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1. chinaXiv:201711.02327 [pdf]

县域农业生态文明评价指标体系及实证研究——以石家庄市为例

刘若莎; 赵儒丹; 李振勤; 赵好战
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

农业生态文明在我国生态文明建设中占重要部分, 建设县域农业生态文明评价指标体系, 可判断县域农业生态文明水平, 并因县施策, 对构建科学合理的农业发展格局具有重要意义。本文从农业生态文明建设的角度出发, 以区间层次分析法和聚类分析法为基础, 选取生态、经济、社会和协调发展4 个领域22 个指标构建县域农业生态文明评价指标体系, 并以河北省石家庄市17 个县域为例, 应用2012 年统计数据, 对县域农业生态文明进行了单领域分析及生态文明综合评价, 并提出相应对策及建议, 为农业生态文明建设提供更为完善的理论基础。结果显示, 石家庄新乐市、平山县、藁城市、栾城县、灵寿县、鹿泉市、晋州市在生态领域的整体优势显著, 藁城市、辛集市、鹿泉市、正定县在经济领域的整体评价较好, 平山县与栾城县的社会领域优势最为明显,赞皇县、藁城市、晋州市、无极县的社会领域整体最差; 在协调发展领域, 藁城市、鹿泉市、栾城县协调发展领域整体较好。对县域农业生态文明进行综合分析得出: 指标水平的高低是由4 个领域共同决定, 且经济领域影响较大, 大部分经济领域较强的区县, 综合水平较高。以上说明经济建设、社会发展和协调因素等有力地支持了农业生态文明建设和发展。因此, 在石家庄市农业生态文明建设过程中要充分认识各县域之间的生态、社会、经济发展水平, 坚持因地制宜, 分区施策的原则, 提高各县域农业发展水平, 优化生态农业发展格局。

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2. chinaXiv:201711.02328 [pdf]

辽河干流坝间耕地土壤重金属污染特征研究

刘 强; 张婉秋; 周贵宇; 梁 雷; 白晓亮; 陈 杨
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

通过对辽河干流坝间10 个断面耕地土壤0~5 cm、5~15 cm、15~30 cm 沉积层重金属铜、镉、锌、铅含量测定, 评价了该区土壤重金属污染程度, 并采用地质累积指数法评价单一重金属污染状况与潜在生态危害指数, 综合评价重金属生态危害程度。研究结果表明, 该区土壤铜、铅、锌与镉含量均值分别为32.42 mgkg1、38.23 mgkg1、47.35 mgkg1 和1.625 mgkg1; 铅、锌含量均值在达牛渡口最大, 分别为55.54 mgkg1 和80.51 mgkg1; 铜、镉含量均值在通江口处最大, 分别为50.24 mgkg1 和3.103 mgkg1。除镉外, 铅、铜、锌含量各断面不同深度浓度均低于全国土壤环境质量Ⅱ级标准, 镉含量均值是全国土壤环境质量Ⅱ级标准的1.70 倍, 最大值为3.402 mgkg1;辽河大桥上游干流镉含量是下游镉含量的6.47 倍。镉的地质累积指数值在坝间均显污染, 其中, 辽河大桥以上各断面显强污染。通江口至毓宝台特大桥重金属潜在生态风险指数值最强。各断面镉对多种金属潜在生态风险指数值的贡献达78.77%~98.23%, 贡献率与潜在生态危害指数(RI)呈正相关。多种重金属潜在生态风险指 数值变化趋势与镉地质积累指数分布趋势相同, 最大值出现于通江口断面。

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3. chinaXiv:201711.02329 [pdf]

