包郵可持續農業土壤管理

作者：土壤與農業可持續發展國家重點實驗室

出版社：科學出版社出版時間：2021-10-01

開本： 16開 頁數： 433

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版權信息
本書特色
內容簡介
目錄
節選

可持續農業土壤管理版權信息

ISBN：9787030639943
條形碼：9787030639943 ; 978-7-03-063994-3
裝幀：一般膠版紙
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
農業/林業
>
農業基礎科學

可持續農業土壤管理本書特色

適讀人群：農林、土壤、環境、生態領域的科技工作者，廣大自然科學工作者及大、中院校師生以土壤與農業可持續發展國家重點實驗室近五年的科研成果為依托，結合國內外相關的土壤管理實踐，凝練出我國典型農業生產體系中的可持續土壤管理模式。

可持續農業土壤管理內容簡介

土壤是農業之本，維持地力一直是保證農業收成的關鍵。《可持續農業土壤管理》一書的作者是土壤與農業可持續發展國家重點實驗室的科研人員，本實驗室長期從事服務可持續農業的土壤科學研究，并根據實驗室多年對服務農業的認識和總結寫成此書。本書結合國內外相關的土壤管理實踐，凝練出我國典型農業生產體系中的可持續土壤管理模式，并分析其理論基礎，以期為推廣相關研究工作、服務農業可持續發展做出“土壤與農業可持續發展國家重點實驗室”的回答。本書內容充實，切合實際，圖文并茂，具有較強的可讀性。可供農林、土壤、環境、生態領域的科技工作者參考；也可供廣大自然科學工作者及大、中院校師生參考閱讀。

可持續農業土壤管理目錄

目錄
前言
第1章單季稻區環境友好型農業生產模式 1
1.1 單季稻區農業生產面臨的問題與治理進展 1
1.2 單季稻高產與氮肥高效利用栽培技術模式 2
1.3 稻麥輪作體系磷素高效利用技術模式 15
1.4 水旱輪作體系生態高值與周年溫室氣體減排生產技術模式 22
參考文獻 28
第2章亞熱帶山地丘陵區生態農業實踐 32
2.1 亞熱帶山地丘陵區生態農業面臨的問題與治理進展 32
2.2 紅壤侵蝕治理和生態經濟型開發利用模式 35
2.3 紅壤酸化和鋁毒防控技術與模式 40
2.4 紅壤耕層季節性干旱防控模式 46
2.5 瘠薄紅壤旱地和水田地力提升技術與模式 50
2.6 紅壤連作障礙消減技術和高產高效種植模式 57
2.7 紅壤小流域養分資源循環利用的立體種養模式 60
參考文獻 64
第3章黃淮海平原土壤地力提升與可持續利用 69
3.1 黃淮海平原主要土壤類型及存在問題 69
3.2 秸稈還田快速培肥技術 72
3.3 保護性耕作技術 79
3.4 農業水氮資源高效利用技術模式 86
參考文獻 97
第4章黑土區資源保護與可持續土壤管理 102
4.1 黑土資源和農業利用 102
4.2 黑土肥力演變特征 106
4.3 黑土肥力維持和提升技術 115
4.4 黑土資源管理策略 132
參考文獻 135
第5章鹽堿障礙土壤治理與高效利用 141
5.1 我國鹽堿障礙土壤類型與特征 141
5.2 我國鹽堿障礙土壤分類治理原理與技術 146
5.3 鹽堿農田地力加速培育與養分增效技術 161
5.4 鹽堿地農業高效利用技術模式 175
5.5 鹽堿地生態治理與修復技術 195
參考文獻 211
第6章干旱半干旱區節水農業技術模式 215
6.1 干旱半干旱區農業水土資源現狀 215
6.2 基于壟溝全膜覆蓋的旱作節水農業 217
6.3 覆膜滴灌技術 219
6.4 深旋耕技術 221
參考文獻 222
第7章城郊區土壤安全利用 225
7.1 現代城郊農業的發展 225
7.2 我國城郊農業發展面臨的主要挑戰 225
7.3 城郊區農業土壤退化防控技術 228
7.4 休閑農業的發展現狀與展望 235
參考文獻 241
第8章設施土壤管理與障礙修復 243
8.1 土壤連作障礙現狀與成因 243
8.2 土壤連作障礙防治技術 254
8.3 設施土壤管理的對策與建議 262
參考文獻 264
第9章農田溫室氣體排放與固碳減排技術 266
9.1 農田溫室氣體排放 266
9.2 農田固碳減排技術 294
參考文獻 303
第10章土壤肥力快速評估與專用肥定制 317
10.1 土壤肥力概述 317
10.2 土壤肥力快速表征 323
10.3 植物營養實時診斷 327
10.4 專用肥料私人定制 332
10.5 學科交叉融合與技術集成應用 334
參考文獻 336
第11章農業廢棄物資源化與循環農業技術模式 341
11.1 我國農業廢棄物資源的現狀及其環境影響 341
11.2 農業廢棄物的資源化潛力與途徑 343
11.3 農業廢棄物的主要污染物及其環境影響 349
11.4 農業廢棄物堆肥化技術與過程控制 363
11.5 農業廢棄物資源化的發展方向與對策 381
參考文獻 382
第12章精準農業及其在中國的實踐 390
12.1 精準農業概述 390
12.2 多源異構農業大數據采集與存儲 393
12.3 基于無人機數字圖像的作物種植關鍵參數模型構建 396
12.4 基于遙感影像的黑土區農田精準管理分區研究 400
12.5 數字農業智能管理平臺服務案例 ——黃巖智慧果園“一張圖” 402
12.6 結論與展望 405
參考文獻 406
第13章淮北平原砂姜黑土改良技術與可持續農業實踐 408
13.1 砂姜黑土區域概況與障礙特征 408
13.2 土壤耕作改良砂姜黑土及作物產量提升 410
13.3 有機培肥改良砂姜黑土及作物產量提升 416
13.4 覆蓋作物改良砂姜黑土及作物產量提升 420
13.5 改良劑改良砂姜黑土及作物產量提升 427
參考文獻 431

