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提升南方沿海四省(区)粮食产能的现状与对策

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亚热带资源与环境学报 2024年第2期19卷 130-136页

作者：王义祥王小龙林怡刘岑薇叶菁翁伯琦福建省农业科学院资源环境与土壤肥料研究所福州350003 福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350003 华南农业大学农学院广州510000

为贯彻落实中央农村工作会议与2024年中央一号文件提出的实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动的战略部署,通过实地调研、统计数据分析等方法,分析了福建、广东、广西、海南等南方沿海四省(区)自2000年至今的粮食产能的基本现状与历史变化... 详细信息

为贯彻落实中央农村工作会议与2024年中央一号文件提出的实施新一轮千亿斤粮食产能提升行动的战略部署,通过实地调研、统计数据分析等方法,分析了福建、广东、广西、海南等南方沿海四省(区)自2000年至今的粮食产能的基本现状与历史变化动态,剖析了制约该区域粮食产能提升的自然、经济和社会因素,结合当前中国粮食安全问题面临的新形势,从稳定并提高粮食作物种植面积、提高粮食单产、强化科技支撑粮食供给、实施粮食生产县吨粮田示范工程、发挥华南种业优势和加强食物多元化供给等6个方面因地制宜提出新时期提升四省(区)粮食生产能力的战略思路和实现路径及其对策建议。

关键词：粮食安全产能提升战略对策南方

基于能值分析的“葡萄-灵芝”复合系统的生产效率及可持续性评价

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中国农业大学学报 2022年第7期27卷 103-115页

作者：林怡叶菁刘岑薇王义祥福建省农业科学院农业生态研究所福州350003 福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013

为评价“葡萄-灵芝”复合系统的生态经济效益和可持续发展能力。本研究运用能值分析,从物质流、能量流、货币流3个角度比较分析“葡萄-灵芝”复合系统和葡萄单作系统的能值投入和能值产出。结果表明:“葡萄-灵芝(头部脱袋)”(模式C)和... 详细信息

为评价“葡萄-灵芝”复合系统的生态经济效益和可持续发展能力。本研究运用能值分析,从物质流、能量流、货币流3个角度比较分析“葡萄-灵芝”复合系统和葡萄单作系统的能值投入和能值产出。结果表明:“葡萄-灵芝(头部脱袋)”(模式C)和“葡萄-灵芝(全脱袋)”(模式C)2种复合系统与葡萄单作系统(模式M)相比,净能值产出率分别提高了31.48%、34.72%,能值投资率与产投比分别提高了0.95、0.90倍与0.31、0.35倍;能值自给率与环境负载率分别下降了47.42%、46.15%与57.98%、56.75%;可更新能值率与可持续发展指数分别提高了24.69%、24.03%和2.13、2.11倍。此外,模式C较模式C的净能值产出率低2.41%,可持续发展指数高0.46%。相比葡萄单作系统,“葡萄-灵芝”复合系统具有更强的经济活力与环境可持续性,在高水平高质量管理下的设施葡萄园选择适宜的食用菌品种套作,更能体现生态果园复合模式良好的系统活力和发展潜能,虽然系统自我维持能力较弱,受经济社会影响波动较大,果菌复合模式的发展与生产效率仍有提升空间。

关键词：能值分析系统效率可持续评价复合系统

连续炭基肥替代化肥对菜园土壤性质和细菌群落结构的影响

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热带亚热带植物学报 2023年第4期31卷 494-502页

作者：叶菁王义祥刘岑薇林怡黄家庆翁伯琦福建省农业科学院农业生态研究所福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013 福建省农业科学院土壤肥料研究所福州350013

为了解生物炭基肥替代化肥减量施用的田间长期效应,利用定位试验研究连续5 a炭基肥替代化肥对蔬菜产量、土壤理化性质和细菌群落结构的影响。结果表明,连续5 a实施炭基有机肥替代化肥,土壤pH提高了0.13~0.25,土壤有机质、碱解氮和有效... 详细信息