河北板蓝根产地土壤-植物中镉铅汞砷含量特征及其污染评价

耿丽平; 高宁大; 赵全利; 薛培英; 刘文菊
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

采用野外调查和室内分析相结合的方法, 研究了河北省安国市和蔚县板蓝根产地土壤-植物中Cd、Pb、Hg、As 含量特征及其在菘蓝中的累积特性, 并对板蓝根产地土壤和草药中Cd、Pb、Hg、As 污染状况进 行了评价, 为该地区安全、合理地发展中草药生产提供数据支撑和科学依据。结果表明, 安国市和蔚县板蓝根产地土壤中重金属Cd、Pb、Hg、As 含量差异不大, 土壤重金属含量的变异系数11.70%~97.65%。以《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)一级标准值进行评价, 综合污染指数评价结果显示45%板蓝根种植区土壤Cd、Pb、Hg、As 污染等级为警戒限, 其他处于清洁水平; 而以《土壤环境质量标准》二级标准值进行评价, 种植区单项污染指数及综合污染指数结果均<0.7, 土壤环境清洁。此外, 菘蓝地上部(大青叶)Cd、Pb、Hg、As平均含量分别为0.22 mg·kg1、0.89 mg·kg1、0.04 mg·kg1、0.25 mg·kg1, 对重金属的富集能力表现为Cd>Hg>Pb>As; 菘蓝地下部(板蓝根)Cd、Pb、Hg、As 含量均值分别为0.14 mg·kg1、0.57 mg·kg1、0.04 mg·kg1、0.26 mg·kg1, 对重金属的富集能力表现为Cd>Hg>As>Pb。所有菘蓝样品中Pb、Hg、As 含量均未超出《药用植物及制剂进口绿色行业标准》(WM2—2001), 大青叶9.09%样品中Cd 超标, 且Cd 平均污染指数>0.7, 属警戒限污染等级。因此, 在中药材GAP(良好的农业规范)产地环境质量评价时, 除板蓝根产地土壤完全符合土壤环境质量二级标准外, 也不应忽视板蓝根和大青叶吸收和累积重金属的自身特性。

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4. chinaXiv:201711.02330 [pdf]

有机和常规苹果生产环境影响的生命周期评价

蔡宇杰; 乔玉辉; 徐 敬; 孟凡乔; 吴文良
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

本文以我国园艺产业中的重要果品——苹果的生产为研究对象, 通过实地调研, 采用生命周期评价方法, 对山西浮山、陕西白水和甘肃天水等3 个代表性地区的有机及常规苹果生产的环境影响进行了研究, 以期为我国农业可持续发展和生态文明建设提供科学依据。结果表明, 山西浮山的有机苹果生产养分利用效率高于常规苹果, 陕西白水和甘肃天水相反。3 个地区单位苹果有机生产方式的能源消耗均占常规方式的26%以下,有机生产的能量利用效率高于常规生产。在能源消耗、全球变暖、环境酸化以及富营养化等4 类环境影响中, 富营养化对环境影响的贡献最大, 均占80%以上。有机和常规苹果生产的环境影响按照大小均表现为陕西白水>甘肃天水>山西浮山。由于山西浮山有机苹果的肥料等投入远低于常规苹果生产, 产量相差不大, 因而表现为有机苹果的综合环境影响仅为常规苹果的22%; 陕西白水和甘肃天水呈现相反的情形, 其有机苹果的综合环境影响分别是常规苹果的356%和138%。在高量有机养分投入的前提下, 有机农业可以达到和常规农业相当的作物产量, 但其代价是较高的负面环境影响和较低的养分和能源利用效率。

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5. chinaXiv:201711.02331 [pdf]

转碱蓬SsNHX1 基因烟草的耐盐抗旱性研究

陈 鑫; 马 超; 杨永娟; 王红玲; 黄 盈; 张晓霞; 黄开封; 赵 卓; 张素芝
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

