本试验采用连续两个轮作周期的稻麦轮作定位试验,研究了氮肥减施对作物氮素吸收、利用和土壤氮素平衡的影响。结果表明,在传统推荐施肥(小麦N 195 kg/hm2,水稻210 kg/hm2,均按底肥40%、分蘖肥30%、拔节肥30%分3次施用)的基础上,氮量减施20%,并配合综合调控技术措施,产量并没有降低,而且氮肥表观利用率、农学利用率、氮肥偏生产力和贡献率均得到提高。氮素在作物体内累积随着施量的提高而提高,土壤无机氮残留量和氮素表观损失也有相同的规律。生产相同数量的籽粒产量的需氮量小麦高于水稻,而氮素表观损失,则水稻高于小麦。

【目的】明确长江中下游稻区不同水旱轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放的影响。【方法】以2003年至今的4种水(水稻)旱轮作长期定位试验为基础(分别为水稻-休闲(RF),水稻-紫云英(RC-G),水稻-小麦(RW)和水稻-稻草覆盖种植马铃薯(RP)),并设置3个氮肥水平,分别为N_0(0)、N_1(142.5 kg N·hm~(-2))和N_2(202.5 kg N·hm~(-2))。于2016—2017利用静态箱-气象色谱法,在田间采集并测定水稻生长季CH_4排放。【结果】(1)轮作模式与氮肥互作对稻田CH_4排放的影响主要集中在移栽后7—30 d内,其CH_4累积排放量约为整个生育期的51.9%—72.3%。(2)轮作模式与氮肥水平对稻田CH_4排放存在显著的互作效应;N_0水平下,冬季作物栽培(包括RP、RW和RC-G)显著提高稻季CH_4累积排放量,与RF相比分别增加74.1%—145.1%、68.5%—109.9%和56.4%—108.6%。(3)增施氮肥(N_1和N_2)后,CH_4排放对轮作模式的响应出现分化。其中,RF、RP和RW模式下稻季CH_4排放量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;N_2水平下,RP、RW和RF的CH_4累积排放量分别为51.2—55.8、45.3-51.5和25.0—30.5 g·m~(-2),分别比N_0水平提高23.0%—38.4%、26.7%—33.7%和35.3%—43.5%;而与N_1相比,则提高9.9%—19.7%、20.8%—23.1%和17.4%—18.8%。而RC-G模式下则表现为增施氮肥一定程度上降低了稻季CH_4排放;与N_0相比,N_1和N_2下稻季CH_4累积排放量分别降低20.7%—42.4%和10.6%—16.6%。(4)进一步解析与土壤CH_4排放相关微生物菌群产甲烷菌(mcrA)和甲烷氧化菌(pmoA)丰度变化,发现N_0水平下秸秆及绿肥全量还田能够显著增加产甲烷菌和甲烷氧化菌丰度;相关微生物对氮肥的响应机制因轮作模式而有所差异,增施氮肥促进产甲烷菌的增殖,却抑制了甲烷氧化菌的生长,但其变化幅度因轮作处理而有所不同。随着氮肥增施,RP、RW和RF的mcrA丰度增加191.4%、160.6%和143.3%,而RC-G则仅有62.6%。(5)另外,随着氮肥施用量的增加,RF、RP和RW模式下mcrA/pmoA比值增加,其增加比例分别为71.4%—141.1%、197.1%—258.2%和84.6%—165.5%,而RC-G则相反,下降26.8%—42.3%。其变化规律与CH_4排放基本一致。【结论】稻田系统中秸秆还田C/N的相对含量可能是干扰氮肥水平对稻田CH_4排放作用的关键,当系统中碳冗余时,相关微生物活性受到土壤中有效氮制约,投入无机氮可以减轻氮的限制作用从而显著提高CH_4排放;而碳不足时,继续投入无机氮,相关微生物繁殖由于受到土壤中有限碳源的限制其活性也会受到抑制,CH_4排放相对减少。

