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基于最小数据集的集约化葡萄园土壤健康评价

农业工程学报 2024年第8期40卷 71-79页

作者：王斌李云李瑞鹏方菲张江周张俊伶生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193 福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所福州350002

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构... 详细信息

健康土壤是生产高产优质葡萄的基础,目前葡萄园不合理管理导致果园土壤生产力下降和生态失衡。为摸清集约化葡萄园土壤健康状况,该研究以河北省曲周县典型葡萄园为研究对象,通过测定20项土壤物理、化学和生物学指标,利用主成分分析法构建最小数据集,开展土壤健康评价并揭示葡萄园存在的主要障碍因子。结果表明,集约化葡萄园土壤健康评价最小数据集由有机碳、亚表层土壤硬度、交换性钠、容重、含水率和水稳性团聚体6个指标构成。利用线性和非线性评分函数,基于全数据集和最小数据集计算的土壤健康指数间呈显著正相关(P土壤健康评价。基于最小数据集,利用线性和非线性评分函数获得的葡萄园土壤健康指数范围分别为0.39~0.59和0.36~0.66,平均值分别为0.52和0.51,处于中等水平。不同树龄葡萄土壤健康指数差异不显著(P>0.05)。集约化葡萄园土壤障碍因子主要有土壤压实、养分不平衡和有机碳含量低等问题。通过适当减少田间管理频率,结合增施(生物)有机肥、种植覆盖作物和养分综合管理能有效消减土壤障碍因子,提升葡萄园土壤健康水平,促进当地葡萄产业可持续发展。

关键词：土壤葡萄园主成分分析最小数据集土壤健康指数

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云南省陇川县脐橙园土壤和叶片养分现状研究

中国土壤与肥料 2024年

作者：朱燕君施祖益史行健郝云迪郭晓行权铁林龙泉 Muhammad Atif Muneer 张江周福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室

研究云南省陇川县脐橙园土壤与叶片养分状况，为脐橙园科学施肥提供理论依据。在脐橙园采集土壤（0～20和20～40 cm土层）和叶片样品，测定土壤和叶片养分含量，明确其丰缺状况，并计算土壤肥力综合指数。结果表明：在0～20 cm土层，土... 详细信息

研究云南省陇川县脐橙园土壤与叶片养分状况，为脐橙园科学施肥提供理论依据。在脐橙园采集土壤（0～20和20～40 cm土层）和叶片样品，测定土壤和叶片养分含量，明确其丰缺状况，并计算土壤肥力综合指数。结果表明：在0～20 cm土层，土壤pH平均为5.43，31.7%的果园土壤pH在5.5～6.5，80%以上的脐橙园土壤有机质、有效磷、速效钾和微量元素含量（有效铜除外）处于适宜及以上水平，超过60%的土壤交换性钙、镁和有效铜含量处于缺乏水平；在20～40 cm土层，土壤pH变幅在4.22～7.49，91.4%的土壤有机质含量>15 g·kg-1，交换性钙、镁和有效铜含量低，其他养分处于适宜及以上水平。0～20 cm土层土壤pH、速效钾、交换性镁和微量元素（有效铁除外）含量显著高于20～40 cm，其他指标在两个土层间无显著差异。叶片磷、钾、钙和微量元素含量处于适宜及以上水平，49.3%的叶片氮含量和87.3%的镁含量处于较低水平。0～20和20～40 cm土层土壤综合肥力指数分别为0.57和0.46，均为中等水平。综上，陇川县脐橙园土壤pH较低，土壤交换性钙、镁及有效铜含量缺乏，其他养分适宜，叶片氮和镁含量严重不足，其他营养元素含量为适量及以上水平。因此，在生产中应适当施用石灰或碱性肥料调节土壤pH，土施或叶片喷施钙肥、镁肥和铜肥，提高脐橙园土壤和叶片营养水平，促进脐橙的提质增效。

关键词：脐橙土壤酸化土壤肥力综合指数叶片镁含量

中国设施土壤重金属累积特征与污染阻控技术研究进展

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农业工程学报 2024年第9期40卷 1-14页

作者：王子豪梁红怡张冬寒李龙城魏露露万亚男陈清中国农业大学资源与环境学院农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室北京100193

长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注。该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因。目前,设施土壤重金属... 详细信息

