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中国生态农业学报（中英文） 2020年第8期28卷 1141-1155页

作者：崔石磊张建杰佟丙辛马林马文奇河北农业大学资源与环境科学学院保定071000 山西农业大学资源环境学院太原030031 中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心石家庄050022

氮素在农业和食物系统中的行为关乎资源、环境、食物安全和人体健康等重要问题,是反映农业绿色发展的关键指标。本文选取18个与农业绿色发展密切相关的氮素指标,并按照农业绿色发展程度从高到低分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级,基于统计数据和文... 详细信息

氮素在农业和食物系统中的行为关乎资源、环境、食物安全和人体健康等重要问题,是反映农业绿色发展的关键指标。本文选取18个与农业绿色发展密切相关的氮素指标,并按照农业绿色发展程度从高到低分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ级,基于统计数据和文献资料,通过食物链养分流动模型(NUFER)定量相关氮素指标,分析其时空变化特征,探讨相关氮素指标的影响因素,为农业绿色发展提供改善意见和建议。结果表明,1980—2017年间全国氮素使用强度、环境排放及整体利用效率均呈现由Ⅰ级向Ⅳ级水平转变的下降趋势,秸秆循环利用效率、大部分氮素生产类以及食物消费类的指标均呈现由Ⅳ级向Ⅰ级水平转变的上升趋势。从空间分布看,氮素投入和环境损失较高的区域主要分布在华北地区、华东地区、华中地区以及华南地区;食物消费水平在各地区均有提升,其中东部地区提升更明显;东部和北部地区的单位植物和动物蛋白产量水平相对较高,但仍处于Ⅲ级水平;效率类指标在31个省份中,大部分地区处于Ⅲ和Ⅳ级水平。与1980年相比,2017年全国氮素指标Ⅳ级和Ⅲ级水平占比变化不大,但Ⅰ级水平占比由27.1%降低至8.3%,农业绿色发展水平整体呈下降趋势。七大地区中各个地区Ⅰ级水平占比均降低,并且大部分地区均低于30.0%,Ⅲ级和Ⅱ级水平的占比明显增加。在指标类型方面,与1980年相比,2017年氮素生产类和食物消费类指标等级在Ⅳ级水平占比降低,农业绿色发展水平呈上升趋势;氮素环境排放类和效率类指标等级在Ⅰ级和Ⅱ级水平占比之和也在降低,农业绿色发展水平呈下降趋势。这是由种植业和畜牧业氮素资源投入高、种植以及养殖结构改变、农牧系统生产脱节严重、社会经济发展不平衡等因素造成的。因此,需要针对不同类型指标的时空变化特征,通过测土配方施肥、改变种养结构和应用氮素减排技术与政策等手段实现氮素指标的优化,推动中国农业绿色发展。

关键词：农业绿色发展 NUFER模型氮素指标时空变化特征

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中国农业绿色发展相关氮素指标的时空变化特征及影响因素

中国农业绿色发展相关氮素指标的时空变化特征及影响因素

引用

作者：崔石磊河北农业大学

学位级别：硕士

氮素作为重要的农业生产资料,在满足我国粮食生产的过程中发挥着重要作用。与此同时,不合理的氮素施用以及较低的氮素利用效率,也引起了水体、大气和土壤等一系列环境问题,严重制约了我国农业绿色发展的进程,亟需在选择表征中国农业绿... 详细信息