采用田间试验,研究成都平原水稻-小麦轮作下常规施肥和优化施肥对系统生产力、氮素利用及氮素平衡的影响。结果表明:优化施肥显著提高小麦、水稻产量和系统生产力,分别比常规施肥提高15.04%、20.35%和18.37%;优化施肥促进作物籽粒对氮素吸收利用,提高肥料利用率,优化施肥处理小麦氮肥利用率为28.19%,水稻为48.89%,分别比常规施肥提高11.29%和9.06%;水稻小麦轮作下,常规施肥和优化施肥处理土壤氮素盈余量分别为82.89和95.34 kg/hm2,无肥处理亏缺量为-89.04kg/hm2;氮素损失是土壤-植物体系中氮肥去向的主要形式,优化施肥显著降低小麦季氮素损失。

长江中下游地区是我国稻麦主产区,辨析该区农业生产过程的环境效应,可为实现农业绿色发展提供理论指导。以稻麦轮作典型生产区江苏南京为例,应用生命周期评价方法对该系统生命周期的资源消耗和污染物排放清单进行分析和评价。结果表明:在该稻-麦轮作体系中,水稻生命周期的环境影响主要是富营养化、水体毒性、环境酸化和土壤毒性,环境影响指数分别为2.32、0.76、0.33和0.27;而小麦生命周期的环境影响主要为富营养化、水体毒性、土壤毒性和环境酸化,环境影响指数分别为2.50、2.09、0.32和0.23。肥料、农药、柴油的生产和使用是引起能源消耗和气候变暖的主要因素;农户超量施用氮肥是造成潜在环境酸化和富营养化的关键;农药的使用是造成水体毒素和土壤毒素的最主要原因;而氮肥和农药投入对人类毒性均有较大影响。因此,在工业领域加快新型能源开发,实施清洁生产;在农业领域优化田间管理措施(如减少氮肥施用、研发多功能一体化农机及推广低毒高效农药)能有效控制长江中下游地区稻麦生产负面环境影响,提高该区农业可持续发展能力。

为探索南方紫花苜蓿(Medicago sativa)种植新途径，建立长江中下游地区紫花苜蓿和玉米(Zea mays)周年轮作栽培模式，本研究开展了紫花苜蓿冬闲田栽培技术和轮作玉米栽培技术研究。紫花苜蓿栽培试验设置了对照(不施肥)和施肥(NPK复合肥)处理；轮作玉米试验设置了原位添加苜蓿绿肥(紫花苜蓿种植地)、异地添加苜蓿绿肥(未种植紫花苜蓿地)和不添加苜蓿绿肥(对照) 3个处理，添加量为3 000 kg·hm~(-2)苜蓿干草。结果表明：秋播紫花苜蓿可分别于次年4月初和5月中旬刈割两茬。其中，施肥显著提高了苜蓿产量和叶蛋白质含量(P <0.05)。本研究结果表明，紫花苜蓿与饲用玉米周年轮作是长江中下游地区一种高效、可持续的轮作栽培模式，既可获得紫花苜蓿和玉米双丰收，又可有效改善农田土壤质量。

结合我国水稻生产实际,构建了水稻产量差定量化研究模型,并对长江中下游地区水稻产量差进行了定量化研究。结果表明:长江中下游地区早稻、中稻、晚稻的潜在产量、高产试验产量、品种区试产量和大田平均产量之间存在显著的产量差,其中大田平均产量与品种区试产量间的产量差(GV)分别为2 024、1 455和1 835kg/hm2;与高产试验产量间的产量差(GE)分别为3 864、5 196和4 601kg/hm2;与潜在产量间的产量差(GM)为9 990、15 135和13 246kg/hm2,区内水稻产量提升空间较大。早稻、中稻、晚稻不同层次产量差在各省份间的分布差异很大;同一省内,同一层次产量差在不同季节...

