基于Landsat 8影像的不同燃烧指数在农田秸秆焚烧区域识别中的应用

农田秸秆焚烧造成秸秆资源的巨大浪费和大气环境的污染,利用热红外波段识别火点的方法可以实时、快速地获取焚烧情况,但是不能提供秸秆焚烧的面积、范围等详细的空间分布情况,也不能确定焚烧的严重程度.利用已燃烧与未燃烧区域的光谱差异选择某些波段构建燃烧指数的方法在森林火灾研究中得到了广泛应用,但是这些指数在农田秸秆焚烧中的潜在应用没有被研究.本文基于松嫩平原地区的两景Landsat 8卫星影像,采用归一化燃烧率（NBR）、引入热红外波段的归一化燃烧率（NBRT）、燃烧面积指数（BAI）3种燃烧指数对农田秸秆焚烧和未焚烧区域进行提取,并与秸秆覆盖度进行相关分析.结果表明：NBR、NBRT和BAI指数对焚烧和未焚烧区域的分类精度分别为91.9%、92.3%、87.8%,NBR、NBRT与覆盖度呈线性相关,R²分别为0.73、0.64,BAI与覆盖度呈幂指数相关关系,R²为0.68.燃烧指数方法可以在农田秸秆焚烧中得到很好的应用,可定量评估秸秆燃烧程度,为大气环境评价提供技术与数据支持.     

农田秸秆覆盖技术及其应用研究进展

秸秆覆盖是旱地农业中抗旱保墒和高效用水的栽培措施之一,也是农业绿色增产、符合可持续发展需求的生产技术.秸秆覆盖是秸秆资源循环再利用的重要方式,不仅缓解了秸秆违规焚烧引起的雾霾污染,还可削弱长期地膜覆盖对土壤造成的残膜污染.秸秆覆盖的技术效应因气候条件和农作物种类的不同而异.本文从秸秆覆盖的蓄水调温、保墒、改变农田蒸散等...     

纤维素高效降解菌的筛选

我国农作物秸秆资源丰富,常不能有效利用,甚至被集中焚烧,造成环境污染,因此研究农田秸秆的人工快速促腐技术对此类资源的再生利用以及减少环境污染具有重要的意义。已有研究表明,利用投加纤维素高效降解菌的方法可有效促进农作物秸秆与稻壳的快速腐解,且经济、有效。纤维素是地球上数量最大的一种可再生资源,研究者们多年来在利用纤维素资源方面一直做着不懈的努力。其中,好氧丝状真菌对纤维素的降解能力受到人们的关注并得到深入的研究。好氧丝状真     

区域环境、家庭禀赋与秸秆处置行为——以甘肃省旱作农业区为例

研究农户秸秆利用方式及其影响因素对提高秸秆资源利用效率、缓解环境负外部效应具有重要意义。本研究基于生态理性构建了农户秸秆处置行为分析框架,以甘肃省旱作区424个农户的调查数据为基础,运用Logit模型对农户秸秆焚烧与饲料化利用意愿及其影响因素进行分析。结果表明: 农户秸秆处置行为是农户长期与周边客观环境长期适应、协同进化过程中所形成的决策认知下的行为结果。旱作区农户秸秆处置方式呈现出以饲料化利用和燃料为主的多元化特征,秸秆焚烧弃置依旧普遍。在影响农户秸秆焚烧处置行为的诸多因素中,户主年龄(P<0.1)、农户受教育程度(P<0.01)、牲畜饲养规模(P<0.05)、农业收入占比(P<0.1)和政府政策宣传(P<0.01)对农户秸秆焚烧行为具有显著的抑制作用。而户主性别(P<0.1)与农户秸秆焚烧认知(P<0.01)助推农户非亲环境行为选择,农户秸秆焚烧政策认知度低,环保意识淡薄。户主年龄(P<0.1)、农户受教育程度(P<0.05)、家庭成员是否担任村干部(P<0.05)、饲料加工技术指导(P<0.01)以及禁烧补助(P<0.1)等因素对农户秸秆的饲料化利用有正向影响,而地形(P<0.1)对农户秸秆饲料化利用有负向影响。最后,从构建“禁焚与补贴”结合机制、加强秸秆饲料化利用技术推广、加快完善秸秆收储运保障服务体系等方面提出促进秸秆资源化利用的政策建议。     

秸秆还田对中国农田土壤节肢动物数量及多样性影响的整合分析

秸秆还田是提高土壤生物数量和多样性的有效手段,但土壤节肢动物对秸秆还田的响应尚未明确。搜集2005到2020年国内有关秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性影响的25篇田间试验文献,分别获得230对土壤节肢动物数量数据和112对土壤节肢动物多样性数据,并采用整合分析方法探究不同气候类型、土层深度、种植制度、秸秆还田量、还田方式及还田时间下秸秆还田对农田土壤节肢动物数量及多样性的影响。结果表明,与不还田相比,秸秆还田总体上显著增加了农田土壤节肢动物的数量,但在亚热带季风气候区或还田时间大于5 a时,秸秆还田对节肢动物数量的增加效应则不显著;此外,秸秆还田对土壤节肢动物数量的促进作用还受到节肢动物体型的影响,秸秆还田显著增加土壤中小型节肢动物的数量,特别是蜱螨目类土壤节肢动物,但是对大型土壤节肢动物的促进作用并不显著。秸秆还田总体上也提高了农田土壤节肢动物的多样性,特别是在温带季风气候、年均温小于5℃、年均降水量小于600 mm、秸秆还田量大于10000 kg/hm²、轮作以及还田时间大于5 a这些条件下,秸秆还田能显著提高土壤节肢动物的多样性。回归分析结果显示随着秸...     

