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中国农田秸秆还田土壤N_2O排放及其影响因素的Meta分析

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农业工程学报 2015年第22期31卷 1-6页

作者：张冉赵鑫濮超刘胜利薛建福张向前陈阜张海林中国农业大学农学与生物技术学院农业部农作制度重点实验室北京100193

农田N2O排放是全球人为温室气体主要的来源之一,了解农作措施对其排放的影响对中国农田减排具有重要的意义。该研究采用Meta分析方法,定量分析了秸秆还田对中国农田土壤N2O排放的影响,并对其影响因素进行解析。研究结果表明,在中国不同... 详细信息

农田N2O排放是全球人为温室气体主要的来源之一,了解农作措施对其排放的影响对中国农田减排具有重要的意义。该研究采用Meta分析方法,定量分析了秸秆还田对中国农田土壤N2O排放的影响,并对其影响因素进行解析。研究结果表明,在中国不同区域秸秆还田对土壤N2O排放有一定的差异,其中华东地区显著减排18.61%(P<0.05),而华中和华北地区则分别显著增加排放62.3%和27.73%(P<0.05)。同时,施氮量介于0~240 kg/hm2(以N计,下同)时,随着施氮量的增加,秸秆还田对土壤N2O影响的效应值逐渐由负值增加为正值;当施氮量介于241~300 kg/hm2时,秸秆还田有显著降低土壤N2O排放的趋势。当土壤p H值介于6.5~7.5时,秸秆还田对N2O排放影响的效应值为正值;当黏粒质量分数为15%~25%时,秸秆还田对N2O排放影响的效应值为正值,当黏粒质量分数<15%时,秸秆还田显著降低土壤N2O排放。秸秆的碳氮比与秸秆还田量对N2O的排放也有不同程度的影响,另外,秸秆还田下不同的种植制度间N2O的排放也有差异。因此,秸秆还田下实施农田N2O减排措施应综合考虑区域农业资源特点、种植制度、土壤类型和水肥管理因素。研究可为科学管理秸秆与减少农田N2O排放提出理论支撑。

关键词：气候变化温室气体氮肥氧化亚氮秸秆还田 Meta分析

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保护性耕作对土壤氮组分影响研究进展

农业工程学报 2018年第B11期34卷 222-229页

作者：祁剑英王兴濮超马守田赵鑫薛建福张海林中国农业大学农学院农业部农作制度重点实验室北京100193 山西农业大学农学院太谷030801

土壤氮组分虽性质各异,但均是土壤氮库不可缺少的成分,关系到土壤肥力、作物氮素利用以及土壤氮素损失。保护性耕作是气候智慧型的农田管理措施之一,对土壤氮库及其组分有重要的影响。目前关于保护性耕作对土壤氮库影响的研究较多,且呈... 详细信息

土壤氮组分虽性质各异,但均是土壤氮库不可缺少的成分,关系到土壤肥力、作物氮素利用以及土壤氮素损失。保护性耕作是气候智慧型的农田管理措施之一,对土壤氮库及其组分有重要的影响。目前关于保护性耕作对土壤氮库影响的研究较多,且呈上升趋势,但研究主要是针对土壤全氮或有机氮,而关于土壤氮组分的研究还相对较少。该文综述了国内外关于保护性耕作对土壤氮组分影响的相关研究,分析认为颗粒氮、轻组氮含量对土壤耕作措施变化响应敏感,在保护性耕作下,这些活跃态氮组分含量较高。此外,保护性耕作可改变土壤微生物量氮、潜在矿化氮含量,进而影响植物氮素吸收,亦可改变土壤溶解性有机氮、提取态有机氮含量,进而控制农田土壤氮素损失。然而,研究主要集中在保护性耕作对土壤氮组分含量的影响,而关于其对土壤氮组分影响的原因以及氮组分与作物的关系尚不完全清楚。在此基础上,提出未来中国保护性耕作对土壤氮组分影响方面的重点研究方向:结合土壤生物学性状(如微生物活性、酶活性),进一步揭示保护性耕作对土壤氮组分的影响机制;基于同位素标记,以土壤-作物系统为研究对象,深入研究保护性耕作对土壤氮素矿化及作物氮素吸收的影响,分析土壤氮组分与作物氮素吸收的关系。

