中国生态农业学报

基于气候背景的作物种植条件综合评价概念模型及其应用——以内蒙古巴彦淖尔河套灌区为例

王秀荣, 王琼, 卢燕宇, 杨松, 于涵, 王立声, 赵嵘 — 2020-11-01

王秀荣, 王琼, 卢燕宇, 杨松, 于涵, 王立声, 赵嵘为更好地适应气候变化大背景下作物种植条件变化，对各地区的作物种植条件进行综合评估已迫在眉睫。本研究应用层次分析法，基于天气学、气候学和农业气象学等原理，结合地方生态和经济发展需求，选取气候资源、灾害防御、种植配套条件3大类准则层，并选定包括光照资源、热量资源、水资源、空气质量、气象灾害、病虫害以及土壤条件、地理环境、基础设施、管理制度等相关14类小项指标，设计作物种植条件综合评价体系框架；然后通过统计分析设定14类小项指标评分细则，最终构建作物种植条件综合评价概念模型。并利用所构建的概念模型对内蒙古巴彦淖尔河套灌区主要作物种植条件进行综合评价应用试验。评估结果显示：巴彦淖尔河套灌区光照资源充足、热量资源较稳定、气候适宜度高、灌溉条件优异，春小麦、玉米和向日葵等主要作物关键生长期综合日照保证率、综合积温保证率、综合气温适宜保证率均高达85%以上，水分保证率100%，气温日较差较大，空气质量优良，灌区土壤肥沃；高温、大风、冰雹、暴雨等主要气象灾害及病虫害发生频率低，预报与防御能力较强；自然、地理、人文、政策等各类资源配置优势突出，综合分析评价得出该地区作物种植条件为Ⅰ级优良。综合分析可见，本概念模型选取的指标之间既相互联系又相互独立、具有层次性和结构性，是能定量反映区域气候系统和相关配套条件所构成的有机整体；指标获取便捷、可操作性好，评估结果可靠性良好，可推广于不同地区或不同作物的种植条件综合评价，为实现农业的生态化、可持续性发展保驾护航。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1649-1660.

气候变化对四川盆地主要粮食作物生产潜力的影响

庞艳梅, 陈超, 徐富贤, 郭晓艺 — 2020-11-01

庞艳梅, 陈超, 徐富贤, 郭晓艺基于四川盆地1961—2018年63个气象台站的逐日气象资料和1981—2018年46个农业气象观测站的主要粮食作物（水稻、玉米和冬小麦）生育期资料，利用逐级订正的方法计算作物气候生产潜力，分析太阳辐射、气温、降水及气候变化对四川盆地主要粮食作物气候生产潜力的影响，研究旨在为提高区域农业生产力并保障农业可持续发展提供科学依据。结果显示：1961—2018年四川盆地作物多年平均气候生产潜力的分布为水稻由西向东递增，玉米在盆地北部和西南偏高、其他地区偏低，冬小麦南北高、中部低。辐射量减小对3种作物气候生产潜力的影响为负效应；平均气温升高对作物气候生产潜力的影响为正效应；降水量变化是作物气候生产潜力变化出现空间差异的主要原因，降水量增加对作物气候生产潜力的影响为正效应，而降水量减少为负效应。气候变化对水稻气候生产潜力的影响在盆地西南部和北部的部分地区为正效应，其余地区为负效应；气候变化对玉米气候生产潜力的影响在盆地南部和东部的部分地区为正效应，其余地区为负效应；气候变化对冬小麦气候生产潜力的影响在盆地东北部的部分地区为负效应，其余大部地区为正效应。总体来看，气候变化对四川盆地冬小麦气候生产潜力的影响最大，为9.9 kg·hm^-2·a^-1，而对玉米和水稻的影响分别为-1.4 kg·hm^-2·a^-1和0.5 kg·hm^-2·a^-1。为了适应气候变化，四川盆地应选育光合效率高和抗旱性强的作物品种，并加强农田管理，以提高农业生产水平并保障粮食安全。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1661-1672.