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可持續農業土壤管理節選

第1章單季稻區環境友好型農業生產模式 1.1 單季稻區農業生產面臨的問題與治理進展單季稻在我國的不同區域均有分布，其中長江中下游區域分布*為廣泛。由于該區域熱量充足，一般**熟為麥類、油菜、蠶豆、綠肥等冬作物，第二熟為單季中晚稻，而以稻麥兩熟*為普遍。實現單季稻區水稻的可持續發展，對提高我國糧食安全保障能力和發展可繼續農業起著舉足輕重的作用。目前，我國單季稻生產面臨很多問題，從水稻生產可持續發展來看，主要包括高產不高效、水肥利用率低下、環境污染嚴重、溫室氣體排放等方面。以太湖地區為例， 20世紀 80年代初期，該地區在單季晚稻上氮肥的平均施用量已達 200kg/hm2左右，稻谷的平均產量達到 6.5t/hm2左右。2000年以來，該地區的氮肥平均施用量增至 300kg/hm2左右，稻谷的平均產量超過 8t/hm2。20年左右的時間中，雖然產量增加了 23%，但是肥料用量增加了 50%（朱兆良等， 2010）。目前，太湖地區水稻生產中氮肥投入高于 270kg/hm2的農戶占 83.33%，磷肥（P2O5）投入高于 90kg/hm2的農戶占 23.34%，農民施肥僅憑經驗，存在很大的隨意性。肥料的高投入導致氮肥利用率只有 30%～35%，磷肥利用率為 10%～20%，大量的氮磷損失進入大氣（NH3、NOx、N2O）和水體（PO–4、NO–3、NH+4）。據“十一五”不同污染源調查結果，農業面源污染對水體氮磷的貢獻分別高達 38%和 23%，遠高于工業源和生活源貢獻。同時，稻田也是溫室氣體 CH4和 N2O的主要排放源，我國稻田 CH4每年排放量約為 6.02Tg，占農業活動 CH4排放總量的 37.75%（Huang et al.， 2006）；稻田 N2O每年排放量約為 35.7Gg，占我國農田總排放量的 7%～11%（Gao et al.， 2011）。針對上述單季稻生產中存在的問題，在國家和地方項目的持續支持下，各項治理技術取得了較大進展。朱兆良（2006）提出了適合我國農村實際的宏觀控制與點的測試相結合的*佳施氮量。在太湖地區，協調農學、環境與經濟的單季稻推薦施氮量為 180～ 230kg/hm2（N），較農戶常規情況減少 20%～30%的氮肥用量（Xia and Yan， 2012）。傳統速效肥釋放速度快，新型緩控施肥技術，如脲酶抑制劑、硝化抑制劑、包膜肥料、大顆粒尿素，在不同程度減緩了肥料的釋放速度，不僅減少了養分損失，而且提高了肥料利用率。如緩控施肥能使氮徑流損失減少 50%左右，氨揮發損失減少 15%～30%，淋洗損失減少 35%左右，溫室氣體減少 5%～40%（Wang et al.， 2015；Zhao et al.， 2015a）。應用農業廢棄物替代部分化肥技術在水稻不減產條件下，也能達到減少化肥投入，減少 6%～ 28%的徑流損失。如采用稻-紫云英、稻-黑麥草、稻-蠶豆等輪作措施可比傳統的稻麥種植減少氮素徑流總損失的 25%～40%（Zhao et al.， 2015b）。其他治理措施還有氮高效基因型水稻培育技術、節水灌溉-水肥一體化技術、生物質炭技術、氮肥運籌技術等，這些技術的實施提高了農民的經濟收益，初步建立了肥料綠色增產增效綜合調控途徑并構建了高產高效的區域調控模式。下面以太湖地區單季稻為例，重點闡述高產與氮肥高效利用栽培技術模式、稻麥輪作體系磷素高效利用技術模式、水旱輪作體系生態高值與周年溫室氣體減排生產技術模式。 1.2 單季稻高產與氮肥高效利用栽培技術模式目前，我國單季稻的氮肥施用量（N）平均為 180kg/hm2，比世界平均施用量多 75%，而我國稻田氮肥利用率僅為 30%～35%。在集約化高產區，氮肥的利用效率更低（FAO， 2007; Smil， 2004;王宏廣， 2005; 彭少兵等， 2002）。