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基于多源数据的北京生态涵养区生态产品供给与经济发展耦合协调度研究

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北京大学学报（自然科学版） 2024年第4期60卷 713-722页

作者：梁丽娜王洪佳冯慧懿唐秀美北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明... 详细信息

结合生态涵养区的特点,构建生态产品供给与经济发展两个系统评价指标体系,采用综合评价法评估生态产品供给和经济发展状况,采用耦合协调度模型分析北京市生态涵养区2019年生态产品供给与经济发展的耦合协调度及其耦合协调类型。结果表明,2019年北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给和经济发展差距较大,生态产品供给能力的高值和较高值区域主要分布在怀柔区、密云区和延庆区,经济发展水平较高的区域主要分布在各区的城镇以及靠近北京市近郊的乡镇。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济发展的耦合度介于0.648~0.999之间,处于高水平耦合阶段。耦合协调度值介于0.312~0.600之间,耦合协调度内部差异较大,整体耦合协调水平不高,呈现较弱的耦合协调关系。北京市生态涵养区各乡镇生态产品供给与经济没有实现同步发展,生态产品供给滞后型和经济发展滞后型的乡镇大约各占一半。建议北京生态涵养区应立足于不同的资源优势,根据生态产品供给和经济发展状况采取不同的策略,实现两者的互补和相互促进。

关键词：生态涵养区生态产品供给经济发展耦合协调

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不同施氮措施对麦玉轮作系统NO排放的影响

环境科学 2024年

作者：蔡连凤王学霞王甲辰曹兵魏丹梁丽娜北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所东北农业大学资源与环境学院

为探究华北麦玉轮作系统农田土壤N2O排放对不同施氮措施的响应及影响因素，采用密闭式静态箱-气相色谱法，分析了不施肥(CK)，常规施氮(尿素，追肥一次，U1)、优化施氮(减氮20%，追肥一次，U2)、控释掺混肥一次性施肥(50%尿素+控释尿素... 详细信息

为探究华北麦玉轮作系统农田土壤N2O排放对不同施氮措施的响应及影响因素，采用密闭式静态箱-气相色谱法，分析了不施肥(CK)，常规施氮(尿素，追肥一次，U1)、优化施氮(减氮20%，追肥一次，U2)、控释掺混肥一次性施肥(50%尿素+控释尿素50%，减氮20%，SRU1)、控释氮肥一次性施肥(减氮20%，SRU2)和抑制剂型控释氮肥一次性施肥(减氮20%，ISRU)这6个处理下，N2O排放通量及土壤理化性质的差异. 结果表明，麦玉轮作期间土壤N2O排放通量呈动态变化，CK、U1和U2处理玉米季N2O排放峰出现在基肥4～7 d，追肥后6～10 d，小麦季出其排放峰出现在基肥4～8 d，追肥后6～9 d；玉米季和小麦季SRU1、SRU2和ISRU排放峰分别出现在基肥10～21 d和12～20 d，控释氮肥的施用显著降低N2O排放峰值和频次.与U1相比，U2、SRU1、SRU2和ISRU处理N2O排放通量分别显著降低了8.5%、20.0%、33.8%和43.6%，且玉米季N2O排放通量高于小麦季，占整个轮作周期的58.1%～65.1%. 与U1相比，U2、SRU1处理产量分别降低了5.9%和1.9%，SRU2和ISRU处理产量分别增加了1.7%和7.0%. 玉米季，与U1相比，ISRU产值增加了14.6%，环境效益为581元，净经济效益提高得最多达18.6%，而小麦季产值和净经济效益出现下降的现象，由此抑制剂控释氮肥一次性施入更适用于玉米季. N2O排放通量与土壤性质理化指标相关性分析发现，N2O与湿度、铵态氮、硝态氮以及微生物量碳、氮呈显著正相关关系. 由此，抑制剂型控释氮肥一次性施肥加在减少劳动力投入与降低环境效益方面起到积极作用，可作为华北地区玉米种植提供了有效的氮肥管理方式.