青岛地区倒春寒时空特征及气象指标研究

李德萍, 张凯静, 张璐, 董海鹰, 郭丽娜, 刘学刚 — 2020-11-01

李德萍, 张凯静, 张璐, 董海鹰, 郭丽娜, 刘学刚本文基于青岛地区7个国家气象站1961—2015年3—5月逐日平均气温、最低气温资料及农作物霜冻、低温冷害或冻害资料，依据GB/T 34816—2017《倒春寒气象指标》，统计研究出倒春寒气象指标及时空特征，为提高作物防御能力提供参考。结果表明，青岛地区倒春寒分轻度和中度两级，分别占67.3%和32.7%，无重度。倒春寒年均发生1.1站次，主要在4月份。自20世纪90年代以来，年际或年代际变化主要呈减少趋势。空间分布从西北部地区到东南沿海逐渐减少，即墨中度出现概率最大。进一步分析得知，倒春寒致灾概率为26.3%。通过灾情发生时气象条件分析得出致灾性倒春寒气象指标：轻度型最低气温降至0~5℃、过程平均气温偏低2~4℃，持续时间3~5 d；中度型最低气温降至0℃以下、过程平均气温偏低4℃以上，持续时间6 d以上。从影响范围、发生时间和致灾性分析，青岛地区中度倒春寒范围大，为区域性发生，出现在3月下旬—4月中旬，可造成农作物冻害；轻度倒春寒影响范围较小，一般2站以下，出现时间略晚，4月中下旬概率较大，易造成霜冻或低温冷害。总之，春季冷空气入侵引发青岛地区倒春寒天气现象，其中26.3%为致灾性倒春寒，造成农业生产经济损失。值得重视的是轻度倒春寒，因其发生频率高于中度，且发生时段与本地主要农作物生长关键期重叠，如小麦拔节—孕穗期、大部分果树开花期，需加以防范。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1673-1681.

水稻秸秆-薄膜连续叠加覆盖对三叶鬼针草的控制效果

李赛飞, 许秋园, 章家恩, 叶延琼 — 2020-11-01

李赛飞, 许秋园, 章家恩, 叶延琼入侵植物三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）严重危害我国农林畜牧业的生产。为探究生态高效控制三叶鬼针草的方法，开展了水稻秸秆与塑料薄膜相结合覆盖控制入侵杂草的研究。试验在以三叶鬼针草和马唐[Digitaria sanguinalis（L.）Scop.]为主的自然杂草荒地进行，设置不同稻秆覆盖量（0 kg·m^-2、1 kg·m^-2、1.5 kg·m^-2），于冬季进行稻秆覆盖，春季在稻秆覆盖的基础上覆盖薄膜。通过测定秸秆覆盖中期（2月12日）和薄膜覆盖中期（4月12日）的午间土壤温度、土壤相对含水量和近地表空气温湿度等环境指标和杂草生物量、种子萌发量、杂草群落结构和土壤种子库等群落指标，探究该方法控制入侵杂草的效果和机制。结果表明：冬季水稻秸秆覆盖显著降低了草地午间土壤温度、近地表空气温度、三叶鬼针草生物量和种子萌发量、优势杂草盖度和从属种的种类和数量；覆盖1.5 kg·m^-2稻秆的处理对各类指标的影响程度均大于1 kg·m^-2的处理。春季叠加薄膜覆盖导致浅层土壤高温干燥、近地表空气高温高湿；叠加薄膜覆盖处理使三叶鬼针草的土壤种子密度在0~5 cm的土层内显著低于未做覆盖处理的对照，降低了79.49%；叠加薄膜覆盖处理的入侵杂草全部死亡且无种子萌发。说明冬季采用水稻秸秆覆盖，春季再叠加覆盖薄膜能有效防控三叶鬼针草的生长蔓延，在薄膜覆盖之前，覆盖1.5 kg·m^-2稻秆的处理对三叶鬼针草的防控效果要好于1 kg·m^-2的处理，在薄膜覆盖处理后，两个稻秆覆盖量处理对三叶鬼针草的防控效果均达到100%。本研究结果可为不同季节采用不同的控制方法及其组合模式防控入侵杂草的扩散提供参考。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1682-1691.