关键词：土壤氮耕作土壤肥力氮素矿化氮素损失

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夏闲期耕作对旱地麦田土壤物理质量的影响

山西农业大学学报（自然科学版） 2018年第2期38卷 15-21页

作者：李慧高志强薛建福山西农业大学农学院山西太谷030801

[目的]研究夏闲期耕作对旱地麦田土壤容重、重量含水率和孔隙度等物理性状的影响。[方法]设置夏闲期深翻(PT)和深松(ST)两个处理。[结果]在0~50cm土层剖面内,土壤容重均随土层深度的增加而增加,ST处理下土壤容重比PT处理降低了0.7%~14.... 详细信息

[目的]研究夏闲期耕作对旱地麦田土壤容重、重量含水率和孔隙度等物理性状的影响。[方法]设置夏闲期深翻(PT)和深松(ST)两个处理。[结果]在0~50cm土层剖面内,土壤容重均随土层深度的增加而增加,ST处理下土壤容重比PT处理降低了0.7%~14.5%;而土壤重量含水率和总孔隙度则随土层的加深而降低,ST处理下土壤重量含水率和总孔隙度较PT处理分别提高了23.3%~41.9%和0.9%~14.0%。另外,PT处理土壤容重和重量含水率的层化率高于ST处理,而土壤总孔隙度和毛管孔隙度的层化率低于ST处理。土壤容重与重量含水率和各孔隙度均呈极显著负相关(P<0.01)。整体来看,ST处理下的土壤固相低于PT处理,液相高于PT处理。[结论]夏闲期深松更有利于改善旱地麦田的土壤物理质量。

关键词：深松深翻土壤物理性状土壤三相比旱地冬小麦

深松蓄水和施磷对旱地小麦产量和水分利用效率的影响

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中国农业科学 2017年第19期50卷 3678-3689页

作者：任爱霞孙敏王培如薛玲珠雷妙妙薛建福高志强山西农业大学农学院

【目的】针对黄土高原旱地小麦干旱缺水、肥料不合理施用的问题,探索旱地小麦休闲期深松蓄水和播前配施磷肥的最佳技术途径。【方法】于2012—2016年连续4年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地开展试验,主区为休闲期深松与对照2个耕作... 详细信息

【目的】针对黄土高原旱地小麦干旱缺水、肥料不合理施用的问题,探索旱地小麦休闲期深松蓄水和播前配施磷肥的最佳技术途径。【方法】于2012—2016年连续4年在山西农业大学闻喜旱地小麦试验基地开展试验,主区为休闲期深松与对照2个耕作方式,副区为施磷(PO)0、75、150、225、300、375 kg·hm6个施磷量处理,以明确年际间休闲期深松和播前配施磷肥对旱地小麦产量和水分利用效率的影响。【结果】夏季休闲利于旱地麦田土壤水分恢复,可提高土壤蓄水效率20%—86%;休闲期深松较对照显著提高播种期3 m内土壤蓄水量24—90 mm;提高穗数1%—18%,提高产量3%—25%,提高2012—2013年水分利用效率4%—20%。施磷肥对土壤水分有一定影响,施磷量在0—225 kg·hm范围内,旱地小麦生育期内0—300 cm土壤蓄水量以施磷量150 kg·hm最低;施磷(4年定位试验)降低了生育期内0—300 cm土壤蓄水量,各处理间差异以第4年最显著。本试验中施磷肥的第3年和第4年的土壤水分未达平衡,施磷量150 kg·hm与未施磷肥间的周年耗水量差异显著,说明长期施磷肥增加了作物对水分的消耗和利用,0—300 cm土壤蓄水量会降低。随施磷量(0—225 kg·hm)增加,旱地小麦4年平均产量和水分利用效率表现为先增加后降低的变化趋势,并且均以施磷量150 kg·hm最高,产量各处理间差异显著,水分利用效率施磷量150 kg·hm与未施磷肥处理间差异显著。此外,F测验显示年份对产量和水分利用效率影响最大,增产效果显示休闲期深松的增产效果高于磷肥的增产效果,最终4年定位试验形成的播前0—300 cm底墒414—546 mm配施磷量150 kg·hm、底墒556—607 mm配施磷量75 kg·hm,穗数、产量、水分利用效率均较高。【结论】旱地麦田休闲期深松有利于蓄积休闲期降水,改善底墒;施磷增加了旱地小麦对土壤水分的消耗和利用,降低了生育期土壤水分,增加了周年耗水;休闲期深松每多蓄1 mm水分可增产2—31 kg·hm,在施磷量0—150 kg·hm范围内每多施1 kg·hm磷肥可增产2—13 kg·hm;播前0—300 cm底墒550 mm以下配施磷量150 kg·hm、底墒550 mm以上配施磷量75 kg·hm均可实现较高的产量和水分利用效率。