烟草是重要的模式植物和经济作物, 盐害和干旱两种环境因子对其生长发育、产量和品质都危害很大。为了提高烟草的耐盐抗旱性, 本研究利用农杆菌介导的遗传转化法在烟草中过量表达了碱蓬液泡膜Na+/H+逆向转运基因SsNHX1, 对转基因烟草的耐盐及抗旱性进行表型鉴定和各项生化指标的检测, 以期得到耐盐抗旱表性良好的SsNHX1 转基因烟草。表型分析发现, SsNHX1 基因过表达株系L1 和L5 的抗盐能力比野生型显著提高, 表现为盐胁迫条件下仍能保持旺盛的生长且根系的伸长未受抑制。SsNHX1 过表达株系在叶片和根系中积累了更多的Na+和K+, 同时Na+含量增长速率较快, 而K+含量降低速率较缓, 并可维持较高的叶片相对含水量和叶绿素含量, 及较低的丙二醛含量和相对电导率。干旱胁迫发现, 过表达株系受干旱胁迫程度更小, 并在复水后迅速恢复正常生长。同时, 过表达株系的丙二醛含量和相对电导率显著低于野生型, 且维持了较高的叶片相对含水量及叶绿素含量。这些结果说明SsNHX1 基因在烟草中过量表达后, 降低了盐胁迫和干旱胁迫对烟草根系及细胞膜的损伤, 并通过调节离子含量、降低细胞的渗透势, 维持了叶片较高的相对含水量和叶绿素含量, 最终提高了烟草的抗盐和抗旱性。

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6. chinaXiv:201711.02332 [pdf]

喀斯特与非喀斯特地区参考作物蒸散量时空变化分析——以广西壮族自治区为例

吴丽萍; 陈洪松; 连晋姣; 付智勇; 王 升
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

参考作物蒸散量(ET0)是确定植被生态系统需水量的关键因子, 其时空分布特征及主要影响因素分析对于制定植被恢复策略与区域水资源配置方案具有重要意义。本文基于FAO-56 Penman-Monteith 公式和广西地区25 个气象站点1960—2010 年的逐日资料, 计算了各站点的ET0, 在此基础上采用GIS 的克里金插值、Spearman 秩次相关法和通径分析方法分析了广西喀斯特与非喀斯特地区ET0 的时空变化特征及其影响因子。结果表明, 51 年来广西各站点多年平均ET0 为1 138 mma1; 空间分布呈由南向北、由低纬度向高纬度递减的特征, 高值区主要分布在非喀斯特地区, 低值区主要分布在喀斯特地区。喀斯特与非喀斯特地区年ET0 累积距平曲线均呈“N”型分布; 20 世纪70 年代最高, 90 年代最低, 21 世纪以来年ET0有所回升, 但仍低于51 年平均值。此外, 喀斯特地区ET0 年际变化小于非喀斯特地区。日照时数、风速和平均温度是影响非喀斯特地区年ET0变化的主要气象因子, 而相对湿度则通过与其他气象因子的相互作用间接对喀斯特地区年ET0 的变化产生较大影响。在季节尺度上, 日照时数和平均气温在各季节都是ET0 最主要的影响因子, 与ET0 呈正相关关系; 风速在喀斯特地区冬、春两季对ET0 的间接作用系数为负, 在非喀斯特地区并未发现这一现象。了解不同地区ET0 的变化趋势是植被生态需水定额计算的必要措施。

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7. chinaXiv:201711.02333 [pdf]

生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田水稻养分累积及利用率的影响

周 旋; 吴良欢; 戴 锋
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

添加生化抑制剂是提高水稻肥料利用率的有效途径之一, 本研究结合不同施肥模式探讨其节肥增效的养分利用特征, 以期寻找适合黄泥田地区水稻高产高效的施用方式。采用二因素随机区组设计, 研究生化抑制剂[脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和N-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)及硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)]组合与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田水稻养分吸收、利用和分配的影响, 并探讨各养分间及其与产量的相互关系。结果表明: 生化抑制剂组合和施肥模式对水稻主要生育期N、P、K 累积、转运和分配的影响均存在一定的互作效应, 互作条件下各生育期养分间吸收存在协同效应。尿素分次施用处理水稻成熟期N、P、K 吸收量较一次性施用处理分别提高11.0%、0.9%、4.2%; 氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率分别显著提高27.5%、70.8%。不同施肥模式下, 配施抑制剂组合(NBPT、NPPT/+CP)显著增加水稻N、P、K吸收量, 促进抽穗后干物质生产和N 素积累, 提高籽粒中的养分分配及N 素利用效率。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP 配施的水稻养分吸收和利用与NBPT 相似。相关分析表明, 不同施肥模式下水稻成熟期N、P、K 吸收量与籽粒产量均呈极显著正相关。总之, 通过施肥技术和抑制剂配施的集成与优化, 有利于抽穗后N、P、K 的吸收、转运, 促进养分积累, 大幅度同步提高黄泥田水稻的产量和养分利用效率。

