农田土壤温室气体释放通量的研究

采用碱石灰吸收法和Hohenheim Chamber法测定了德国南部农田CO2释放规律,并对两种方法进行了比较。供试作物为冬小麦。在实验期间内,各处理的CO2净释放量均为正值,表明在春季土壤－作物系统是碳的源。一天内作物－土壤系统在大部分内表现为CO2净释放,只在中午11：00至13：00且光照充分时才出现净同化。不同轮作方式下农田CO2累计释放量存在差异。不同处理CO2累计释放产为净释放,但处理间存在显著差别。CO2净释放量与气温、土壤温度极显著相关,与PAR相关性不明显。研究结果还表明,碱石灰吸收法吸收时间和吸收剂的数量对试验结果有影响,而吸收时间的影响更为明显。     

不同材料对宜昌弱膨胀土膨胀性的改良效果研究

在不同掺入量及不同上覆荷载作用下,对不同材料改良膨胀土的有荷膨胀率进行了试验研究.结果表明,石灰、水泥、粉煤灰、风化砂4种材料均能有效遏制膨胀土的有荷膨胀率,不同的上覆荷载和不同的掺入量对有荷膨胀率的影响较大.随着上覆荷载的增加,各改良膨胀土的有荷膨胀率逐渐减小,说明了增大上覆荷载能较好地抑制膨胀土的膨胀变形.随着各材料掺入量的增加,有荷膨胀率逐渐减小,但减小的幅度有所不同.通过分析试验数据可以看出,当改良材料掺入量最大时,在各级荷载作用下,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率减小量最大,其后依次是石灰、水泥、粉煤灰;当上覆荷载由0增大到75 kPa时,不同改良材料在不同掺入量下,有荷膨胀率减小量最大的是石灰,其次是水泥,再次是粉煤灰,最后是风化砂.     

热裂解生物质炭产业化:秸秆禁烧与绿色农业新途径

 秸秆处理是当前中国农业与环境面临的重大挑战.分析了秸秆处理与禁烧存在的机制性困难,认为秸秆处理需要从市场经济规律寻求产业化解决途径,关键是能源利用下养分资源重回农业循环;介绍了生物质限氧热裂解新技术特点及其在秸秆处理中的优势,讨论了其产业主要产品--生物质炭的土壤和农业功效,分析了秸秆气炭联产多产品产业链的产业化前景,提出秸秆热裂解生物质炭产业化提供了既处理秸秆废弃物又促进农业增产优质安全的新技术选择,形成了以生物质炭土壤施用和生物质炭基肥料生产应用为中心的绿色农业新途径.建议国家进一步构建和完善秸秆禁烧大环境下秸秆处理补贴政策,加大秸秆收储配套服务,强化树立已经初现的秸秆生物质热裂解产业优势,通过绿色农业市场化发展带动解决秸秆问题,服务中国可持续农业.     

石灰、粉煤灰改良膨胀土性质机理

在分析石灰、粉煤灰混合料改良膨胀土化学机理的基础上，通过膨胀土及其改良土的性质与强度特性试验，得到了石灰、粉煤灰混合料在改良膨胀土中的最佳添加量；发现改良膨胀土的液限、塑限比膨胀土的大，膨胀土的应力-应变曲线呈应变硬化型，改良膨胀土的呈软化型，改良膨胀土的粘聚力比膨胀土的大，而内摩擦角反而小；还发现膨胀土的自由膨胀率随石灰量的增加而减小，无侧限抗压强度随石灰量的增加而增大。     

减肥减药样板工程 ——中国科学院"第二粮仓"的战略布局与示范

全球人口增长、气候危机严峻、旱涝病虫害频繁发生,使得粮食安全问题日益突出。在农业生产中,为了追求粮食产量,化肥和农药被不科学、不合理的施用,造成了农田土壤理化结构改变、肥药利用率日渐低下等严重问题。过量施用肥药带来的面源污染问题日益严峻,给农业生产、生态环境和人类健康带来了严重影响。但不可否认的是,化肥和农药的合理施用在粮食增产和稳产中发挥了重要作用。如何利用好化肥和农药这两把双刃剑,是现代农业可持续发展的关键。"第二粮仓"项目针对黄淮南片地区农业生产中存在的砂姜黑土障碍、抗逆优良品种缺乏、季节性旱涝威胁、肥药利用效率低和污染重等问题,进行农业全产业链技术创新与集成,建立了砂姜黑土产能与效益协同提升综合技术模式和高效持久的推广模式。这一战略布局与示范工程为新形势下农业生产提供样板,也是实施"藏粮于地、藏粮于技"战略的具体体现。"第二粮仓"项目在肥药双减科技创新方面走出了一条绿色可持续发展之路,建立的肥药双减技术产品研发与示范推广模式,为国家在肥药双减工作上的推进提供了解决方案和示范样板。     