关键词：旱地小麦休闲期深松磷肥产量水分利用效率

夏闲期覆盖配施氮肥对旱地小麦土壤水分及氮素利用的影响

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中国农业科学 2017年第15期50卷 2888-2903页

作者：任爱霞孙敏高志强王培如薛建福薛玲珠雷妙妙山西农业大学农学院

【目的】针对黄土高原旱地小麦降水少且分配不均、水分和氮素利用效率低的问题,探索旱地小麦覆盖保水和氮肥施用的最佳技术途径。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村开展试验,主区为覆盖方式,设夏闲期深翻后覆盖与不覆盖2个... 详细信息

【目的】针对黄土高原旱地小麦降水少且分配不均、水分和氮素利用效率低的问题,探索旱地小麦覆盖保水和氮肥施用的最佳技术途径。【方法】于2010—2013年在山西省闻喜县邱家岭村开展试验,主区为覆盖方式,设夏闲期深翻后覆盖与不覆盖2个水平,副区为施氮量,设低(纯氮75 kg·hm)、中(纯氮150 kg·hm)、高(纯氮225 kg·hm)3个水平,明确年际间夏闲期深翻覆盖配施氮肥对旱地麦田土壤水分、植株氮素利用、产量的影响。【结果】各生育时期土壤水分、植株氮素积累量、花前氮素转运量及其对籽粒的贡献率均以丰水年最高,欠水年最低,丰水年、平水年较欠水年分别提高产量80%、69%,提高水分利用效率7%、20%,提高氮素利用效率6%、5%。夏闲期覆盖较不覆盖,播种期0—300 cm土壤蓄水量显著提高,达50—62 mm;花前各生育时期土壤蓄水量显著提高,各生育时期植株氮素积累量提高,籽粒氮素积累量显著提高;丰水年和平水年拔节后各阶段氮素积累量显著提高,花前叶片和穗氮素转运量对籽粒贡献率提高;欠水年花前各阶段氮素积累量及其所占比例提高,花前茎秆+茎鞘氮素转运量对籽粒贡献率显著提高;产量显著提高,达23%—41%;水分利用效率提高3%—15%;丰水年和平水年氮素利用效率显著提高,达14%—26%,欠水年低氮条件下也显著提高,达10%。丰水年配施高氮,平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,不覆盖条件下的欠水年配施低氮,孕穗期前土壤蓄水量、产量和水分利用效率均较高。丰水年配施高氮,花前氮素转运量和花后氮素积累量均最高,且各处理间差异显著,主要是由于促进花前叶片和穗中氮素向籽粒转运;平水年和覆盖条件下的欠水年配施中氮,花前氮素转运量和籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,平水年主要促进叶片和穗中氮素向籽粒转运,穗>叶片,覆盖条件下的欠水年主要促进茎秆+茎鞘和穗中氮素向籽粒中转运,茎秆+茎鞘>穗;不覆盖条件下的欠水年配施低氮,籽粒氮素积累量最高,且各处理间差异显著,花前氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,茎秆+茎鞘和穗氮素转运量及其对籽粒贡献率最高,且各处理间差异显著。【结论】旱地麦田夏闲期覆盖有利于蓄积降水,有利于促进丰水年和平水年小麦生育中后期氮素积累,促进叶片和穗中氮素向籽粒转运;有利于促进欠水年生育前中期氮素积累,促进茎秆+茎鞘中氮素向籽粒转运。丰水年施氮225kg·hm,平水年和覆盖条件下的欠水年施氮150 kg·hm,不覆盖条件下的欠水年施氮量75 kg·hm可实现产量和水分利用效率的同步提升。