长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注。该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因。目前,设施土壤重金属累积呈现出广泛性和中轻度污染特征,其中镉是主要的污染元素。遵循面源污染治理中“源头预控-过程阻断-末端修复”原则,基于国内外文献综述,该文总结归纳出适用于设施土壤重金属累积特征与污染的联合阻控技术及作用机制。首先在灌溉和肥药投入等源头环节减少重金属输入;其次在作物种植过程中,通过选用重金属低积累特性的蔬菜种类或品种,结合水肥一体化施用大分子有机水溶性肥料或叶面喷施具有阻控重金属作用的营养型阻控剂,抑制作物吸收重金属;最后在末端修复环节,利用具有多元功能的土壤改良剂或微生物菌剂进行土壤钝化修复,或采用具有超重金属富集能力且能提高设施土壤生物多样性的植物作为填闲作物,实现生物修复的目标。该联合阻控技术的原则在于协同考虑污染防治、土壤改良、减肥增效等农学和环境目标,集成土壤修复与改良、水肥一体化、填闲作物栽培等技术,并兼顾设施土壤重金属污染修复工程所面临的投入品成本较高、经济效益不明显、缺失可持续改良导致效果不稳定等问题,优推能够钝化重金属并改良土壤的多功能土壤改良剂以及具有阻控重金属吸收、提高作物抗逆性的多功能有机水溶性肥料。上述措施能解决设施土壤普遍存在的重金属累积问题,提升土壤的安全生产能力,可为设施农业可持续发展提供更有效的技术支撑。

关键词：设施土壤重金属累积污染阻控土壤改良多功能土壤改良剂多功能有机水溶肥

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农田土壤健康评价体系构建的若干思考

土壤学报 2024年第4期61卷 879-891页

作者：张江周王光州李奕赞张文菊张俊伶张福锁福建农林大学资源与环境学院/国际镁营养研究所福州350002 中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/耕地培育技术国家工程实验室北京100081

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖... 详细信息

健康土壤是保障粮食安全、耕地产能提升和农业高质量发展的基础。目前土壤健康评价已成为全球土壤学领域研究的焦点和热点,国内外学者对于土壤健康评价方法及指标的选择进行了系统总结,然而缺乏具体评价过程中的实操性建议。本文重点剖析了土壤健康的特点与多功能性、评价的通用原则、指标选择的n+X模式及评价方法的选择与落地实现,提出了土壤健康差与基准值、基础指标和约束性指标的选择及指标选择的制宜性,明确了土壤健康指标体系建立需要考虑土壤质地、作物类型、土地利用方式、气候条件等因素,建议土壤健康技术和模式落地实现需要与相关政策结合。未来需要继续开展土壤健康驱动机制和健康土壤培育机理研究;基于长期定位试验和耕地质量长期监测网点,构建基于土壤质地、作物类型、土地利用、管理目标和评价尺度的指标体系和阈值、数据库和决策支持系统;结合相关政策和区域环境的约束性,形成跨区域、跨国家的共识、公约和行动,推动全球土壤健康行动落地和农业可持续发展。

关键词：土壤健康差基础性指标制约性指标制宜性政策

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土壤中硫磺氧化的影响因素

中国土壤与肥料 2024年第5期 206-211页

作者：刘俊杰祝园园鲁振亚黄成东王芳刘文彪中国农业大学资源与环境学院绿色智能肥料创新农业农村部重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室养分资源高效利用全国重点实验室国家农业绿色发展研究院北京100193 云南云天化股份有限公司研发中心云南昆明650228

通过综述影响硫磺氧化的土壤性质、肥料性质两部分内容,为进一步解决硫磺在土壤中氧化率低的问题,同时也为高效硫肥的研制提供理论依据。植物对于硫的需求日益增高,硫是作物必须的营养元素,被用来合成许多蛋白质和氨基酸,对植物的产量... 详细信息

通过综述影响硫磺氧化的土壤性质、肥料性质两部分内容,为进一步解决硫磺在土壤中氧化率低的问题,同时也为高效硫肥的研制提供理论依据。植物对于硫的需求日益增高,硫是作物必须的营养元素,被用来合成许多蛋白质和氨基酸,对植物的产量和品质有极大的影响,同时也在防治害虫、改良土壤性质方面发挥着巨大的作用。由于大气沉降、径流损失以及大量元素肥的过量施用导致硫元素附带输入减少和作物移除量的增加,土壤中硫含量供需不平衡,因此,硫肥添加成为未来的主流趋势。现有硫肥里的硫主要由两种形态组成,分别为单质态的硫磺和化合态的硫酸盐。硫磺廉价易得,在氧化过程中可以产生酸,改良碱性土壤pH,为更加科学地进行硫肥的研发设计,现需对硫磺在土壤里的主要氧化因素(微生物、pH、温度、湿度、粒径)进行系统的梳理。得到以下主要结论:微生物活性对硫磺的氧化作用要远大于数量,因此,影响微生物活性的土壤pH、温度、湿度等是极为重要的因素,微生物的种类在其中发挥的作用比重尚无绝对的定论。大多数研究表明,硫磺的氧化速率随土壤pH的降低而降低,在30~40℃且土壤含水量接近田间持水量时硫磺氧化速率最快。而硫磺粒径与氧化速率呈反比是确定的,其本质是微生物定殖于肥料颗粒的表面积起主导作用,并且受在土壤里的扩散影响,粉状硫磺相对于颗粒状硫磺更易于氧化。