氮素作为重要的农业生产资料,在满足我国粮食生产的过程中发挥着重要作用。与此同时,不合理的氮素施用以及较低的氮素利用效率,也引起了水体、大气和土壤等一系列环境问题,严重制约了我国农业绿色发展的进程,亟需在选择表征中国农业绿色发展的氮素指标基础上,探索这些氮素指标的时空变化特征及其影响因素,并提出合理的氮素优化管理策略,进而推动我国农业绿色发展。为此,本研究通过文献调研以及中国农业绿色发展指标体系进行氮素指标的选取,并在此基础上对氮素指标按照农业绿色发展程度进行分级。在时间和空间两个维度上,以国家尺度和区域尺度的农业和食物系统为研究对象,分析我国1980-2017年农业绿色发展相关氮素指标的时间变化特征以及1980年和2017年31个省份的空间变化特征,明确相关氮素指标的影响因素,并通过情景分析,探讨我国农业绿色发展相关氮素指标的优化途径,以期为实现我国农业绿色发展提供借鉴。主要结果如下:(1)1980-2017年间,我国农业绿色发展相关氮素指标的绿色发展水平逐渐降低。其中氮素利用强度、环境排放类以及大部分利用效率类指标变化率均呈现增加趋势,而指标农业绿色发展等级由Ⅰ级向Ⅳ级水平降低;秸秆循环利用效率、大部分氮素生产类以及食物消费类的指标变化率均呈现增加趋势,并且指标农业绿色发展等级由Ⅳ级向Ⅰ级水平上升。在指标类型方面,与1980年相比,2017年氮素生产类和食物消费类指标绿色发展Ⅳ级水平占比分别由75.0%和57.3%降低至36.3%和23.4%,农业绿色发展水平呈上升趋势,氮素环境排放类和氮素效率类指标绿色发展Ⅰ级和Ⅱ级水平占比之和分别由71.0%和26.6%降低至46.8%和16.9%,农业绿色发展水平呈下降趋势。(2)在空间分布上,与1980年相比,2017年31个省份的农业绿色发展相关氮素指标的绿色发展程度总体呈现降低的趋势。氮素投入和环境损失较高的区域主要分布在华北地区、华东地区、华中地区以及华南地区,由Ⅰ级向Ⅳ级水平降低;食物消费水平在各地区均有提升,其中东部地区提升更明显,升至Ⅱ级水平;东部和北部地区的单位植物和动物蛋白产量水平较高,由Ⅳ级水平升至Ⅲ级水平;效率指标在省域尺度整体偏低,大部分地区处于Ⅲ和Ⅳ级水平。从区域指标等级占比结果看出,与1980年相比,2017年在全国水平Ⅳ级和Ⅲ级水平占比变化不大,但Ⅰ级水平的占比由27.1%降低至8.3%;在七大地区水平,各个地区Ⅰ级水平占比均降低,并且大部分地区均低于30.0%,处于Ⅲ级和Ⅱ级水平的占比明显增加。(3)中国农业绿色发展相关氮素指标受多重因素的影响,在不同时间和不同区域影响因素类型不同。影响我国农业绿色发展相关氮素指标的因素包括:耕地面积、经济作物播种面积占比、农田灌溉水平、人口数量、农业机械化水平、总养殖数量、人均GDP、城镇化率、粮食产量等。并且随着耕地面积的减少,氮素指标增加趋势,呈负相关关系;其它影响因素与氮素指标呈正相关关系。(4)通过情景分析可以看出,相关氮素指标的绿色发展等级发生了改变。在现有的种植业生产管理技术的应用下(S1情景),可以改善种植业的生产,提高氮素利用效率以及减少环境排放,但是仍有13个指标处于Ⅲ级和Ⅳ级水平,改善效果不明显;在现有的畜牧业生产管理技术的应用下(S2情景),改善效果与种植业生产管理技术类似,仍有13个指标处于Ⅲ级和Ⅳ级水平;在现有的资源与环境综合管理技术的应用下(S3情景),能够改善氮素指标的农业绿色发展水平,有9个指标处于Ⅰ级和Ⅲ级水平;在种植业生产管理技术、畜牧业生产管理技术和资源与环境综合管理技术综合应用下(S4情景),氮素指标中16个指标处于Ⅰ级和Ⅱ级水平,基本达到了氮素指标的农业绿色发展。总之,由于多重因素的共同影响,中国农业绿色发展相关氮素指标的农业绿色发展水平整体呈下降趋势,并且呈现北部和西部强于南部和东部的区域特征。明确了与农业绿色发展相关氮素指标实现绿色发展的关键影响因素和潜力,通过氮素优化管理技术的综合应用,相关氮素指标能够达到农业绿色发展的水平,为实现中国农业绿色发展提供了依据。