如何既能增加水稻單產又可同時提高氮肥利用率，一直是我國農業科技工作者密切關注的問題。從 20世紀 80年代開始，朱兆良院士課題組先后在我國單季稻主產區之一的太湖流域，開展了兼顧水稻高產和環境保護雙重目標的稻田適宜施氮量的研究，以對稻田氮肥施用總量進行控制；并以適宜施氮量的推薦為重點，提出了太湖地區單季稻生產中能協調高產和環境保護的優化施氮和提高氮肥利用率的原理和方法，對其農學和環境效應做出了評估（李榮剛等， 2003；朱兆良，1998）。同期，凌啟鴻教授課題組以水稻葉齡模式和作物群體質量調控為基礎，集成了水稻精確定量栽培技術，應用該精確定量栽培技術可使水稻單產和氮肥利用率達到較高的水平（Ying et al.， 1998a， 1998b；鄒長明等，2002；敖和軍等，2008；Peng et al.， 1996; Dobermann et al.， 2002; 劉立軍等， 2006；賀帆等， 2007；凌啟鴻等， 2007；凌啟鴻， 2008；楊建昌等，2006；顧銘洪和湯述翥， 2001；Yang et al.， 2002）；在此基礎上，依托國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目（2009CB118603）的資助，中國科學院南京土壤研究所與揚州大學農學院進一步開展了聯合研究，探討了水稻高產與氮素養分高效利用等多種技術相結合的新型水稻栽培技術模式和稻田養分綜合管理與協調模式，可為我國單季稻地區的水稻高產與氮肥高效利用進行科學理論和實際生產的指導。 1.2.1 單季稻土壤供氮量以及區域氮肥適宜用量推薦 1.2.1.1 單季稻氮肥用量蘇南常熟單季稻的氮肥使用量達到 300kg/hm2（N），有的甚至高達 350kg/hm2（N）。常熟從 2000年至今的施氮量比 20世紀 80年代太湖地區的施氮量增加了 101kg/hm2，（N）增產 1494kg/hm2，但單位施氮量的增產效果降低（表1-1）。表1-1 不同時期的水稻產量和氮肥增產效果的比較 1.2.1.2 土壤對當季作物的供氮量農田的環境來源氮量增加，稻田的自然供氮量和基礎產量出現明顯增高。 2003年至 2006年，常熟無氮區水稻平均產量達 6229kg/hm2，比 20世紀 80年代太湖地區增加了 941kg/hm2，稻田自然供氮量平均增加了 43kg/hm2（N）。農田土壤自然供氮能力受環境來源氮的影響，環境來源氮量包括大氣干濕沉降氮量、稻季灌溉水帶入氮量，來源氮量分別為 33kg/（hm2 a）（N）和 56kg/（hm2 a）（N），總環境來源氮量為 89kg/（hm2 a）（N），其中，麥季為 15kg/hm2（N），稻季為 74kg/hm2（N），稻季供氮量相當于當前常熟稻田自然供氮量（119kg/hm2）的 62%、農民施氮量的 25%。由于環境來源氮量多，所以對農田土壤自然供氮量的貢獻增加（圖 1-1、表1-2）。圖1-1 26個水稻試驗點土壤與環境供氮量表1-2 常熟單季晚稻土壤供氮量（田間無氮區） 1.2.1.3 水稻不同氮肥使用量與產量我們于 2004～2006年在常熟進行了 21個水稻田間試驗。如圖 1-2所示，隨著氮肥使用量的增加，水稻產量漸增，但增勢減緩；至*高產量后，如果繼續增加氮肥使用量，產量反而下降，肥料成本增加但凈收入減少，而且通過各種損失途徑自農田進入環境的氮量（氮肥損失量）迅速增加，增大了環境壓力。因此，必須尋找一個既能獲得高產，又能達到*高經濟收入和*低環境壓力的氮肥使用量，即確定一個適宜的氮肥使用量，以達到社會效益、經濟效益和環境效益的統一。 1.2.1.4 不同施肥方法氮肥使用量和產量氮肥使用量與產量存在一些規律，無論優化處理還是習慣處理，在一定范圍內對水稻增施氮肥均有增產效應。