养分专家系统推荐施肥对冬小麦产量、养分转运及肥料利用的影响

王丹丹, 李岚涛, 韩本高, 张倩, 苗玉红, 王宜伦 — 2020-11-01

王丹丹, 李岚涛, 韩本高, 张倩, 苗玉红, 王宜伦为探究冬小麦科学施肥技术，明确养分专家系统推荐施肥对冬小麦产量、养分积累转运与利用的影响，于2018—2019年分别在河南省鹤壁市和新乡市以冬小麦（鹤壁、新乡试验品种分别为‘郑麦7698’和‘郑麦366’）为试验材料，设置7个处理[农民习惯施肥（FP）、当地推荐施肥（ST）、养分专家系统推荐施肥（NE）、在NE基础上配施缓控释氮肥（RNE）、在NE基础上不施氮肥（NE-N）、在NE基础上不施磷肥（NE-P）、在NE基础上不施钾肥（NE-K）]，探究不同施肥处理对冬小麦氮、磷、钾养分转运分配规律和肥料利用效率的影响。结果表明，冬小麦氮、磷、钾施肥量NE较FP处理分别降低16.2%、43.3%、-13.2%（鹤壁）和19.5%、48.0%、-57.9%（新乡）；冬小麦产量NE与FP处理无显著性差异，RNE与FP处理存在显著性差异；NE、RNE较FP处理分别增产4.7%~6.6%、5.5%~9.6%（P < 0.05）。进一步研究表明，NE、RNE处理可显著增加地上部植株养分含量和积累量（P < 0.05），其花后干物质积累量较FP处理增加9.2%~14.0%、11.9%~18.6%；花前氮、磷素转运量和钾素转运对籽粒钾素积累贡献率均有提高，基于养分专家系统推荐施肥的氮、磷、钾肥平均利用效率分别为42.1%、19.2%、46.6%，平均农学效率分别为11.5 kg·kg^-1、13.2 kg·kg^-1、13.3 kg·kg^-1。综上可知，小麦养分专家系统指导优化了氮、磷、钾肥的施用量和施用方法，促进了小麦对氮、磷、钾养分的吸收利用，提高了肥料利用率，具有良好的增产效果，可以在河南地区推广应用。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1692-1702.

长江中游双季稻田不同轮作方式对土壤质量的影响

王志强, 缪建群, 刘英, 唐海鹰, 张鹏, 钟川, 黄国勤, 赵其国 — 2020-11-01

王志强, 缪建群, 刘英, 唐海鹰, 张鹏, 钟川, 黄国勤, 赵其国研究长江中游地区不同种植模式和秸秆还田管理下农田土壤养分、有机碳及其酶活性的变化，评估农业管理措施对土壤质量的影响，可为长江中游双季稻区农业资源高效利用及可持续发展提供理论依据。2012—2017年进行不同轮、连作长期定位试验，设置冬季休耕—双季稻，冬种紫云英—、油菜—、大蒜—和轮作（马铃薯、大蒜、油菜和紫云英年际轮作）—双季稻5个处理，在冬季作物秸秆和水稻秸秆双重还田条件下，通过运用多元方差分析、相关性分析和主成分分析等统计方法，结合南方双季稻田土壤的适宜性，筛选出最小数据集（minimum data set，MDS）中土壤质量指标并测定，最后采用模糊数学方法对双季稻区的土壤质量进行定量评价。结果表明，在长江中游双季稻区，经过6年的冬季种植合适作物并秸秆双重还田，相比冬季休闲处理，除冬季种植大蒜处理外，其他冬种处理均能有效提高稻田土壤质量10.73%~12.91%，不同冬种方式下双季稻田的土壤质量高低依次为不同冬种轮作（0.726）>冬季种植油菜（0.723）>冬季种植紫云英（0.712）>冬季休闲（0.643）>冬季种植大蒜（0.638）。由此可见，适宜的轮作方式及秸秆双重还田能显著提高双季稻土壤质量，这为南方稻田健康可持续发展提供了理论支撑。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1703-1714.