关键词：单质硫微生物 pH 温度湿度粒径

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pH响应材料及其在智能肥料中的应用

化工进展 2024年第8期43卷 4477-4489页

作者：王洋张苗苗吕阳侯翠红危常州马文奇张福锁申建波养分资源高效利用全国重点实验室绿色智能肥料创新农业农村部重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室中国农业大学资源与环境学院国家农业绿色发展研究院北京100193 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心教育部先进功能材料制造工程研究中心郑州大学化工学院河南郑州450001 石河子大学农学院新疆石河子832003 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该... 详细信息

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

关键词： pH响应材料聚合物化学过程凝胶 pH响应肥料根肥互馈

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以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统分析与展望

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农业工程学报 2024年第12期40卷 1-12页

作者：徐永洞刘志丹中国农业大学水利与土木工程学院农业农村部设施农业工程重点实验室环境增值能源实验室北京100083

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的... 详细信息

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的高效种养结合系统有助于提升畜禽粪污的无害化资源化水平和消纳能力、构建生态可持续的绿色循环农业,实现畜禽粪污资源化利用、种植业和养殖的协同高效发展。该研究基于国内外近十余年的研究,系统综述了粪污水热资源化产物在种养结合生态循环农业模式中的作用和应用潜力,论述了畜禽粪污水热转化生物原油在农业内燃机中作为燃料的研究现状,阐述了水相产物作为潜在的农用杀菌剂在作物病害防控中的作用,梳理了畜禽粪污源水热炭在转化机理、理化特性和还田应用中的研究进展,分析了气相产物中的组分和用于温室种植的潜力。在此基础上总结了以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统面临的主要挑战,并对水热资源化产物农业循环应用的研究方向进行展望。研究为畜禽粪污水热资源化和高效种养结合系统研究提供理论参考。

关键词：畜禽粪污水热炭生物炭水热转化生物原油种养结合系统农作物病害防控

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磷尾矿资源肥料化利用途径研究进展

应用化工 2024年第8期53卷 1932-1936页

作者：杨效家漆增连李志兵姚彬唐亚福黄成东中国农业大学资源与环境学院养分资源高效利用全国重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室、国家农业绿色发展研究院北京100193 中南林业科技大学经济林培育与保护教育部重点实验室湖南长沙410000

介绍了磷尾矿的来源、组成与传统利用方法,重点综述了磷尾矿资源在磷镁肥、钙镁磷肥、含磷有机肥中微量元素肥和复合肥等方面的利用途径和研究现状,强调磷尾矿资源中养分的植物有效性,以期为磷尾矿资源肥料化利用提供理论支撑,推动矿产... 详细信息

介绍了磷尾矿的来源、组成与传统利用方法,重点综述了磷尾矿资源在磷镁肥、钙镁磷肥、含磷有机肥中微量元素肥和复合肥等方面的利用途径和研究现状,强调磷尾矿资源中养分的植物有效性,以期为磷尾矿资源肥料化利用提供理论支撑,推动矿产资源养分全量化利用,促进化肥产业绿色转型升级。

关键词：磷尾矿资源肥料化利用养分全量利用

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含聚磷酸铵肥料对作物产量效应影响的整合分析

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肥料与健康 2024年第2期51卷 6-13页

作者：李志兵籍婷婷姚彬杨效家黄成东中国农业大学资源与环境学院/国家农业绿色发展研究院/植物-土壤相互作用教育部重点实验室北京100193

以聚磷酸铵、不同磷肥为主要关键词,在中国知网(CNKI)和Web of Science数据库共筛选出75篇文献(中文55篇,英文20篇),获得527组数据。以施用磷酸铵肥料为对照组,施用含聚磷酸铵肥料为试验组,采用整合分析的方法,定量评价施用含聚磷酸铵... 详细信息

以聚磷酸铵、不同磷肥为主要关键词,在中国知网(CNKI)和Web of Science数据库共筛选出75篇文献(中文55篇,英文20篇),获得527组数据。以施用磷酸铵肥料为对照组,施用含聚磷酸铵肥料为试验组,采用整合分析的方法,定量评价施用含聚磷酸铵肥料对作物产量、土壤有效磷含量和磷肥利用率的影响。与施用磷酸铵肥料相比,施用含聚磷酸铵肥料可显著提高作物产量,增长幅度(E)为4.4%;虽可提高土壤有效磷含量(E为3.0%),但效果不显著;可显著提高磷肥利用率(E为56.0%)。作物产量效应的亚组分类分析结果表明:含聚磷酸铵肥料在番茄和玉米上的施用效果较好;作物产量、土壤有效磷含量、磷肥利用率随土壤有机质含量、土壤pH的升高而提高,随聚磷酸铵含量升高而降低,随聚磷酸铵平均聚合度的增大而提高。施用含聚磷酸铵肥料提高了作物产量、土壤有效磷含量和磷肥利用率,增产效应受土壤性状、作物类型、聚磷酸铵含量和聚磷酸铵平均聚合度的影响。

关键词：聚磷酸铵产量土壤有效磷磷肥利用率整合分析