数字化能源系统建设, 以充分发挥乡村减排增汇潜力。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230039
摘要:
农业是支撑人类生命和永续繁衍的支撑产业, 具有“生产、生活、生态、生命”“四生”属性。目前国内外流行的现代常规农业过多依赖化石能源投入, 以单一的自由市场经济机制和工业化物质武装以实现其单一的经济收益目标, 产生严重的环境和社会问题, 农业的生态化转型十分紧迫。发展以农业生态学原理和系统科学方法论协同指导下的中国生态农业, 是实现中国式农业现代化的根本途径。文章论述了“中国生态农业”这一作为与国情、农情相适应的生态农业体系之形成历史, 提出其作为中国式农业现代根本路径的3个基本任务, 即农业产业由纯商品经济的产业向生命保障的公共事业转型、农业生产由生态上的恶性循环向生态上的良性循环转型和农业经营从破碎链条向“种养加” “农工商”一体化转型; 3个技术体系, 即应用多维用地技术体系促进空间资源的高效利用、应用物能多级利用技术体系建立自净的生产系统和应用有害生物综合防治技术体系保障食品安全; 以及3个政策机制, 即加快建设农业生态学科、完善中国生态农业理论体系, 完善农业生态补偿制度, 全面兑现生态农业产品价值, 完善国土空间规划, 促进多规合一、保证监管有效。
农业是支撑人类生命和永续繁衍的支撑产业, 具有“生产、生活、生态、生命”“四生”属性。目前国内外流行的现代常规农业过多依赖化石能源投入, 以单一的自由市场经济机制和工业化物质武装以实现其单一的经济收益目标, 产生严重的环境和社会问题, 农业的生态化转型十分紧迫。发展以农业生态学原理和系统科学方法论协同指导下的中国生态农业, 是实现中国式农业现代化的根本途径。文章论述了“中国生态农业”这一作为与国情、农情相适应的生态农业体系之形成历史, 提出其作为中国式农业现代根本路径的3个基本任务, 即农业产业由纯商品经济的产业向生命保障的公共事业转型、农业生产由生态上的恶性循环向生态上的良性循环转型和农业经营从破碎链条向“种养加” “农工商”一体化转型; 3个技术体系, 即应用多维用地技术体系促进空间资源的高效利用、应用物能多级利用技术体系建立自净的生产系统和应用有害生物综合防治技术体系保障食品安全; 以及3个政策机制, 即加快建设农业生态学科、完善中国生态农业理论体系, 完善农业生态补偿制度, 全面兑现生态农业产品价值, 完善国土空间规划, 促进多规合一、保证监管有效。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220614
摘要:
为探究长期棉花秸秆还田和施用有机肥对连作棉田土壤养分含量和酶活性的影响, 本研究依托山西农业科学院棉花研究所始于2007年牛家凹棉花长期定位试验, 设置了氮磷化肥+秸秆清茬(NP)、氮磷化肥+秸秆还田(NPS)、氮磷化肥+有机肥(NPM)及氮磷化肥+秸秆还田+有机肥(NPSM)共4个处理, 测定不同处理在棉花不同生育期对土壤养分含量和酶活性的影响, 并对两者之间的关系进行了探究。结果表明: 与处理NP相比, 处理NPS、NPM和NPSM的棉花产量分别显著增加10.23%、11.10%和26.22% (P<0.05)。处理NPSM对土壤养分含量提升幅度最大, 与同期处理NP相比, 全氮、全磷、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别显著提高48.76%~60.18%、91.23%~112.18%、140.63%~229.17%、35.86%~60.54%和146.92%~483.34% (P<0.05), 均达显著水平。同样, 处理NPSM明显提高了土壤的酶活性, 与同期的处理NP相比, 土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别显著提高118.50%~151.84%、76.81%~93.11%、30.53%~41.33%和83.41%~129.32% (P<0.05)。相关性分析表明, 土壤养分含量的增加会促进酶活性的提升。因此, 长期秸秆还田配施有机肥后可显著提高连作棉田产量, 增加土壤的养分含量, 提升土壤中酶活性, 从而达到优化土壤结构、提升土壤肥力的目的。
为探究长期棉花秸秆还田和施用有机肥对连作棉田土壤养分含量和酶活性的影响, 本研究依托山西农业科学院棉花研究所始于2007年牛家凹棉花长期定位试验, 设置了氮磷化肥+秸秆清茬(NP)、氮磷化肥+秸秆还田(NPS)、氮磷化肥+有机肥(NPM)及氮磷化肥+秸秆还田+有机肥(NPSM)共4个处理, 测定不同处理在棉花不同生育期对土壤养分含量和酶活性的影响, 并对两者之间的关系进行了探究。结果表明: 与处理NP相比, 处理NPS、NPM和NPSM的棉花产量分别显著增加10.23%、11.10%和26.22% (P<0.05)。处理NPSM对土壤养分含量提升幅度最大, 与同期处理NP相比, 全氮、全磷、碱解氮、速效钾和有效磷含量分别显著提高48.76%~60.18%、91.23%~112.18%、140.63%~229.17%、35.86%~60.54%和146.92%~483.34% (P<0.05), 均达显著水平。同样, 处理NPSM明显提高了土壤的酶活性, 与同期的处理NP相比, 土壤脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性分别显著提高118.50%~151.84%、76.81%~93.11%、30.53%~41.33%和83.41%~129.32% (P<0.05)。相关性分析表明, 土壤养分含量的增加会促进酶活性的提升。因此, 长期秸秆还田配施有机肥后可显著提高连作棉田产量, 增加土壤的养分含量, 提升土壤中酶活性, 从而达到优化土壤结构、提升土壤肥力的目的。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20220578