马铃薯||玉米间作对土壤细菌多样性的影响

伏云珍, 马琨, 李倩, 李光文, 崔慧珍 — 2020-11-01

伏云珍, 马琨, 李倩, 李光文, 崔慧珍为探明连续马铃薯、玉米单作及间作种植对土壤细菌群落组成的影响，利用IonS5^TMXL高通量测序平台，分析了单作玉米（M）、单作马铃薯（P）、马铃薯||玉米间作（PM）下，土壤细菌群落组成以及多样性间的差异。结果表明：与单作相比，马铃薯||玉米间作土壤有机质含量显著升高（P < 0.05），但土壤全氮、碱解氮、全磷、速效钾、土壤pH等没有显著变化。所获得的56 787个土壤细菌可操作分类单元（OTUs）共分为46门、55纲、114目、208科、455属。土壤变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）细菌占总相对丰度的57.68%~65.11%，为优势菌门；间作对土壤细菌群落多样性（香农指数、辛普森指数）、丰富度（ACE指数和Chao1指数）无显著影响，但改变了基于门、属水平上的细菌群落组成。与单作马铃薯相比，间作显著降低了土壤变形菌门（Proteobacteria）相对丰度（P=0.023），提高了浮霉菌门（Planctomycetes）的相对丰度（P=0.043）。在属水平上，相对丰度较低的芽单胞菌属（Gemmatimonas）、Candidatus Solibacter属更易受到种植方式的影响；间作提高了节杆菌属（Arthrobacter）、芽球菌属（Blastococcus）和芽孢杆菌属（Bacillus）的相对丰度。随细菌群落结构变化，细菌群落功能上出现差异，通过KEGG功能预测共得到7个一级功能层，35个二级功能层，表现出功能上的丰富性，土壤细菌群落在代谢、遗传信息处理和细胞过程方面功能活跃。7个一级功能层中的代谢功能组在马铃薯||玉米间作与马铃薯单作间有显著差异。利用前向选择，经蒙特卡罗检验表明，连续马铃薯、玉米单作及间作栽培5年后的土壤各理化性状指标与土壤细菌群落组成、多样性间的相关性均不显著。连续马铃薯||玉米间作及单作5年条件下土壤细菌群落组成的变化是由马铃薯||玉米间作作物种间互利和竞争关系而驱动的。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1715-1725.

不同水分环境下玉米叶形相关性状与SSR标记的关联分析

钟源, 赵小强, 李文丽 — 2020-11-01

钟源, 赵小强, 李文丽玉米的叶形结构与其抗旱性紧密相关，挖掘不同水分环境下调控玉米叶形相关性状的显著关联分子标记位点，可为揭示玉米叶形结构的分子遗传机理、克隆相关调控基因并进行抗旱理想株型育种提供参考。本研究在不同水分环境下分析187份玉米自交系叶长、叶宽、叶夹角、叶向值、叶面积、叶形系数及叶片卷曲度等7个叶形相关性状的变化，采用SSR标记对这些材料进行全基因组扫描并分析其遗传多样性，采用一般线性模型（GLM）寻找不同水分环境下与玉米7个叶形相关性状关联的分子标记。结果表明：1）干旱环境下187份玉米自交系的叶长、叶宽、叶夹角、叶面积均显著降低，而叶向值、叶形系数及叶片卷曲度均明显升高，且干旱环境下这7个叶形相关性状的变异比率为30.53%~198.31%。2）145对SSR标记共检测出652个等位变异，变异范围在2~13个；多态性信息量（PIC）变异范围为0.201~0.966，平均0.478。采用UPGMA聚类及群体遗传结构分析均将供试材料分为旅大红骨（LRC）、唐四平头（TSPT）、兰卡斯特（Lan）、P及瑞德（Reid）等5大类群。3）采用GLM模型，在不同水分环境下共检测到15个SSR标记与玉米的7个叶形相关性状在P < 0.01水平下关联，各标记对表型的解释率为2.25%~27.30%，72.97%的标记可在干旱环境下被检测到；其中umc1124、umc2363、umc2214、umc1742、phi331888、umc1378、bnlg1863、umc2134和umc1345标记同时与不同水分环境下的多个叶形相关性状连锁，表现出明显的“一因多效”现象。这些研究结果将为玉米叶形结构的遗传改良及抗旱理想株型分子标记辅助选择育种提供参考。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1726-1738.