关键词：华北平原麦玉轮作 N O排放控释氮肥产量

控释掺混肥对小麦–玉米轮作体系产量、氮肥利用效率及氨挥发的影响

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植物营养与肥料学报 2024年第5期30卷 873-885页

作者：曹兵高玮李洪杰杜梦扬王学霞陈延华倪小会赵萌谷佳林董淑祺李子双北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所/北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 德州市农业科学研究院山东德州253015

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥施用量大、氮肥利用率低、氮素损失严重等问题,探讨不同配比的控释掺混肥减氮和一次性施肥对周年作物产量、氨挥发损失和施肥经济效益的影响,确立麦玉轮作体系轻简高效和环境友好的施肥... 详细信息

【目的】针对华北平原冬小麦-夏玉米轮作体系氮肥施用量大、氮肥利用率低、氮素损失严重等问题,探讨不同配比的控释掺混肥减氮和一次性施肥对周年作物产量、氨挥发损失和施肥经济效益的影响,确立麦玉轮作体系轻简高效和环境友好的施肥技术。【方法】于2022—2023年,在山东省德州市现代农业科技园区开展田间试验。冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRBF1(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7)和CRBF2(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5),共5个处理。基施和追施肥后,监测了氨挥发量、强度和损失率。分析了作物干物质积累和产量、氮素吸收量和氮肥利用效率,并计算了施肥经济效益。【结果】与FFP处理相比,CRBF1和CRBF2处理的夏玉米、冬小麦和周年产量差异不显著;CRBF1和CRBF2处理夏玉米氮肥偏生产力提高了8.87~9.86 kg/kg,CRBF2处理玉米氮肥回收率提高了48.4%(P肥料+施肥人工投入减少381~960元/hm^(2),周年净收入增加1208~2654元/hm^(2)。CRBF1和CRBF2处理的周年氨挥发损失量、损失强度和损失率较FFP处理分别降低了69.7%~71.9%、72.0%~74.5%和90.0%~94.1%(P技术。

关键词：冬小麦-夏玉米轮作控释掺混肥一次性基施氨挥发产量氮肥利用效率经济效益

控释掺混肥对麦玉轮作体系作物产量和温室气体排放的影响

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环境科学 2024年第5期45卷 2891-2904页

作者：高玮王学霞谢建治陈延华倪小会王甲辰董艳芳李子双曹兵北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097 德州市农业科学研究院德州253015

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉(冬小麦和夏玉米)轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRU1(... 详细信息

为探究控释掺混肥一次性施肥对华北平原麦玉(冬小麦和夏玉米)轮作体系作物产量和温室气体排放的影响,于2020~2022年在德州市现代农业科技园区开展田间试验.冬小麦和夏玉米均设不施氮对照(CK)、农户习惯施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、CRU1(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为5∶5和3∶7)、CRU2(包膜尿素与普通尿素在冬小麦和夏玉米上的掺混比例分别为7∶3和5∶5)共5个处理.对比分析了不同处理的作物产量、氮肥利用效率、施肥经济效益和温室气体排放的差异.结果表明,施氮可显著提高麦玉轮作系统单季和周年作物产量(P0.05);氮肥吸收利用率、氮肥农学利用率和氮肥偏生产力分别提高了−8.6%~43.4%、2.05~6.24 kg·kg^(−1)和4.24~10.13 kg·kg^(−1);周年净收益提高了0.2%~6.3%.施氮显著增加了麦玉轮作体系的土壤N_(2)O和CO_(2)的周年排放(P0.05).综上所述,一次性减量施用控释掺混肥在减少氮肥和人工投入、提高作物产量、经济效益和降低温室气体排放方面具有积极作用,是促进华北平原粮食作物清洁生产的有效氮肥管理措施.

关键词：麦玉轮作体系产量控释掺混肥氮肥利用效率温室气体排放全球增温潜势

控释掺混肥对夏玉米氮肥利用效率和气态氮损失的影响

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农业环境科学学报 2024年第5期43卷 1190-1198页

作者：曹兵高玮李洪杰王学霞王玉霞谷佳林倪小会李子双北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 德州市农业科学研究院山东德州253015 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对... 详细信息

为阐明控释掺混肥对夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失的影响,本研究以郑单958为供试材料,设不施氮对照(CK)、常规施氮(FFP)、优化施氮(OPT)、含30%控释尿素的控释掺混肥(CRBF30)和含50%控释尿素的控释掺混肥(CRBF50)共5个处理,对比分析了不同处理的夏玉米产量、氮肥利用效率和气态氮损失(氨挥发和N2O排放)的差异。结果发现,控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)较FFP处理夏玉米增产1.4%~2.9%(P>0.05),在减氮和一次性施肥的条件下实现了夏玉米稳产。与FFP处理相比,CRBF30和CRBF50处理的氮肥吸收利用率分别提高了8.4个和11.1个百分点,其中CRBF50处理差异显著(P控释掺混肥(CRBF30和CRBF50处理)的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低71.9%~73.5%(P控释掺混肥可兼顾夏玉米稳产、氮肥高效利用并降低氮素气态损失。