关键词：旱地小麦夏闲期覆盖氮肥土壤水分植株氮素利用产量

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保护性耕作对农田碳、氮效应的影响研究进展

生态学报 2013年第19期33卷 6006-6013页

作者：薛建福赵鑫 Shadrack Batsile Dikgwatlhe 陈阜张海林中国农业大学农学与生物技术学院农业部农作制度重点开放实验室北京100193

作物产量的高低主要取决于土壤肥力,如何保持并提高土壤肥力是确保我国粮食安全和农业可持续发展的重要任务,也是众多学者关注的焦点。土壤有机碳和氮素是评价土壤质量的重要指标,其动态平衡直接影响土壤肥力和作物产量。随着全球气候... 详细信息

作物产量的高低主要取决于土壤肥力,如何保持并提高土壤肥力是确保我国粮食安全和农业可持续发展的重要任务,也是众多学者关注的焦点。土壤有机碳和氮素是评价土壤质量的重要指标,其动态平衡直接影响土壤肥力和作物产量。随着全球气候变化及环境污染问题的愈加突出,农田土壤固碳及提高氮效率成为各界科学家研究的热点。目前,保护性耕作已成为发展可持续农业的重要技术之一,对土壤固碳及氮素的利用具有很大的影响。深入了解保护性耕作对土壤有机碳固持与氮素利用效率提高的影响机制,对于正确评价土壤肥力有着重要意义。但由于气候、土壤及种植制度等条件不一致,关于保护性耕作对农田碳、氮效应结论不一。阐述了国际上保护性耕作对农田系统土壤有机碳含量变化及其分解排放(如CO2和CH4)、氮素变化及其矿化损失(如NH3挥发、N2O排放与氮淋失)和碳氮素相互关系(如C/N层化率)影响的研究进展,并分析了其影响因素和相关机理。尽管国内保护性耕作的研究已进行30多年,但在土壤有机碳与氮素方面与国外相比依然有较大的差距。保护性耕作对土壤固碳与氮素利用的影响机制,碳素和氮素在土壤-植株-大气系统中的转移变化,及结合农事管理等综合评价其生态效应的研究很少。在此基础上,提出未来我国保护性耕作在土壤有机碳固定和氮素利用方面的重点研究方向:(1)在定位试验基础上进一步探讨保护性耕作对土壤有机碳及氮素利用的影响机制;(2)深入研究土壤有机碳和氮素的相互关系及其对土壤肥力的影响;(3)结合环境保护与土壤可持续管理对保护性耕作农田土壤固碳及氮素高效利用的系统评价研究;(4)加强保护性耕作对农田碳、氮效应的宏观研究,合理评价保护性耕措施下对农田碳、氮综合效应。

关键词：保护性耕作土壤肥力土壤质量土壤有机碳氮利用

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华北平原小麦生产的碳足迹变化动态的研究

中国人口·资源与环境 2015年第S2期25卷 258-261页

作者：王钰乔赵鑫李可嘉王兴薛建福张海林中国农业大学农学与生物技术学院农业部农作制度重点实验室北京100193

华北平原是我国粮食的主产区,系统分析小麦生产碳足迹构成对于该地区农业的固碳减排和发展低碳农业具有重要的意义。本研究基于2004-2012年华北平原小麦生产投入产出数据,采用ISO 14067产品碳足迹计算方法,分析了华北平原小麦生产碳足... 详细信息