當氮肥使用量在 200kg/hm2（N）內時，水稻產量隨氮肥使用量增加而增加；當氮肥使用量超過 200kg/hm2（N）時，增加氮肥使用量不能使水稻增產；當氮肥使用量在 300～350kg/hm2（N）時，各點田間觀察都出現明顯的倒伏，因而減產。這說明過多施用氮肥對水稻造成了毒害作用，不利于其生長，使產量降低。從經濟角度考慮，過量使用氮肥增加了生產成本，且由于產量較低也降低了其生產效應。表1-3表明，在不同氮肥管理模式下優化施肥法的氮肥用量比習慣施肥法的氮肥用量可節氮13.1kg/hm2和 16.4kg/hm2，兩者產量差異不大。圖1-2 不同施氮量對水稻產量的影響表1-3 不同施肥方法下單季晚稻氮肥使用量和產量 1.2.1.5 水稻增產效果與氮肥表觀利用率如表1-4所示，隨著氮肥施用量的增加，單位施氮量的增產量趨于降低，這不僅是由于氮肥利用率的降低所致，還與過量施用氮肥時偏生產效率的明顯降低有密切關系。表1-4 水稻上尿素的氮素利用率和偏生產效率與其施用量的關系 2003年至 2006年，常熟地區的基礎產量比 20世紀 80年代太湖地區的基礎產量高了 941kg/hm2，當時太湖地區生產條件下的氮肥適宜用量為 111kg/hm2（N），適宜用量的產量為 6615kg/hm2，而 2000年后生產條件改變，以 26塊田的試驗結果所示，常熟氮肥適宜用量為 199kg/hm2（N），適宜用量的產量為 8270kg/hm2，比 20世紀 80年代的太湖地區氮肥適宜用量增加 88kg/hm2（N），氮肥適宜用量的產量增加 1655kg/hm2，每施 1kg氮增產稻谷 10.3kg，低于太湖地區 11.9kg（表1-5）。因此，減少氮肥施入稻田后的損失，提高其利用率和增產效果是有很大潛力的。表1-5 不同歷史時期適宜施氮量時的氮肥增產效果在太湖地區（20世紀 80年代），當氮肥用量由 47kg/hm2增加到 230kg/hm2時，氮素利用率由 34.7%下降到 24.3%；在蘇南常熟（2004～2006年），當氮肥用量由 100kg/hm2增加到 350kg/hm2時，氮素利用率由 34.8%下降到 26.4%。氮肥適宜用量下的氮素利用率分別為 35%（太湖地區）及 34%（蘇南常熟）（圖 1-3）。圖1-3 單季晚稻氮肥用量與氮素利用率的關系 1.2.2 單季稻高產與氮肥高效利用的三因養分管理技術該技術可概括為因地（基礎地力）、因色（葉色）、因種（品種類型）的“三因”養分管理技術。技術參數確定方法如下。 1.2.2.1 因地因地：根據基礎地力和目標產量確定總施氮量。總施氮量=（目標產量－基礎地力產量） /氮肥農學利用率 1. 目標產量參考在正常栽培條件下當地或田塊收獲的實際產量，確定目標產量。 2. 氮肥農學利用率目前，單季粳稻的氮肥農學利用率 [施用每千克氮增加的稻谷產量（AE）]，粳稻為 8～11kg/kg，秈稻為 9～12kg/kg。根據試驗結果，應用實地氮肥管理技術， AE可達 14～ 18kg/kg。因此，在試驗和示范應用中， AE確定為 15kg/kg（稻谷/N）。 3. 基礎地力產量（不施氮區產量）根據 161個田塊氮空白區試驗的產量水平將地力分為 3類（表1-6）。（1）低地力：正常栽培下產量<7.5t/hm2，基礎地力產量粳稻為 4.20t/hm2，秈稻為4.60t/hm2；（2）中地力：正常栽培下產量≥ 7.5t/hm2且<9.0t/hm2，基礎地力產量粳稻為 4.95t/hm2，秈稻為 5.25t/hm2；（3）高地力：正常栽培下產量≥ 9.0t/hm2，基礎地力產量粳稻為 6.30t/hm2，秈稻為6.55t/hm2。如果需要在中地力的田塊達到 9.0t/hm2的產量，則粳稻施氮量 =（90

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