细菌性根腐病对三七光合特性的影响

武洪敏, 沙本才, 张金燕, 寸竹, 陈军文 — 2020-11-01

武洪敏, 沙本才, 张金燕, 寸竹, 陈军文根腐病是严重威胁三七生产的重要因素之一，常年发病率在5%~20%。其中，由假单胞杆菌（Pseudomon adaceae）引起的细菌性根腐病，因叶片出现缺水萎蔫症状时才能发现，目前尚无有效的预防措施。为探究细菌性根腐病对三七光合生理特性的影响，从而为三七病害生理学研究提供理论基础，本文以2年生三七为材料，设置2个处理[发病植株和健康对照植株（CK）]，研究细菌性根腐病对三七形态结构、光合特性和光系统功能的影响。结果表明：1）根腐病导致三七的主根褐变腐烂，须根断损，茎基部腐烂中空，叶片萎蔫，各器官含水量比CK显著降低（P≤0.05）；而株高、叶面积和叶片解剖结构（上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织厚度和海绵组织厚度）在两处理间均无显著差异。2）发病植株叶片叶绿素含量、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、水分利用效率（WUE）和表观叶肉导度（AMC）显著低于CK（P≤0.05），且CK叶片胞间CO₂浓度（C_i）与P_n呈反比。3）发病植株叶片的光系统Ⅰ（PSⅠ）反应中心P700最大荧光信号（P_m）根腐病初期暂不受影响，而叶片暗适应下最大量子效率（F_v/F_m）、光系统Ⅱ（PSⅡ）电子传递速率[ETR（Ⅱ）]、PSⅡ实际光化学量子产量[Y（Ⅱ）]、PSⅠ电子传递速率[ETR（Ⅰ）]、PSⅠ周围的环式电子流（CEF）和PSⅠ实际光化学量子产量[Y（Ⅰ）]均显著低于CK（P≤0.05）；参与调节性能量耗散的量子产量[Y（NO）]则显著高于CK（P≤0.05）；发病植株的快速叶绿素荧光动力学曲线上出现K相，且显著高于CK（P≤0.05）。总的来看，细菌性根腐病对三七发病植株各器官的损伤严重程度为根>茎>叶，且根腐病导致发病植株叶片叶绿素降解，PSⅡ受到不可逆损伤，PSⅠ的电子传递被抑制，且叶肉细胞CO₂的同化能力降低，根腐病限制三七正常进行光合作用的条件。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1739-1752.

玉米秸秆低温降解复合菌系降解能力及微生物组成研究

青格尔, 于晓芳, 高聚林, 王志刚, 胡万吉, 闹干朝鲁, 王振, 胡树平, 孙继颖, 屈佳伟 — 2020-11-01

青格尔, 于晓芳, 高聚林, 王志刚, 胡万吉, 闹干朝鲁, 王振, 胡树平, 孙继颖, 屈佳伟根据还田秸秆配施尿素的生产实际，对玉米秸秆低温高效降解复合菌系GF-20进行氮源培养基驯化，探明其菌种组成和功能多样性及其与菌源菌种结构差异，完善复合菌系筛选方法，促进其开发利用。本文以低温高效降解复合菌系GF-20为研究对象，在硫酸铵和尿素不同配比下连续继代培养10代，获得不同氮源菌系（硫酸铵处理N1，硫酸铵和尿素混合处理N2-N5，尿素处理N6），测定其玉米秸秆降解率，评价复合菌系秸秆降解效率；采用MiSeq高通量测序对菌源土壤样品及不同氮源下继代培养的复合菌系菌种组成和功能多样性进行研究。结果显示N2处理玉米秸秆降解率显著高于其他处理；菌源土壤的Alpha多样性指数显著高于继代培养后的复合菌系，不同处理间N2处理显著高于其他氮处理；菌源和复合菌间以及不同氮处理间菌种组成具有显著差异，N2处理菌种组成多样性较高，菌群结构更加丰富、均匀，且碳水化合物的代谢通路丰度较高。菌源经限制性继代筛选后得到了参与玉米秸秆降解过程的功能菌，能有效提高秸秆降解率，其在硫酸铵和尿素氮源为0.16%+0.04%的条件下，菌系的秸秆降解效率较高，这为复合菌的生产实际开发利用提供了理论依据。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1753-1765.