关键词：农业绿色发展氮素指标变化特征影响因素综合技术

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豫中平原麦田土壤氮素丰缺指标的研究

豫中平原麦田土壤氮素丰缺指标的研究

引用

第十一届华北六省、市、自治区农学会学术年会

作者：乔勇河南省土壤肥料站河南郑州 450000

小麦是豫中平原的主要粮食作物，每年为河南的夏粮生产做出重要贡献。通过对豫中平原高产田和中产田小麦生产中氮肥用量及土壤氮素丰缺指标的研究，量化出豫中平原小麦生产土壤全氮含量的极低水平、低水平、高水平和极高水平，初步提出... 详细信息

小麦是豫中平原的主要粮食作物，每年为河南的夏粮生产做出重要贡献。通过对豫中平原高产田和中产田小麦生产中氮肥用量及土壤氮素丰缺指标的研究，量化出豫中平原小麦生产土壤全氮含量的极低水平、低水平、高水平和极高水平，初步提出豫中平原小麦生产土壤氮素的丰缺指标。

关键词：小麦土壤测试氮素指标施肥管理

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不同施氮量和施氮时期对玉米氮素利用效率的影响

引用

现代农业研究 2025年第3期31卷 13-17页

作者：杨明伟华北水利水电大学水利学院河南郑州450046

为探究河南省引黄灌区夏玉米适宜的氮肥管理模式,本研究于河南省夏玉米主产区进行田间定点试验,设置3个水平施氮量和3组追氮时期,分别为120 kg/hm^(2)(N120)、220 kg/hm^(2)(N220)、320 kg/hm^(2)(N320)以及拔节期(P1)、喇叭口期(P2)、... 详细信息

为探究河南省引黄灌区夏玉米适宜的氮肥管理模式,本研究于河南省夏玉米主产区进行田间定点试验,设置3个水平施氮量和3组追氮时期,分别为120 kg/hm^(2)(N120)、220 kg/hm^(2)(N220)、320 kg/hm^(2)(N320)以及拔节期(P1)、喇叭口期(P2)、开花期(P3),研究施氮量与施氮时期对夏玉米水氮运移的影响。结果表明:不同施氮水平与施氮时期下各试验小区的土壤含水率变化基本一致,施加氮肥可以促进根系的吸水能力从而导致各土层的平均含水率出现变化。不同施氮时期会影响硝态氮峰值出现的时间,增加氮肥施用量能提高土壤中的硝态氮含量。施氮时期一定时,氮肥回收率和氮肥利用效率随着施氮量的增加而减少,氮肥回收率在施氮量为120 kg/hm^(2)和220 kg/hm^(2)时相差不大,平均仅差2.94%。

关键词：夏玉米氮肥管理模式氮素指标

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沾化冬枣花果发育过程中氮素和细胞分裂素的变化动态研究

引用

华北农学报 2007年第5期22卷 97-100页

作者：彭勇张小燕彭福田周天华田福忠菏泽学院园林工程系山东菏泽274000 山东农业大学园艺科学与工程学院山东泰安271018

以沾化冬枣(*** ***.)为试材,研究了花果发育期间ZR(玉米素核苷)i、PA(异戊烯基腺苷)以及氨基酸、可溶性蛋白和总氮等指标的变化动态。结果表明:ZR和iPA在沾化冬枣花器官发育过程中起着重要作用,果实的发育基本表现为"慢-快-慢-快-... 详细信息

以沾化冬枣(*** ***.)为试材,研究了花果发育期间ZR(玉米素核苷)i、PA(异戊烯基腺苷)以及氨基酸、可溶性蛋白和总氮等指标的变化动态。结果表明:ZR和iPA在沾化冬枣花器官发育过程中起着重要作用,果实的发育基本表现为"慢-快-慢-快-慢"的变化趋势,纵径生长略高于横径。花和果实的发育过程中,各氮素指标与细胞分裂素(ZR+iPA)的变化可显著分为3个阶段:一是从显蕾期至瓣平期,此期细胞分裂素和各氮素指标迅速上升,达到最高峰;二是从瓣平期到硬核时(花后45 d左右),此期各指标迅速下降至最低点;三是从硬核时至采收,此期果实内各氮素指标缓慢回升,细胞分裂素(ZR+iPA)出现一高峰后下降。