气候变化对中国农业的影响

 在全球气候变化背景下,中国的气温不断增高,近50年中国年平均地表气温增加了1.1℃,明显高于全球;降水变化趋势不明显,年代际波动较大,也存在明显的地区差别;极端天气气候事件不断增多。未来气候变化情景,预计中国北方增温幅度高于南方,青藏高原增温最明显,年降水量增加显著区域为华北、西北及东北地区,长江中下游沿岸及其以南地区有小幅度增加。气候变暖将使粮食作物水稻、玉米和小麦的生育期缩短,产量下降;有利于棉花生产,能提高北方棉花产量和品质;三熟区面积将扩大约22.4%,一熟区面积约缩小23.1%,作物种植结构和作物品种的布局将发生变化;主要农作物病虫害呈加重趋势;对温带和寒带的家畜生长是有利的,对热带和亚热带家畜和牧草生长不利;中国四大海区主要经济鱼种的产量和渔获量有不同程度的降低;气候变暖将使中国各类自然植被发生明显北移,土地荒漠化危害范围加大,土壤肥力下降,并增加农业灌溉的需水量,农业水资源供需矛盾加剧。中国农业应对气候变化包括减缓和适应两个方面,应减缓和适应并重。     

粉煤灰用于排土场农业复垦的试验研究

在排土场农业复垦中,使用粉煤灰改良土壤并进行田间试验。试验选择谷子作为种植作物,对施加粉煤灰后的排土场土壤进行理化性质分析,对谷子的株高、穗长、每穗粒数、千粒重、亩产量进行实测。测定结果表明,施加粉煤灰后,排土场土壤性质得到改善,土壤中有机质、全量养分含量及速效养分含量增高,阳离子代换量增高,碳酸钙含量降低。土壤中施加粉煤灰以后,有利于谷子的株高增长,粉煤灰施加量的多少对株高影响不明显;粉煤灰对谷穗长度和千粒重影响较小;粉煤灰施加量越大,每穗颗粒数越多,亩产量越高。粉煤灰、农家肥、化肥同时施入土壤中,其改善土壤肥力和农作物生长状况效果更明显;粉煤灰适量使用不会造成土壤重金属污染。     

水泥-粉煤灰加固闽江口地区软粘土试验研究

采用水泥、粉煤灰对闽江口地区的软粘土进行改良加固试验 ,测试不同水泥及粉煤灰掺入质量比、不同龄期的加固软粘土的抗压强度 ,并运用扫描电子显微镜 (SEM )对加固土的微观结构特征进行观察分析 .研究结果表明 ,当水泥掺入质量比为 16 % ,粉煤灰掺入量为水泥质量的 4 0 %时 ,加固土的强度最大 ,并且强度随着软粘土含水量的增加而降低 ,随着水泥掺入比、养护龄期的增长 ,水泥土及水泥 -粉煤灰加固土的抗压强度也随之增加 .     

改性下蜀黄土防渗性能的优化设计

对石灰-下蜀黄土、粉煤灰-下蜀黄土的渗透系数的主要影响因素(掺灰比、含水量)进行正交试验设计,选用双因素方差分析法分析了掺灰比、含水质量分数与渗透系数之间的关系,发现掺灰比和含水质量分数对下蜀黄土的防渗性能均有重要影响.提出了下蜀黄土防渗性能的优化设计方案,认为高含水质量分数低掺灰比的组合有利于防渗.     

煤矸石热电厂灰渣物理热的利用

就一般电厂而言，灰渣物理热损失，数量很小，可不做回收利用，但就煤矸石热电厂而言，燃用的是煤矸石，本来发热值很低，而灰渣量很大，所以产生的相对灰渣物理热损失很大，就节能、环保等方面的要求，对该厂灰渣物理热的利用问题进行分析论证和评价。计算灰渣物理热损失量，估算经济损失和可回收利用的量，论证灰渣物理热可利用的必要性。提出灰澄物理热回收利用的方法，特点及使用条件。     

农业干旱遥感监测指数及其适用性研究进展

 干旱是影响农作物生长发育的主要气象灾害,且在全球气候变暖背景下,中国呈现出增多增强的干旱化趋势。本文综述主要遥感干旱指数的最新研究进展,并对其优缺点进行比较,分析了各类农业干旱遥感监测指数的适用性:1)与土壤水分指标密切相关的各指数比较适宜于农业旱情早期预警及土壤干旱型农业旱情监测,对作物生长前期未封垄时,植被覆盖度低,土壤裸露情况下有很好的监测效果;2)表征作物形态及生理指标的各指数比较适宜于农业作物生长过程中,尤其是在封垄后,植被覆盖度较高的时期的旱情监测;3)各类综合干旱指数的适用性广阔,可以根据作物整个生长过程中的不同时期进行改良调整,但由于需要大量参数计算保证其精度,限制了实际应用。     

全球环境变化对生物生存的影响

全球变暖、臭氧层破坏、土地荒漠化、环境污染和能源短缺等全球变化现象使地球上生物多样性严重减少 ,严重影响动物、植物、人类的生存与健康。     

气候变化背景下农业气候资源开发应用研究

应用开封市近60年的气象、作物生育期、粮食产量和农业气象试验数据,采用数理统计分析研究全球气候变暖背景下的区域气候、农业气候资源、粮食产量、作物生育期变化及其相互关系,结果表明:区域气候以冬半年为主整体变暖,近二十多年变暖加速;农业气候资源量增加,农业气候产量提高;作物生长发育加快,春季开始生长发育时间提前,秋冬季停止...     