为了解生物炭基肥替代化肥减量施用的田间长期效应,利用定位试验研究连续5 a炭基肥替代化肥对蔬菜产量、土壤理化性质和细菌群落结构的影响。结果表明,连续5 a实施炭基有机肥替代化肥,土壤pH提高了0.13~0.25,土壤有机质、碱解氮和有效磷含量也分别提高了2.1%~62.2%、5.8%~86.0%和0.4%~103.1%,炭基肥替代化肥处理的荠菜(Capsella bursapastoris)产量提高了4.0%~14.8%,但75%替代处理较50%替代处理有所降低。炭基肥替代化肥处理的土壤菌群Sobs、Shannon、Ace和Chao指数均高于单施化肥处理,且均以75%替代处理最高。炭基肥替代化肥显著降低了土壤中硝化菌属(Nitrolancea)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)等的丰度,增加了纤维素降解菌菌群(Planifilum、Saccharomono-spora)的丰度。芽单胞菌属、Ilumatobacteraceae、Methyloligellaceae等的丰度与土壤全氮、全磷、有机质间具有显著的相关性。可见,连续炭基肥替代化肥明显改善了菜地土壤的理化性质,从而影响了土壤细菌群落结构和多样性,适量替代可以提高蔬菜产量,但应注意长期连续施用对土壤pH、碳/氮的影响,避免过量施用抑制作物对养分的吸收利用。

关键词：菜园生物炭基肥化肥土壤细菌群落

不同反应条件下番茄秸秆水热生物炭的理化性质和微观结构变化

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河南农业科学 2023年第5期52卷 170-180页

作者：黄家庆刘岑薇叶菁王义祥任丽花福建省农业科学院农业生态研究所/福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013 福建省农业科学院土壤肥料研究所福建福州350013 福建省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所福建福州350003

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时... 详细信息

为探究炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭(TSHB)微观结构、理化性质、主要成分及炭化效率的影响,并获得高效的炭化条件,采用低耗能的水热炭化法将番茄秸秆裂解为番茄秸秆水热生物炭。设置3个炭化温度(180、220、260℃)和4个裂解时间(2、4、6、8 h),共12个处理,研究不同组合的炭化温度和裂解时间对番茄秸秆水热生物炭形貌结构、功能基团、pH值、电导率(EC值)、生物炭成分的影响,并分析番茄秸秆水热生物炭主要成分的变化。结果表明,番茄秸秆多孔且中空的维管束结构有利于水分和热量在番茄秸秆内部的快速传递,增加水热炭化温度能加速破坏番茄秸秆维管束结构和将条状番茄秸秆炭化为颗粒状水热生物炭。番茄秸秆水热生物炭的功能基团主要是脂肪醚C-O、烷烃C-H、饱和脂肪酸酯C-O、胺C-N以及细胞壁基团C-O、C=O、C-N、C-O-C。提高炭化温度可增加番茄秸秆水热生物炭功能基团数量,但炭化温度达到260℃时,明显破坏且大幅度减少番茄秸秆水热生物炭功能基团数量。水热炭化法制备的番茄秸秆水热生物炭为酸性生物炭(pH值5.13~5.33)。在相同的裂解时间下,相较于180℃和260℃炭化温度,220℃炭化温度制备的番茄秸秆水热生物炭均获得最高的EC值(6 213~7 899μs/cm),但裂解时间从2 h延长到8 h,番茄秸秆水热生物炭EC值大幅下降18.19%~26.92%。提高炭化温度和延长裂解时间均显著增加番茄秸秆水热生物炭固定碳含量(2.23~27.99个百分点),但降低番茄秸秆水热生物炭挥发分含量(2.46~30.97个百分点)。提高炭化温度能增加番茄秸秆水热生物炭的总有机碳含量及全氮、灰分含量,增加幅度分别为10.63~29.91、0.58~0.87、1.82~3.09个百分点。综上,相对于延长裂解时间,提高水热炭化温度能更有效地提高番茄秸秆的炭化效率,增加番茄秸秆水热生物炭的氮氧功能基团数量及固定碳、全氮含量。水热炭化温度是决定番茄秸秆水热生物炭微观结构、功能基团、pH值、主要成分的关键因素,220℃炭化温度和4~6 h裂解时间是水热炭化法制备番茄秸秆水热生物炭较为合适的炭化条件。

关键词：番茄秸秆水热生物炭炭化温度功能基团

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罗尔斯通菌去除土壤重金属铅的效能及机制

亚热带资源与环境学报 2022年第1期17卷 29-35页

作者：黄家庆叶菁李艳春刘岑薇王义祥福建省农业科学院农业生态研究所福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013

从矿区土壤分离得到的罗尔斯通菌(Ralstonia Bcul-1)对重金属离子具有广谱抗性,可在重金属铅含量为87.35 mg·kg^(-1)的酸性土壤生长(pH 5.62)。低浓度Pb^(2+)可诱导部分重金属抗性基因表达,但高浓度Pb^(2+)(>15 mg·L^(-1))则抑制这些... 详细信息