关键词：夏玉米控释掺混肥氮肥利用效率氨挥发 N2O排放

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一次性接触施控释尿素对水稻秧苗素质及生长的影响

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江苏农业科学 2024年第5期52卷 70-77页

作者：李锦涛胡洋李炫丁紫娟胡仁杨朔聂玺斌曹兵黄飞侯俊长江大学农学院/湿地生态与农业利用教育部工程研究中心湖北荆州434025 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

育秧箱接触施肥是一种轻简高效的控释肥施肥技术,将控释肥在水稻育秧时一次性集中施于种子附近,水稻根系紧密包裹住控释肥,水稻带肥移栽。在接触施肥条件下,研究控释尿素不同施用量以及不同育苗方式下的秧苗素质,并比较控释尿素不同施... 详细信息

育秧箱接触施肥是一种轻简高效的控释肥施肥技术,将控释肥在水稻育秧时一次性集中施于种子附近,水稻根系紧密包裹住控释肥,水稻带肥移栽。在接触施肥条件下,研究控释尿素不同施用量以及不同育苗方式下的秧苗素质,并比较控释尿素不同施用量对水稻生长和产量的影响,旨在为水稻育秧箱施肥提供科学依据。以当地常规氮肥施用量(180 kg/hm2,折合每盘控释尿素1 509 g)为基准,按照常规育秧方式设置不同控释尿素氮用量(FFP,25%CRU、50%CRU、75%CRU、100%CRU),同时在50%CRU基础上设置另外2种育苗方式处理,即50%CRU+S1、50%CRU+S2处理,进行育秧试验,针对不同控释肥用量,模拟箱式育秧进行盆栽试验。结果表明,育秧盘控释尿素用量为755 g时(50%CRU),水稻出苗率为83%,且秧苗素质、秧苗生长发育均最佳,与常规育秧(FFP)相比,秧苗的地上部干重、充实度、壮秧指数分别提高22.50%、54.55%、70.00%;秧苗的根长、根系活力、苗高分别增加20.53%、67.00%、36.80%。当育秧盘控释尿素用量超过755 g时,育苗土含水量较低,土壤电导率(盐度)过高,导致秧苗素质显著降低。盆栽试验结果表明,与常规施肥(FFP)相比,50%CRU、75%CRU、100%CRU处理的水稻,其成熟期叶绿素含量、株高、茎蘖数分别提高9.68%~10.04%、7.60%~9.57%、13.02%~15.72%,生育期延长8~10 d,每穗实粒数、产量分别增加13.71%~30.64%、18.88%~43.68%。施用控释尿素的水稻产量显著高于常规施肥处理,其中100%CRU处理的产量最高。育秧盘控释尿素接触施肥量为755 g(50%CRU)时,水稻秧苗素质、秧苗生长发育显著优于常规育秧;当育秧盘控释尿素量高于755 g(75%CRU、100%CRU)时,水稻的出苗率、秧苗素质下降,2组优化处理在育苗阶段未表现出优势。育秧盘控释尿素接触施肥量为1 509 g(100%CRU)时,水稻的产量最高,施用控释尿素的产量显著高于常规施肥。因此,综合考虑秧苗素质和水稻产量,土壤肥力较低时采用100%CRU,尽管出苗率低,秧苗素质有一定下降,但是后期由于水稻自身适应,可获取最高产量;土壤肥力较高时,适宜采用50%CRU处理,秧苗素质最佳,而且能维持较高的产量。

关键词：控释尿素接触施肥水稻秧苗素质水稻产量

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我国农业面源污染研究与展望

植物营养与肥料学报 2024年第7期30卷 1422-1436页

作者：安志装索琳娜刘宝存北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京土壤学会北京100097

农业面源污染会带来一定的生态环境风险。经过20多年的治理,我国面源污染基础研究和防控工作取得重要进展,构建了流域、区域或国家尺度农业面源污染源汇路径全过程监测与评估体系,基本厘清了不同生态条件下农田系统中氮磷流失的主控因子... 详细信息