本文分析了长江中下游地区水土资源概况 ,指出了耕地减少、质量下降、水土流失、水灾频繁、土壤和水域污染等将是该地区水土资源可持续利用的最大障碍 ;结合后备资源潜力、现有耕地再发挥潜力、坡耕地改造潜力和种植制度改革 ,分析了提高复种指数的潜力途径 ,并提出相应的水土资源可持续利用与管理对策。

长江中下游地区是中国重要的粮食生产基地,在当前全球气候变化的背景下,旱灾将直接影响该区域人民的生产生活和国家粮食安全。基于标准化降水指数(SPI),采用1961-2015年的中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集,通过游程理论定义气象干旱事件,并获取了描述干旱事件特征的三个变量:干旱历时、干旱烈度和烈度峰值。指数函数和伽马函数分别用来拟合干旱历时和干旱烈度的边缘分布,Clayton Copula函数用来构建干旱历时和干旱烈度的联合分布。在此基础上,分别用常规单变量和基于Copula双变量的频率分析方法探讨55年来长江中下游地区干旱事件在不同时间尺度下的空间特征。结果表明:(1)不同时间尺度下,长江中下游地区的干旱特征空间格局存在一定的差异,最严重的干旱主要发生在长江下游地区;(2)不同时间尺度的干旱历时和干旱烈度均呈正相关,即较严重的干旱事件通常持续更长的时间;(3)鄱阳湖流域和长江干流下游的北部干旱风险较高,而陕西南部、河南南部、湖北大部和湖南的中北部干旱风险较低。研究结果可为长江中下游地区水资源的科学管理和干旱灾害的风险评估提供理论依据。

根据历史文献记载,分析了长江中下游地区1620年冬季的积雪特征与寒冷程度;估算了1620年长江中下游地区及9个地点相对于1961-1990年的冬季气温距平。结果表明:①1620年长江中下游地区冬季积雪期在30~100日之间,其中荆州积雪期最长,可能达百日之久;合肥、霍山、南京、巢湖等地积雪平均达70日左右;安庆、武汉、常德、长沙、景德镇等地积雪40~60日不等;苏南、上海等地积雪日数相对较少,也达30日左右。②1620年长江中下游地区极端寒冷,冬季的区域平均气温较现代(1961-1990年)低约4.4℃;其中景德镇的冬季气温负距平最大,较现代平均低约5.7℃;其次为霍山、合肥、常德、武汉和上海,其冬季气温距平在-5~-4℃之间;长沙冬季气温负距平虽相对最小(低约3.6℃),但仍远低于器测时期的极端最低值。

近年来在中国范围内频繁发生洪涝灾害 ,长江中下游地区为重灾区之一 .洪水环流对江河湖岸 (堤 )不同地形产生冲刷作用 ,是长江决堤右岸多于左岸及大堤决口常始于堤面的主要原因 .为了有效抑制洪流的破坏作用 ,对长江沿岸的生态环境等进行了调查 ,结果表明 ,长江中下游地区沿江河湖岸分布的适于营造护岸植被的植物近 10 0种 ,其中具抗洪作用的优良树种 12种 .据此提出了因地制宜选用适合树种 ,营造防洪 (浪 )护堤 (岸 )防护林的减灾措施 .

利用1960—2010年长江中下游地区90个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对近51 a来≥0℃和≥10℃积温及其持续天数和起止日期的时空分布特征进行分析,以了解气候变暖对该区热量资源分布的影响。结果表明:近51 a来长江中下游地区气温持续增暖,回归系数达0.21℃/10 a,略低于同期中国的增温速率(0.27℃/10 a),且与各项热量资源指标有显著的相关性。随着气候变暖,≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍显著增加,是受起始日期提前和终止日期延后的共同影响,而前者的影响更明显。21世纪00年代起北亚热带和中亚热带在长江中下游地区北移特征显著,明显与20世纪90年代以前的界线拉开...