植物-土壤反馈理论及其在连作障碍管理中的应用

作为植物-土壤负反馈的典型现象,作物连作障碍严重制约了农业的可持续发展.概述了植物-土壤反馈理论的发展过程和作用原理,以连作障碍为例总结了该理论在农业生产中应用和发展现状,建议参照自然生态系统中的植物-土壤反馈作用理论,进一步解析农田植物多样性提高作物健康和产量的机制.通过构建多样性种植模式、发展强化根际微生物组功能等...     

Stimulation by ammonium-based fertilizers of methane oxidation in soil around rice roots

Methane is involved in a number of chemical and physical processes in the Earth's atmosphere, including global warming. Atmospheric methane originates mainly from biogenic sources, such as rice paddies and natural wetlands; the former account for at least 30% of the global annual emission of methane to the atmosphere. As an increase of rice production by 60% is the most appropriate way to sustain the estimated increase of the human population during the next three decades, intensified global fertilizer application will be necessary: but it is known that an increase of the commonly used ammonium-based fertilizers can enhance methane emission from rice agriculture. Approximately 10-30% of the methane produced by methanogens in rice paddies is consumed by methane-oxidizing bacteria associated with the roots of rice; these bacteria are generally thought to be inhibited by ammonium-based fertilizers, as was demonstrated for soils and sediments. In contrast, we show here that the activity and growth of such bacteria in the root zone of rice plants are stimulated after fertilization. Using a combination of radioactive fingerprinting and molecular biology techniques, we identify the bacteria responsible for this effect. We expect that our results will make necessary a re-evaluation of the link between fertilizer use and methane emissions, with effects on global warming studies.     

粉煤灰作为土壤改良剂的效用及其环境评价

在对粉煤灰的物理、化学特性剖析的基础上，综合论述了粉煤灰资源农业利用的现状，包括粉煤灰的改土培肥效应；粉煤灰的增产效果；粉煤灰资源农业利用的环境效应评价等，同时也指出粉煤灰农用的潜在问题。。     

基于GIS的全球农业开发潜力和人口承载力分析

基于迈阿密自然生态系统生产力模型,绘制高精度的人均农作物产量分布图;计算水资源高效利用条件下全球宜农荒地的农作物生产潜力;对不同农业投入水平和食物消费水平组合下的地球人口承载力进行超远期情景分析.按经济产量干重计量,通过计算得出全球宜农荒地的农作物生产潜力为60.39亿t,加上现有耕地的农作物产量和增产潜力以及跨流域调...     

大气氮沉降对森林生态系统影响的研究进展

近几十年来,由于化石燃料和农牧业含氮化肥饲料的广泛使用,全球大气氮沉降量明显增加,一些地区已经达到饱和甚至超过了生态系统所能承受的临界负荷.过量氮沉降会对森林生态系统产生负效应.本文概述了全球氮沉降的现状,介绍了氮沉降增加对森林土壤和植物的影响机制,从而说明了我国开展氮沉降研究的必要性和紧迫性.     

农田土壤固碳及其影响因子研究进展

固碳过程对于改善土壤质量、维持农田生态系统、保障全球粮食安全、缓解气候变化趋势等至关重要。本文介绍了农田土壤的生物与非生物固碳过程,阐述了土壤质地、水热变化、全球变暖和人为因素对农田土壤固碳过程的影响。总结了目前较受重视的一些农田固碳措施（施肥、灌溉、秸秆还田、生物炭质施入等）及其对农田土壤固碳能力的改善和应用中存在的问题,并对今后的相关研究作出展望。     

C4 grasses prosper as carbon dioxide eliminates desiccation in warmed semi-arid grassland

Global warming is predicted to induce desiccation in many world regions through increases in evaporative demand. Rising CO(2) may counter that trend by improving plant water-use efficiency. However, it is not clear how important this CO(2)-enhanced water use efficiency might be in offsetting warming-induced desiccation because higher CO(2) also leads to higher plant biomass, and therefore greater transpirational surface. Furthermore, although warming is predicted to favour warm-season, C(4) grasses, rising CO(2) should favour C(3), or cool-season plants. Here we show in a semi-arid grassland that elevated CO(2) can completely reverse the desiccating effects of moderate warming. Although enrichment of air to 600?p.p.m.v. CO(2) increased soil water content (SWC), 1.5/3.0?°C day/night warming resulted in desiccation, such that combined CO(2) enrichment and warming had no effect on SWC relative to control plots. As predicted, elevated CO(2) favoured C(3) grasses and enhanced stand productivity, whereas warming favoured C(4) grasses. Combined warming and CO(2) enrichment stimulated above-ground growth of C(4) grasses in 2 of 3?years when soil moisture most limited plant productivity. The results indicate that in a warmer, CO(2)-enriched world, both SWC and productivity in semi-arid grasslands may be higher than previously expected.