华北平原是我国粮食的主产区,系统分析小麦生产碳足迹构成对于该地区农业的固碳减排和发展低碳农业具有重要的意义。本研究基于2004-2012年华北平原小麦生产投入产出数据,采用ISO 14067产品碳足迹计算方法,分析了华北平原小麦生产碳足迹及各农资投入的碳排放的构成。研究结果表明,小麦生产的碳足迹逐年升高,不同省份间小麦碳足迹具有明显的差异,其中山西省小麦生产单位面积碳足迹排放最低,河北省小麦生产单位面积碳足迹排放最高。河南省单位产量碳足迹排放最低,山西省单位产量碳足迹排放最高。分析该区域小麦生产碳足迹及产量变化关系,未来该区应通过推广智慧型农业技术的措施,提高养分利用效率,促进土壤固碳,进而减少温室气体排放。

关键词：华北平原小麦碳足迹气候智慧型农业

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中国水稻生产的碳足迹分析

资源科学 2017年第4期39卷 713-722页

作者：王兴赵鑫王钰乔薛建福张海林中国农业大学农学院/农业部农作制度重点实验室北京100193 山西农业大学农学院太谷030801

由温室气体排放引起的全球变暖问题已受到公众的广泛关注。农业生产对温室气体排放有重要影响,水稻是中国主要粮食作物,而稻田又是CH_4的主要排放源,因此研究其生产过程的碳足迹对实现农业节能减排具有意义。本研究基于2004-2014年水稻... 详细信息

由温室气体排放引起的全球变暖问题已受到公众的广泛关注。农业生产对温室气体排放有重要影响,水稻是中国主要粮食作物,而稻田又是CH_4的主要排放源,因此研究其生产过程的碳足迹对实现农业节能减排具有意义。本研究基于2004-2014年水稻生产相关统计数据,利用碳足迹评价方法核算了中国水稻生产碳足迹及其变化趋势。研究结果表明:①中国水稻生产温室气体排放量、单位面积碳足迹呈逐年增长,而单位产量碳足迹则出现下降趋势,年均增长量分别为21.24亿kgCO_2-eq、32.58kgCO_2-eq/hm^2和-2.82kgCO_2-eq/t;②不同省份由于水稻生产条件差异,其碳足迹存在较大差别,如年均单位面积碳足迹最高的江苏达7411.91kgCO_2-eq/hm^2,最低的黑龙江为4305.87kgCO_2-eq/hm^2;③年均单位产量碳足迹方面,最高海南为1419.35kgCO_2-eq/t,最低吉林为602.12kgCO_2-eq/t;④综合比较单位面积与单位产量碳足迹发现,华南双季稻稻作区(广西、广东、福建等),华中双季稻稻作区(江苏、湖南、江西等),其单位碳足迹均高于全国平均水平;⑤水稻生产碳足迹组成中占比最大的部分为稻田CH_4排放,达85.05%,农资投入导致的温室气体排放仅占14.95%,其中化肥投入占总碳足迹的10.25%。最后,本文建议通过改进农田管理措施(如间歇性灌溉、改进施肥、合理使用农业投入品),提高水稻机械化生产效率来有效减少水稻温室气体排放。

关键词：气候变化碳排放水稻生命周期评价法中国

为了我国光电信息事业──记华南光电仪器厂可视电话科技带头人罗铁山

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国防科技工业 1996年第12期 36-37页

作者：薛建福华南光电仪器厂

为了我国光电信息事业──记华南光电仪器厂可视电话科技带头人罗铁山　　　　　　　　　薛建福１９９６年９月２０日，湖南华南光电仪器厂自行开发研制的彩色模拟活动图像可视电话通过普通电话传输线，顺利联通了北京、长沙、常德三地... 详细信息

为了我国光电信息事业──记华南光电仪器厂可视电话科技带头人罗铁山　　　　　　　　　薛建福１９９６年９月２０日，湖南华南光电仪器厂自行开发研制的彩色模拟活动图像可视电话通过普通电话传输线，顺利联通了北京、长沙、常德三地，这标志着我国也拥有了可在普通电话...

关键词：可视电话光电信息铁山事业华南