太行山区不同植被条件下土壤水分动态变化特征研究

司梦可, 曹建生, 阳辉, 朱春雨 — 2020-11-01

司梦可, 曹建生, 阳辉, 朱春雨为了解太行山区主要植被类型的土壤水分状况，选取太行山区4种典型植被——小麦/玉米（农作物）、黄背草（草本）、荆条（灌木）和核桃（乔木），利用大型称重式蒸渗仪，监测了4种植被2018年和2019年生长季（4—10月）的土壤水分、深层渗漏和蒸散发要素，并利用数理统计方法分析了土壤含水量的变化特征。结果表明，2018年小麦/玉米、黄背草、荆条和核桃地平均土壤含水量分别为0.30 cm³·cm^-3、0.35 cm³·cm^-3、0.32 cm³·cm^-3和0.36 cm³·cm^-3，而2019年平均土壤含水量分别为0.28 cm³·cm^-3、0.26 cm³·cm^-3、0.23 cm³·cm^-3和0.31 cm³×cm^-3，相比于2017年生长季末（11月）土壤含水量，2018年小麦/玉米、黄背草、荆条和核桃地土壤含水量下降幅度分别为0.05 cm³·cm^-3、0.04 cm³·cm^-3、0.09 cm³·cm^-3和0.05 cm³·cm^-3，2019年下降幅度分别为0.07 cm³·cm^-3、0.13 cm³·cm^-3、0.18 cm³·cm^-3和0.10 cm³·cm^-3，荆条地土壤水分的下降幅度最大，小麦/玉米地下降幅度最小。在垂直方向上，4种植被土壤水分变化趋势一致，随着土层深度的增加土壤含水量逐渐降低，但对土壤水分的获取深度有所差异。土壤水分获取深度小麦/玉米主要为45~100 cm，黄背草和核桃主要为100~150 cm，荆条主要为150~180 cm。形成这一结果的原因可能是根系分布的差异，小麦/玉米和黄背草为禾本科植物，根系分布在浅层土壤，虽然核桃为乔木，但其为浅根植物，而荆条在主根周围分布有丰富的侧根，且主根延伸到土层深部，能够获取深层土壤水分。这表明荆条是该地区主要耗水物种，在太行山区绿化植被的选取和生态系统的管理和修复中，应尽量减少荆条的覆盖面积。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1766-1777.

基于危险性评估的福建省茶叶寒冻害保险费率厘定

陶红超, 陈家金, 陈志彪, 黄川容, 孙朝锋, 吴立 — 2020-11-01

陶红超, 陈家金, 陈志彪, 黄川容, 孙朝锋, 吴立为了提高福建省复杂地形下不同风险区的茶叶寒冻害保险费率设计的合理性，首先利用福建省历年气象数据、茶叶产量和灾情资料，计算茶叶不同寒冻害等级的减产率和出现概率，以此确定不同县域的茶叶寒冻害保险纯费率及基准费率，再结合寒冻害危险性区划，确定不同风险区域不同触发条件下的区域保险费率。结果表明：福建省茶叶在极端低温4℃以下的保险触发条件下，西北部区域海拔200 m以下、200~600 m、600~900 m和900 m以上地域保险费率分别为1.4%、4.5%、7.2%和10.2%；东北部区域海拔200 m以下、200~600 m、600~900 m和900 m以上的地域保险费率分别为0.9%、2.6%、4.8%和6.4%；西南部区域海拔300 m以下、300~700 m、700~1 100 m和1 100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、2.3%、4.0%和5.5%；东南部区域海拔300 m以下、300~700 m、700~1 100 m和1 100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、1.9%、3.9%和5.4%。总体上看，区域保险费率随着地理位置北移和海拔高度的增加而增加，研究成果可为福建省茶叶寒冻害指数保险产品的设计提供费率精算的技术支持。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1778-1788.