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8. chinaXiv:201711.02334 [pdf]

氮肥运筹与栽植方式对杂交籼稻籽粒灌浆及产量的影响

严田蓉; 李旭毅; 李 娜; 蒋明金; 杨志远; 何 艳; 王春雨; 王海月; 马 均
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

以杂交籼稻‘Ⅱ优498’为材料, 在光温条件差异较大的四川省汉源和温江两地研究氮肥运筹方式[(基蘖肥与穗肥配比分别为9∶1(N1)、7∶3(N2)和5∶5(N3)]与栽植方式[宽窄行栽培(C1)、三角形栽培(C2)、扩行减株栽培(C3)、抛秧栽培(C4)]对水稻库容量、籽粒灌浆充实及产量的影响, 探明光温特性、养分调控和栽植方式与水稻籽粒灌浆及产量形成的关系。结果表明: 1)光温优越的汉源地区水稻籽粒库容量、充实度、结实率和千粒重均优于温江, 籽粒的最初生长势较低, 达到灌浆峰值的日期推迟, 前、中期的灌浆强度较高, 历时久,生长量占比亦较大, 且灌浆活跃期较长, 更易获得高产; 2)随着氮肥后移程度的增加, 水稻最大库容量呈减小趋势, 但籽粒的充实率、充实指数、库有效充实度、结实率和千粒重等均呈增加趋势, 籽粒最初生长势降低, 最大灌浆速率(Gmax)和平均灌浆速率(Gmean)提高, 达到灌浆峰值的日期推迟、生长量占比增加, 灌浆历时缩短,总体以氮肥适度后移(N2)处理产量更高; 3)不同栽植方式在结实率和千粒重上的差异较小, 而在生物产量、最大库容量、灌浆特征参数和充实指标上存在较大差异, 各栽植方式在获得高产时存在相似的灌浆特性, 即库容量较大, 籽粒最初生长势较低, 达到灌浆峰值的日期延迟、生长量占比较大, Gmax 和Gmean 较高, 宽窄行栽培、三角形栽培、扩行减株栽培和抛秧栽培分别在N1、N1、N2 和N3 条件下获得高产, 其中三角形栽培产量最优; 4)相关分析表明, 随着最大库容量的增大, 籽粒的最初生长势降低, 灌浆峰值期延后, 前、中期的灌浆历时与灌浆强度增加, 达灌浆峰值期的生长量比例亦增加, 且在前、中期的灌浆强度和前期的灌浆贡献率优势显著时更易获得高产。因此, 提高水稻产量应结合当地的生态条件并针对不同的栽植方式采取相应的氮肥运筹措施。

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9. chinaXiv:201711.02335 [pdf]

水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收分布及水分利用的影响

李东晓; 王红光; 张 迪; 赵国英; 李浩然; 贾 彬; 李雁鸣; 李瑞奇
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