关键词：冬枣花果实发育细胞分裂素氮素指标

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基于光谱的小麦氮素营养监测与追肥调控研究

基于光谱的小麦氮素营养监测与追肥调控研究

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作者：庄森南京农业大学

学位级别：硕士

提高作物氮素利用率是现代农业生产急需解决的重要问题。利用光谱遥感技术有助于实时监测作物氮素状况,并进行精确诊断和科学调控,从而促进高产优质高效作物生产。本研究的目的是基于不同施氮量处理,于小麦拔节期利用光谱仪和SPAD仪快... 详细信息

提高作物氮素利用率是现代农业生产急需解决的重要问题。利用光谱遥感技术有助于实时监测作物氮素状况,并进行精确诊断和科学调控,从而促进高产优质高效作物生产。本研究的目的是基于不同施氮量处理,于小麦拔节期利用光谱仪和SPAD仪快速监测小麦氮素营养状况,并通过氮肥调控模型定量推荐追施氮肥量,进而初步建立小麦氮素营养诊断与调控技术。首先分析了小麦冠层光谱参数与植株氮素状况之间的定量关系,并对已有氮素估测模型进行了测试。结果表明,光谱参数RVI(870,760)、NDVI(1220,710)和RVI(810,560)可用于小麦叶片干重、氮含量和氮积累量的监测；而光谱指数RVI(870,760)、R560和RVI(810,560)可用于小麦植株生物量、氮含量和氮积累量的监测。在利用不用叶位SPAD值进行植株生长监测时,生物量和氮积累量与顶1叶、顶2叶SPAD值的相关程度高于顶3叶；而氮含量则趋势相反,且顶3叶表现优于顶1和顶2叶。因而,顶1叶SPAD值可用于小麦叶片和植株干重及氮积累量的估测,顶3叶SPAD值及顶3与顶1叶的SPAD差值或比值可用于叶片和植株氮含量的监测。构建了基于实时监测信息的小麦追氮调控模型,并计算了不同基施氮量条件下拔节孕穗肥的施氮量,进一步试验评价了追氮调控模型的效果。结果显示,追施不同氮肥后,低、中氮调控处理在开花、灌浆和成熟期的群体干物质、植株氮积累量均显著高于相应的对照处理,而高氮调控处理则低于对照处理。同时,各调控处理的产量和氮肥利用效率也明显高于相应对照处理。另外,在籽粒品质方面,表现为低氮调控处理的籽粒总淀粉含量与面粉软度均低于对照处理；高氮处理的籽粒总淀粉含量与面粉软度高于对照处理；中氮调控处理差异不显著。表明基于生长监测的实时氮肥调控技术显著提高了产量和氮肥利用效率。进一步研究了不同施氮处理下主要生育期冠层氮素光谱参数与SPAD值的变化动态及其与小麦籽粒产量的关系。结果显示,调控施氮能有效调节小麦作物的生长状态,生育后期各光谱参数和SPAD参数值在不同调控处理下趋于一致。拔节期,当RVI(810,560)和顶1叶SPAD值低于4.8和41.1时,产量下降；孕穗期,当2者分别低于7.8和47.1时,产量下降。因此,可将RVI(810,560)值4.8、7.8,顶1叶SPAD值41.1、47.1分别作为拔节期与孕穗期氮素营养的丰缺阈值,并以此确定相应的追施氮量。研究结果将有助于指导小麦生产中的精确氮素管理,提高小麦生产力与氮肥利用率,推进数字农作技术发展。

关键词：小麦生长监测光谱参数 SPAD 氮肥调控氮素指标丰缺阈值产量籽粒品质利用效率

来源：评论

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基于GreenSeeker的冬小麦氮素营养状况诊断研究

基于GreenSeeker的冬小麦氮素营养状况诊断研究

引用

2014年全国青年作物栽培与生理学术研讨会

作者：杨雪刘小军曹强田永超曹卫星朱艳南京农业大学农学院国家信息农业工程技术中心南京210095

来源：评论

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