从矿区土壤分离得到的罗尔斯通菌(Ralstonia Bcul-1)对重金属离子具有广谱抗性,可在重金属铅含量为87.35 mg·kg^(-1)的酸性土壤生长(pH 5.62)。低浓度Pb^(2+)可诱导部分重金属抗性基因表达,但高浓度Pb^(2+)(>15 mg·L^(-1))则抑制这些基因的表达。在Pb^(2+)胁迫下,一些蛋白质的表达同样受到诱导或者抑制。重金属抗性基因和抗性蛋白的表达使Ralstonia Bcul-1能够适应重金属铅污染的生存环境。在含Pb^(2+)的液体培养基中(pH<6.50),Ralstonia Bcul-1菌体对Pb^(2+)的去除效率高达8.22%~29.09%。将Ralstonia Bcul-1接菌到受重金属铅污染的酸性菜园土壤中(pH 5.32,重金属铅总含量为94.37 mg·kg^(-1)),在没有添加任何营养物质的条件下,Ralstonia Bcul-1能持续生长达12 d,并且对土壤悬浮物(包括泥浆)重金属铅的去除效率达到12.71%~24.71%(土壤悬浮物的重金属铅含量为32.67 mg·kg^(-1))。研究结果表明,Ralstonia Bcul-1能在重金属铅污染的酸性菜园土壤中存活,并对土壤悬浮物的重金属铅有较强的去除效率,具有修复土壤重金属铅污染的潜力。

关键词： Ralstonia Bcul-1 重金属铅 Pb^(2+)胁迫重金属抗性基因土壤铅吸附

花生壳生物炭对镉污染菜园土壤细菌群落结构的影响

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应用与环境生物学报 2020年第5期26卷 1115-1128页

作者：黄家庆赖永翔翁伯琦叶菁刘岑薇王义祥福建省农业科学院农业生态研究所福州350013 福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013

为进一步了解不同镉污染水平下生物炭对土壤镉钝化和环境效应,利用盆栽试验模拟研究3个土壤镉水平(0、2.5和5.0mg/kg)和5个生物炭添加量(0、5、10、20和40g/kg)下菜园土壤酶活性和细菌群落的变化.菜园土壤pH随着花生壳生物炭施用量的增... 详细信息

为进一步了解不同镉污染水平下生物炭对土壤镉钝化和环境效应,利用盆栽试验模拟研究3个土壤镉水平(0、2.5和5.0mg/kg)和5个生物炭添加量(0、5、10、20和40g/kg)下菜园土壤酶活性和细菌群落的变化.菜园土壤pH随着花生壳生物炭施用量的增加而增加,并与62%土壤细菌显著相关.不同镉污染菜园土壤中过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶活性均以20 g/kg和40 g/kg花生壳生物炭施用量时分别达到最大值和最小值.Saccharibacteria、Burkholderia-Paraburkholderia和Sphingomona等部分高丰度细菌与过氧化氢酶、碱性磷酸酶或者脲酶显著相关.40 g/kg花生壳生物炭和5.0 mg/kg重金属镉处理的土壤细菌群落结构与其他处理有显著差异,对菜园土壤细菌产生双重的抑制作用.添加花生壳生物炭的处理,土壤中高丰度细菌受重金属镉的影响不显著.花生壳生物炭施用量改变菜园土壤的pH值和土壤酶活性(过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶),从而影响菜园土壤的细菌群落结构.在重金属镉浓度<5.0 mg/kg条件下下,20 g/kg花生壳生物炭施用量更有利于改善土壤的理化性质,减轻重金属镉的毒害作用和促使细菌群落的恢复生长和提高土壤酶活性.(图10表3参61)

关键词：花生壳生物炭重金属镉细菌群落结构菜园土壤土壤酶活性

生物炭添加对猪粪堆肥过程碳素转化与损失的影响

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环境科学学报 2017年第9期37卷 3511-3518页

作者：李波叶菁刘岑薇李艳春翁伯琦王义祥福建省农业科学院农业生态研究所福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013

堆肥是最合适的处理农业废弃物的技术之一,但在堆肥过程中,碳素的损失及温室气体的大量排放引起越来越多的关注.因此,如何减少堆肥过程中碳素损失成为堆肥面临的重要问题.本研究以猪粪等为原料,利用强制通风反应箱研究了生物炭添加对堆... 详细信息