主要农作物秸秆养分资源现状及其肥料替代潜力分析——以安徽省为例

程文龙, 韩上, 李敏, 王慧, 卜容燕, 曹哲伟, 唐杉, 武际 — 2020-11-01

程文龙, 韩上, 李敏, 王慧, 卜容燕, 曹哲伟, 唐杉, 武际安徽省农作物秸秆资源丰富，充分利用秸秆养分资源对于农田养分投入的合理分配具有重要意义。评估全省主要农作物秸秆还田当季有效养分替代化肥潜力，可为安徽省减肥增效提供科学依据。本研究以安徽种植面积较大的主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、花生和油菜为研究对象，通过查阅安徽省统计数据和公开发表的文献资料，对2017年安徽省主要农作物秸秆数量、秸秆还田率以及还田当季养分利用率进行估算，明晰了全省化肥减施潜力。结果表明：2017年安徽省主要农作物秸秆资源量为4 699.9万t，秸秆资源分布上呈北部和中部较多、南部最少的特征。秸秆养分资源总量为124.8万t，N、P₂O₅和K₂O分别为38.1万t、11.4万t和75.3万t，分别占全省主要农作物养分需求的40.1%、32.1%和68.9%。理论上，秸秆全量还田，且养分充分利用的情况下，秸秆养分替代化肥潜力大。但秸秆养分N、P₂O₅和K₂O当季利用率分别为38.9%、52.3%和69.9%，实际秸秆N、P₂O₅和K₂O养分还田量仅占主要农作物养分需求的15.6%、16.8%和48.2%，分别占农田养分总投入量的8.6%、6.4%和41.4%。通过秸秆还田，全省可减施化肥63.3万t，减施比例为19.8%，N、P₂O₅和K₂O减施比例分别为11.4%、17.2%、40.7%。进一步提高秸秆还田率和当季养分释放率，是推进全省化肥减施增效的有利手段。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1789-1798.

生猪养殖全生产周期氮排泄参数及全国生猪粪尿氮排泄研究

付敏, 蒋小松, 何志平, 刘怡, 陈天宝 — 2020-11-01

付敏, 蒋小松, 何志平, 刘怡, 陈天宝为完善生猪养殖氮排泄参数体系，准确计算生猪养殖粪尿氮排泄量，本研究通过对生猪养殖全生产周期（繁殖—断奶—生长—育肥）持续开展285 d的全收粪尿法代谢试验，每天记录采食量、粪尿产生量，采集样品测定水分和氮含量，系统性获取了能繁母猪空怀期、妊娠前期、妊娠中期、妊娠后期和哺乳期，以及生长肉猪保育期、生长前期、生长后期和育肥期氮的摄入与排泄参数，并结合生猪生产性能参数计算生猪氮年排泄系数。并基于中国各省生猪养殖统计数据和耕地面积，核算2000—2018年生猪养殖粪尿氮产生量变化及区域分布情况。结果表明：生猪不同生长生理阶段氮摄入量和排泄量差异显著，其中空怀期母猪为72.32 g·d^-1和49.42 g·d^-1，妊娠前期为55.79 g·d^-1和45.36 g·d^-1，妊娠中期为56.25 g·d^-1和22.27 g·d^-1，妊娠后期为72.41 g·d^-1和26.36 g·d^-1，泌乳期为114.28 g·d^-1和38.84 g·d^-1，商品猪保育期为22.86 g·d^-1和10.96 g·d^-1，生长前期为34.87 g·d^-1和18.34 g·d^-1，生长后期为54.67 g·d^-1和34.50 g·d^-1，肥育期为55.15 g·d^-1和35.79 g·d^-1。而且各阶段尿氮排泄量都比粪氮高。商品肉猪和能繁母猪年排泄系数分别为9.00 kg·头^-1·a^-1和11.75 kg·头^-1·a^-1。2000—2018年，我国生猪养殖粪尿氮排泄总量呈先增后缓慢下降的趋势，而单位猪肉产品氮排泄量逐年下降，商品肉猪氮排泄量占生猪养殖粪尿氮排泄总量比重达84.03%。四川、河南、湖南、山东是我国生猪养殖氮排泄总量最大的4个省，占全国生猪养殖氮排泄总量的33.67%；而单位耕地面积生猪养殖氮承载负荷最大的省份是福建、广东、湖南、北京、上海。因此，在生猪生产中应根据群体结构和相应的氮排泄系数科学核算其氮排放量，在产业发展规划时要充分考虑环境承载力。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1799-1810.