在限制小麦灌溉面积的大背景下, 为进一步稳产促优, 本文探讨了华北地区水分亏缺对不同小麦品种矿质元素吸收、分布特性及其与植株水分利用和产量的关系。选用3 个生态类型冬小麦品种(抗旱品种‘沧麦6001’、丰水高产品种‘邯麦9’和多抗超高产品种‘济麦22’), 设置正常和水分亏缺两个水平的人工气候室箱体栽培试验, 主要调查了小麦不同器官矿质元素含量、积累量变化、分配比以及矿质元素变化对水分利用效率和产量的影响。结果表明, 矿质元素的含量和分配具有器官特异性, 其中小麦叶片Ca、籽粒Cu 和Zn、茎秆Na 的含量、分配比最高; Fe 含量、积累量及Fe 分配比因品种、器官、水分差异而不同: 正常水分下, ‘沧麦6001’以茎秆、‘邯麦9’以叶片的Fe 含量、分配比最高; ‘济麦22’以茎秆和颖壳Fe 含量较高, 以叶片和颖壳Fe 分配比较高。而水分亏缺下, ‘沧麦6001’和‘邯麦9’Fe 含量以籽粒最高, ‘济麦22’以叶片最高; 3 品种Fe 分配比均以籽粒最高。此外, 水分亏缺增加了小麦籽粒Cu、Zn 含量及分配比, 籽粒Zn、Na 和Ca 积累量, 显著增加‘沧麦6001’的水分利用效率和产量以及‘济麦22’的产量水分利用效率; 而降低了‘沧麦6001’籽粒Mn、‘邯麦9’籽粒Cu 和Mn、‘济麦22’籽粒Cu 和Fe 积累量以及‘邯麦9’水分利用效率、干物重、产量。综上, 水分亏缺下, ‘沧麦6001’更易高产高效, 籽粒Fe 含量增加, 但需补充一定的Mn 元素; ‘济麦22’的水分利用效率增加, 产量未显著下降, 需补充一定Fe 元素保证品质; ‘邯麦9’产量和水分利用效率均显著下降, 且籽粒中Cu 和Mn 积累下降明显。相关分析表明, Cu、Zn、Ca、Mn 含量与干物重变化之间存在一定的相互调节作用, 但未直接影响产量和水分利用效率, 这可能与品种间差异及品种和水分互作影响有关。但矿质元素可能通过影响干物重间接调控水分利用效率的趋势是存在的, 尚需进一步研究和验证。

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10. chinaXiv:201711.02336 [pdf]

施氮量对玉米/大豆套作系统土壤微生物数量及土壤酶活性的影响

付智丹; 周 丽; 陈 平; 杜 青; 庞 婷; 杨文钰; 雍太文
分类: 农、林、牧、渔 >> 农业基础学科

为揭示玉米/大豆套作体系下土壤氮素转换的调控机理和根际微生态效应, 以种植模式为主因素[设玉米单作(MM)、大豆单作(SS)和玉米/大豆套作(IMS)3 种处理], 以玉米、大豆施氮总量(玉米、大豆施氮比例 为3∶1)为副因素[设不施氮(NN, 0 kghm2)、减量施氮(RN, 180 kghm2)和常量施氮(CN, 240 kghm2)3 个处理],研究了玉米/大豆套作系统下不同施氮量对作物根际土壤微生物数量及土壤酶活性的影响。结果表明: 与相应单作相比, 套作下玉米根际土壤真菌、放线菌数量分别提高25.37%和8.79%; 套作大豆根际土壤真菌、放线菌、固氮菌数量高于单作大豆; 套作玉米根际土壤蛋白酶、脲酶活性和套作大豆根际土壤蛋白酶活性均显著升高。各施氮水平间, 减量施氮下玉米、大豆根际土壤真菌数量较常量施氮和不施氮均有所提高; 施氮提高了玉米、大豆根际土壤放线菌数量; 大豆根际土壤固氮菌数量以减量施氮最高, 比不施氮和常量施氮高17.78%和5.67%; 玉米根际土壤蛋白酶活性、脲酶活性和大豆根际土壤脲酶活性均以减量施氮为最高。适宜的施氮量不仅能增加玉米/大豆套作土壤中真菌、放线菌、固氮菌的数量, 还能提高土壤蛋白酶、脲酶活性, 调节土壤氮素的转化, 促进玉米/大豆对土壤中氮素的吸收, 实现节能增效。

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