摘要:
农业生态学作为生态学和农业科学的交叉学科, 有助于优化传统农业体系和生态农业实践。为厘清国际农业生态学的发展现状和研究趋势, 本文借助CiteSpace对2012—2021年Web of Science核心数据库的国际农业生态学论文进行计量分析, 研究发现: 1)国际农业生态学的热点议题主要是农业生态系统的整体表现及其评价的研究、以生态农业实践为基础的科学研究以及关于生态农业社会运动与社会影响的研究等。2)国际农业生态研究人员在农业生态学领域有很多基础性和创新性研究, 主要围绕农业生态转型与生态农业产业形态、生态农业社会运动以及如何调节农业生态系统内部诸生态因子、建构可持续农业生态体系展开。3)国际农业生态学研究的前沿趋势不仅聚焦于涉及自然学科的生物多样性保护、景观生态安全格局、农业种植体系与农业环境污染等内容, 还涉及社会管理相关领域的知识型农民培育、农业教育和参与式治理模式等方面。未来国内农业生态学的发展可在立足国情的基础上, 加强国际交流合作, 同时, 紧随国家发展战略, 推动新型农业技术的创新发展。
农业生态学作为生态学和农业科学的交叉学科, 有助于优化传统农业体系和生态农业实践。为厘清国际农业生态学的发展现状和研究趋势, 本文借助CiteSpace对2012—2021年Web of Science核心数据库的国际农业生态学论文进行计量分析, 研究发现: 1)国际农业生态学的热点议题主要是农业生态系统的整体表现及其评价的研究、以生态农业实践为基础的科学研究以及关于生态农业社会运动与社会影响的研究等。2)国际农业生态研究人员在农业生态学领域有很多基础性和创新性研究, 主要围绕农业生态转型与生态农业产业形态、生态农业社会运动以及如何调节农业生态系统内部诸生态因子、建构可持续农业生态体系展开。3)国际农业生态学研究的前沿趋势不仅聚焦于涉及自然学科的生物多样性保护、景观生态安全格局、农业种植体系与农业环境污染等内容, 还涉及社会管理相关领域的知识型农民培育、农业教育和参与式治理模式等方面。未来国内农业生态学的发展可在立足国情的基础上, 加强国际交流合作, 同时, 紧随国家发展战略, 推动新型农业技术的创新发展。
, 最新更新时间 , doi: 10.12357/cjea.20230030
摘要:
农业现代化是建设现代化农业强国的必要条件, 探索农业现代化发展水平以利于加快推进农业现代化进程。文章测度山东省及其16地市农业现代化发展水平, 借助探索性空间数据分析法分析时空演化, 引入障碍度模型和空间计量模型探索内部制约因素和外部驱动因素。结果表明: 1) 2010—2020年山东省农业现代化发展水平和生产投入、产业经营、质量效益、绿色发展、农村社会子系统发展水平得分呈波动上升趋势, 其中产业经营子系统发展较快, 生产投入和质量效益子系统发展不稳定; 各地市农业现代化发展水平形成“高却不稳”和“低水平陷阱”分异, 多数地市内部结构逐渐均衡, 以经营引领和社会引领类型为主。2)农业现代化发展高水平等级集聚在东部沿海地区并向内陆地区扩张, 低水平等级集聚于鲁南5市。3)电气化水平制约80%以上地市农业现代化发展水平, 医疗条件制约多数农业现代化发展低水平的地市, 生产投入型制约因素逐渐转化为产业和产出型制约因素; 城镇化水平、科技水平、教育投入和经济发展水平都显著正向影响农业现代化发展水平, 科技水平、教育投入具有显著的空间溢出效应。因此, 应因地制宜发挥优势, 协调内部均衡发展, 加强区域合作交流, 减少内部因素制约并强化外部要素驱动及外溢效应。
农业现代化是建设现代化农业强国的必要条件, 探索农业现代化发展水平以利于加快推进农业现代化进程。文章测度山东省及其16地市农业现代化发展水平, 借助探索性空间数据分析法分析时空演化, 引入障碍度模型和空间计量模型探索内部制约因素和外部驱动因素。结果表明: 1) 2010—2020年山东省农业现代化发展水平和生产投入、产业经营、质量效益、绿色发展、农村社会子系统发展水平得分呈波动上升趋势, 其中产业经营子系统发展较快, 生产投入和质量效益子系统发展不稳定; 各地市农业现代化发展水平形成“高却不稳”和“低水平陷阱”分异, 多数地市内部结构逐渐均衡, 以经营引领和社会引领类型为主。2)农业现代化发展高水平等级集聚在东部沿海地区并向内陆地区扩张, 低水平等级集聚于鲁南5市。3)电气化水平制约80%以上地市农业现代化发展水平, 医疗条件制约多数农业现代化发展低水平的地市, 生产投入型制约因素逐渐转化为产业和产出型制约因素; 城镇化水平、科技水平、教育投入和经济发展水平都显著正向影响农业现代化发展水平, 科技水平、教育投入具有显著的空间溢出效应。因此, 应因地制宜发挥优势, 协调内部均衡发展, 加强区域合作交流, 减少内部因素制约并强化外部要素驱动及外溢效应。