堆肥是最合适的处理农业废弃物的技术之一,但在堆肥过程中,碳素的损失及温室气体的大量排放引起越来越多的关注.因此,如何减少堆肥过程中碳素损失成为堆肥面临的重要问题.本研究以猪粪等为原料,利用强制通风反应箱研究了生物炭添加对堆肥过程中碳素转化及碳素损失的影响.结果表明,在堆肥过程中总有机碳呈下降趋势,添加生物炭处理的总有机碳含量提高了6.69%~20.60%;可溶性有机碳的变化规律与总有机碳相似.腐殖质碳含量呈先下降后上升的变化趋势,添加生物炭处理的腐殖质碳含量下降了0.39%~14.97%;腐殖化系数(胡敏酸/富里酸)与生物炭添加量成正比,说明生物炭添加有利于堆肥的腐熟.至堆肥结束,堆料干物质失重率为23.51%~30.91%,碳素损失率为20.71%~28.85%,添加3%生物炭的处理干物质失重率与碳损失率均最高,添加9%生物炭处理均最低.

关键词：生物炭猪粪堆肥腐殖质碳碳损失

生物炭添加对猪粪菌渣堆肥过程中Cu、Zn的钝化作用

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农业环境科学学报 2019年第5期38卷 1176-1184页

作者：王义祥李波叶菁刘岑薇林怡福建省农业科学院农业生态研究所福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福州350013

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3... 详细信息

为探讨生物炭对猪粪堆肥过程中重金属钝化效果的影响,利用强制通风静态堆肥技术研究不同生物炭添加量对猪粪菌渣好氧堆肥发酵效果及重金属Cu、Zn形态的影响。结果表明:与未添加生物炭堆肥处理相比,添加生物炭处理提高堆肥pH值0.2～0.3个单位,至堆肥结束时提高堆肥含水率15.6%～20.0%。添加生物炭改善了通气条件、pH、含水率等堆肥性质,加速了堆肥进程,其中6%和9%生物炭添加处理高温持续期显著高于未添加生物炭处理。堆肥处理后,猪粪、菌渣等混合物料中交换态Cu、Zn含量分别下降了4.25%～12.06%和2.83%～20.87%;堆肥处理能促进堆肥中Zn、Cu的形态向活性低的方向转化,降低重金属的生物有效性。堆肥物料中适量添加花生壳生物炭可提高对重金属Cu、Zn的钝化作用,其中6%生物炭添加处理对重金属Cu、Zn的钝化效果最好,分别为18.84%和11.55%。适量添加生物炭可加速猪粪菌渣堆肥进程和降低堆肥中Cu、Zn有效性,其中以6%生物炭添加量的钝化效果最好。

关键词：猪粪堆肥钝化重金属生物炭

生物炭对酸化茶园土壤性状和真菌群落结构的影响

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茶叶科学 2021年第3期41卷 419-429页

作者：王义祥黄家庆叶菁李艳春林怡刘岑薇福建省农业科学院农业生态研究所福建福州350013 福建省红壤山地农业生态过程重点实验室福建福州350013

为探讨生物炭长期施用对酸化茶园土壤改良和真菌群落结构的影响,分析了按生物炭用量0、2.5、5、10、20、40 t·hm^(-2)施用5年后的茶园土壤性状和真菌群落结构变化。结果表明,施用生物炭5年后的茶园土壤pH提高了0.16~1.11,可溶性有机碳... 详细信息

为探讨生物炭长期施用对酸化茶园土壤改良和真菌群落结构的影响,分析了按生物炭用量0、2.5、5、10、20、40 t·hm^(-2)施用5年后的茶园土壤性状和真菌群落结构变化。结果表明,施用生物炭5年后的茶园土壤pH提高了0.16~1.11,可溶性有机碳含量提高了52.6%~92.3%,而铵态氮和硝态氮含量以10 t·hm^(-2)处理最高。施用生物炭5年后的土壤性质变化,进一步影响了真菌群落结构,表现为Chao指数、ACE指数和Shannon指数随生物炭用量增加呈先增加后降低的趋势;提高生物炭施用量对茶园土壤次要作用的真菌(LDA值3.50)的效果,其中被孢霉属、木霉属、毛壳菌属的相对丰度增加,黑盘孢属的相对丰度降低。

关键词：茶园黄壤生物炭 pH 真菌多样性