农业面源污染会带来一定的生态环境风险。经过20多年的治理,我国面源污染基础研究和防控工作取得重要进展,构建了流域、区域或国家尺度农业面源污染源汇路径全过程监测与评估体系,基本厘清了不同生态条件下农田系统中氮磷流失的主控因子,初步探明了农田有毒有害化学/生物污染与防控机制。在防控技术层面,研发出新型、绿色肥料替代常规化肥减量投入技术与产品,氮、磷高效利用污染负荷减排技术,土壤氮、磷增容负荷减排技术,坡耕地氮磷流失阻控技术,农业废弃物资源化利用技术与消纳装备。我国农业氮、磷排放污染负荷虽整体呈下降趋势,但依然是影响我国环境质量的首要污染因子,且农业面源污染呈现新的特征,表现为养殖业尤其是水产养殖业污染问题逐渐突出,残留地膜、农药、抗生素、激素、病原微生物等新型污染物污染问题不容忽视,面源污染途径从以径流扩散为主转向淋溶、挥发、累积并重的阶段,污染介质从单一地表水体转向包括地下水体、大气以及农田生态系统并存的状态。未来应以本领域我国取得科研成果和相关信息资源为基础,利用数字技术和AI技术,构建我国农业面源污染防控技术和管理融合大数据模型和系统理论,持续加强田块、流域、区域等多尺度面源污染防控技术集成配套与工程化应用研究,培育绿色低碳农业新质生产力产业,落实防控技术工程“政—产—学—研—用”保障机制与措施,以提升区域或流域尺度面源污染防控技术的环境、经济和社会综合效益,全面推进我国农业面源污染治理工作,促进农业高质量健康发展。

关键词：农业面源污染污染特征技术产品与装备防控思路与策略

乡镇尺度下北京市生态涵养区农业绿色发展评价及限制因素分析

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中国农业大学学报 2024年第7期29卷 222-231页

作者：梁丽娜王洪佳王学霞蔡连凤淮贺举北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

针对生态涵养区农业绿色发展问题,以北京市生态涵养区为研究对象,将北京生态涵养区110个乡镇作为评价单元,构建农业绿色发展评价指标体系,进行北京市生态涵养区农业绿色发展评价,并采用空间自相关和限制性因素分析方法,对农业绿色发展... 详细信息

针对生态涵养区农业绿色发展问题,以北京市生态涵养区为研究对象,将北京生态涵养区110个乡镇作为评价单元,构建农业绿色发展评价指标体系,进行北京市生态涵养区农业绿色发展评价,并采用空间自相关和限制性因素分析方法,对农业绿色发展的空间分布特征和限制性因素进行了分析。结果表明:1)北京市生态涵养区农业绿色发展水平总体水平较高,空间上呈现出北部和西部地区乡镇高于其他区域的特征;2)北京市生态涵养区农业绿色发展在空间上有聚集和相互影响特征,农业绿色发展需要各乡镇协同发展、共同提升;3)各乡镇农业绿色发展的限制因素不同,可以根据农业绿色发展的水平和限制因素有针对性的制定提高乡镇农业绿色发展水平的措施和政策。本研究可以丰富北京市生态涵养区农业绿色发展理论体系以及评价手段,对于指导北京市生态涵养区生态保护下的农业绿色发展有重要意义。

关键词：农业绿色发展生态涵养区空间分析限制因素乡镇

种肥混播对夏玉米产量、酶活性和土壤微生物的影响

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中国土壤与肥料 2024年第6期 149-156页

作者：李子双高玮李洪杰周晓琳王学霞杜梦扬陈延华王玉霞倪小会王薇邹国元曹兵德州市农业科学研究院山东德州253015 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所北京100097 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001 北京市缓控释肥料工程技术研究中心北京100097

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种... 详细信息

探索夏玉米种子与控释肥混播对夏玉米产量、氮磷钾养分吸收、施肥经济效益、酶活性及土壤微生物的影响,为夏玉米轻简化生产和化肥减施增效提供技术支撑。以夏玉米品种‘郑单958’为材料进行了大田试验,试验设不施氮对照、常规施肥、种子控释肥混播和氮磷钾减量50%控释肥种子混播共4个处理,分析调查了夏玉米产量、氮磷钾吸收、叶片酶活性及根际土壤微生物功能基因。与常规施肥相比,2个控释肥处理的夏玉米产量增加7.7%~22.1%,夏玉米氮、磷、钾吸收量分别增加0.75%~33.3%、16.3%~27.1%、4.78%~36.5%,氮肥吸收利用率提高20.7%~24.6%,氮肥偏生产力提高14~74.1 kg/kg,氮肥农学利用率提高14.1~20.2 kg/kg,夏玉米每公顷净收益(扣除肥料投入)比常规施肥增加9.67%~19.6%。吐丝期根际土壤硝化和反硝化微生物基因数、叶片硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合成酶和谷氨酸脱氢酶与常规施肥没有显著差异。种肥混播在夏玉米上实现了增产增收,提高了氮磷钾养分吸收量和氮肥利用效率,降低了环境污染风险。

关键词：夏玉米控释肥氮肥利用效率酶活性微生物功能基因