中国规模生猪养殖的绿色技术进步偏向

闫桂权, 何玉成, 张晓恒, 陈国庭 — 2020-11-01

闫桂权, 何玉成, 张晓恒, 陈国庭近年来中国生猪养殖面临粮食价格驱动的饲料成本上升、劳动力成本上升以及规模化经营趋势下粪污处理等现实挑战。中国生猪产业能否克服上述问题，实现可持续发展呢？理论上，有偏技术进步在优化资源配置、提升生猪养殖效率、促进规模生产和污染减排方面大有可观。本文基于2007—2017年中国小、中、大3种规模生猪养殖成本收益数据，计算考虑5种非合意产出的生猪养殖的投入偏向型技术进步指数；针对各区域生猪养殖可持续发展面临的现实问题和环境规制目标，划分多个中观地理单元；在此基础上，探讨技术进步所倚重的要素是否与区域资源禀赋相协调，进一步为各区域诱致生猪养殖技术进步方向和优化规模生产路径提供支持性证据。研究结果表明，1）不同规模生猪养殖均存在投入偏向型技术进步，且偏向型技术进步能够在中性技术进步的基础上促进绿色全要素生产率的提高；2）小、中、大3种规模生猪养殖的绿色技术进步的要素投入偏向呈现节约劳动力而使用精饲料趋势；3）大规模生猪养殖技术进步偏向性最高，对生猪养殖的绿色全要素生产率增长所发挥的正面作用最强。本文认为生猪养殖技术进步要素偏向主要由区域资源禀赋所决定，各区域应当基于其资源禀赋和环境规制目标诱致技术变迁。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1811-1822.

信息素养、绿色防控技术采用行为对农户收入的影响

杨程方, 郑少锋, 杨宁 — 2020-11-01

杨程方, 郑少锋, 杨宁为帮助农户有效利用信息，顺应生态经济、绿色农业发展的趋势，持续稳定增收，本文基于山东寿光786户蔬菜种植户的调研数据，采用因子分析法，构建“认知、获取、分析、应用”4维农户信息素养测度指标体系，采用层次回归模型，实证检验信息素养、绿色防控技术采用行为对农户收入的影响及其路径，并采用工具变量法解决内生性问题。结果表明：1）信息素养正向显著影响绿色防控技术采用行为和农户收入；2）绿色防控技术采用行为在信息素养影响农户收入路径中具有部分中介效应，其中，是否采用和采用数量的中介效应占总效应的比重分别为73.09%和62.72%；3）蔬菜种植年限和是否参加技术培训正向显著影响绿色防控技术采用行为；4）受教育年限、家庭规模、蔬菜种植年限和蔬菜收入占比正向显著影响农户收入，蔬菜销售市场距离负向显著影响农户收入。因此，信息素养不仅对农户收入具有直接影响，还通过绿色防控技术采用行为的中介效应对农户收入具有间接影响。据此，提出通过开展农户信息素养专题培训和加强绿色防控技术宣传推广力度等途径，以增加农户收入的政策建议。中国生态农业学报. 2020 28(11): 1823-1834.