气候变暖已成为全球关注的热点话题,农业温室气体是气候暖化的重要排放源。目前许多学者研究了不同施肥措施下温室气体排放的特征,但实验结果之间存在一定的差异。为了综合评价区域内不同施肥措施(单施无机氮(N)、无机氮磷钾(NPK)和有机无机配施(OF))下土壤温室气体排放的特征及其净减排潜力,本文基于长江中下游地区40篇关于施肥对稻田温室气体CH_4和N_2O排放的文献,筛选出339组样本数据,采用Meta分析方法从施肥类型、施肥时间和施肥水平三个方面定量研究了3种施肥措施对稻田CH_4和N_2O排放的影响,并在

气候变暖已成为全球关注的热点话题,农业温室气体是气候暖化的重要排放源。目前许多学者研究了不同施肥措施下温室气体排放的特征,但实验结果之间存在一定的差异。为了综合评价区域内不同施肥措施(单施无机氮(N)、无机氮磷钾(NPK)和有机无机配施(OF))下土壤温室气体排放的特征及其净减排潜力,本文基于长江中下游地区40篇关于施肥对稻田温室气体CH_4和N_2O排放的文献,筛选出339组样本数据,采用Meta分析方法从施肥类型、施肥时间和施肥水平三个方面定量研究了3种施肥措施对稻田CH_4和N_2O排放的影响,并在前期研究的基础上,估算了各个施肥处理下的综合增温潜势、净增温潜势以及温室气体排放强度。结果表明:N、NPK和OF处理下CH_4周年排放的效应值分别为0.24、0.27和0.63,N_2O周年排放的效应值分别为1.25、1.26和1.41。随着施肥次数的增加,N、NPK和OF处理下温室气体排放的效应值均逐渐增大;随着施肥量的增加,N处理表现为增加的趋势,NPK处理表现为减少的趋势,OF处理表现为先增后减的趋势。对于3种施肥处理下的净增温潜势大小为OF>NPK>N,其中CH_4排放对温室气体的贡献最大;3种施肥处理下的温室气体排放强度大小为OF>NPK>N。从粮食增产和温室气体减排两方面综合考虑,施用氮磷钾(NPK)是长江中下游地区稻田较适宜的施肥方式。

【目的】通过研究不同水旱轮作方式下秸秆还田与氮肥运筹对作物产量、氮素吸收及氮肥偏生产力的影响，以期为秸秆还田条件下氮肥的合理施用提供理论依据。【方法】２０１３—２０１４年在湖北省孝南、松滋、应城等１４个县（市、区）开展水稻－油菜和水稻－小麦２种轮作条件下秸秆还田与氮肥运筹田间试验。试验共设置５个处理，分别为氮肥习惯３次施用、氮肥习惯３次施用配合秸秆还田、高量氮肥３次施用配合秸秆还田、氮肥２次施用（后肥前移）、氮肥２次施用（后肥前移）配合秸秆还田。分析秸秆还田条件下不同氮肥运筹对水稻、油菜及小麦产量、生物量、氮素吸收量及氮肥偏生产力的影响。【结果】对比秸秆还田下的２种轮作模式，增施氮肥对稻油轮作．．．

当前在作物生产中氮磷资源的不合理利用严重威胁环境,为了探讨华北山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系合理的氮磷配合措施,在几年水氮(水磷)定位试验基础上对氮磷吸收与利用状况进行了分析。试验为小麦-玉米周年轮作种植,设水氮和水磷试验,水分为主区,施氮(磷)量为副区,裂区试验设计。水分设置限水和适水2个处理,周年设置6个施氮水平,小麦+玉米氮肥用量分别为0+0,60+60,120+120,180+180,240+240,300+300 kg/hm2;3个施磷水平,小麦季磷肥用量分别为75,150,225 kg/hm2,玉米季不施磷。结果表明,施氮(磷)可提高作物地上部分吸氮(磷)量,小麦和玉米全年施氮量2...