秸秆焚烧对土壤有机质和氮磷钾含量的影响

秸秆露天焚烧作为对废弃秸秆常见的处理方式在中国普遍存在。目前的研究多集中在焚烧对区域大气环境的影响,对土壤环境的化学效应研究较少。因此,为揭示大田秸秆焚烧对土壤生物化学性质的影响,设置不焚烧(CK)、减量焚烧(A1)、全量焚烧(A2)、增量焚烧(A3)4个处理,通过连续4个月的田间小区定位试验,探究不同小麦秸秆焚烧量对耕层0—5 cm土壤有机质含量、微生物数量、土壤养分含量的即时效应和各指标在玉米各生育期内的变化情况。结果表明:小麦秸秆焚烧1 d后土壤有机质含量和微生物数量相对于CK显著降低(P0.05)。其中,有机质含量在焚烧后减少11.0%—22.1%,真菌数量降低30.8%—56.1%,细菌数量降低50.6%—72.6%,放线菌数量降低46.9%—68.3%。土壤全效和速效养分含量显著增加(P0.05):全磷含量增加6.5%—12.9%,全钾含量增加4.6%—18.1%,全氮含量增加2.6%—13.2%。速效磷含量增加9.8%—39.1%,速效钾含量增加13.2%—39.1%,铵态氮含量增加8.6%—38.7%,硝态氮含量增加1.4%—9.2%。各指标的变化幅度随焚烧量的增多而加大(A3A2A1)。玉米生育期内,焚烧处理的土壤有机质含量平均恢复5.6%(A1A2A3)。与有机质相比,焚烧处理土壤微生物数量恢复程度较高,其中细菌的恢复速率最快。在玉米苗期各焚烧处理的真菌、细菌和放线菌平均数量相对于CK依次降低12.7%、17.4%、11.9%,在大喇叭口期和成熟期,微生物数量与CK间差异不显著。速效养分含量在玉米生育期显著高于CK。在玉米苗期、大喇叭口期和成熟期,相对于CK速效磷含量平均增加24.9%、27.0%、29.2%,速效钾平均增加24.0%、14.1%、15.2%,铵态氮平均增加25.5%、23.1%、20.2%,硝态氮平均增加20.8%、19.2%、19.8%。     

秸秆还田对甘蔗地土壤优先流运动特征的影响

秸秆还田措施可改变田间土壤环境,在一定程度上影响作物生长.为探究不同秸秆还田措施对田间土壤优先流的影响,以秸秆覆盖(CM)、秸秆焚烧覆盖(BM)和无秸秆覆盖(CK)3种处理方式下的甘蔗地为研究对象,通过野外染色示踪试验,结合图像解析技术和生态学景观格局分析方法对广西不同秸秆还田措施下的甘蔗地土壤优先流运动特征进行研究....     

湖北省主要种植制度农田生态系统钾平衡状况

于2010年和2011年通过10个大田试验,研究了湖北省6种主要种植制度下农田生态系统中钾(K)的输入、输出数量特征和平衡状况。结果表明:6种主要种植制度每年通过施肥、降雨、灌溉和秸秆还田输入农田K量分别为129.8、10.3、14.9和30.1 kg·hm-2,分别占K输入总量66.2%、6.2%、8.8%和18.8%,表明除了施肥外,降雨、灌溉和秸秆还田对K输入也起了重要的作用;通过作物收获和地表径流从农田输出的K量分别为211.2和26.4 kg·hm-2,分别占K输出总量的88.5%和11.5%,其中,通过秸秆输出的K量达到了186.3 kg·hm-2,占作物带走量的89.1%,但秸秆归还的K量只占可以还田的16.2%,这表明农田生态系统中的K大部分被秸秆带走,秸秆还田的潜力巨大;湖北省主要种植制度农田生态系统K整体呈亏缺状态,6种种植制度年平均亏缺量为-52.4 kg·hm-2。因此,增加K肥施用量,重视降雨和灌溉K养分的输入,推进秸秆还田,是改善全省农田生态系统K平衡的有效措施。     

留茬方式对小麦间作玉米产量和水分利用效率的影响

小麦/玉米间作是河西绿洲灌区主要间作模式,但传统间作和套种需水量大,使该地区水资源紧张.2010年在甘肃河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究传统小麦秸秆焚烧、秸秆翻还和秸秆立茬3种留茬方式对小麦/玉米间作作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响.结果表明： 与焚烧和翻还的籽粒产量相比,立茬小麦单作分别增加7.2%和5.1%,立茬小麦间作分别增加6.2%和5.1%,立茬玉米单作分别增加4.7%和2.5%,立茬玉米间作分别增加7.2%和3.3%;与焚烧和翻还的WUE相比,立茬小麦单作分别增加20.4%和16.2%,立茬小麦间作分别增加17.9%和14.6%,立茬玉米单作分别增加16.7%和10.9%,立茬玉米间作分别增加11.8%和17.0%.就单作小麦、单作玉米和小麦/玉米平均值而言,焚烧、翻还、立茬处理的纯收益分别为10946、11471和13454元·hm^-2.从籽粒产量、水分利用效率和纯收益等方面考虑,立茬种植方式为甘肃省河西绿洲灌区小麦/玉米最佳种植模式.     

留茬方式对小麦间作玉米产量和水分利用效率的影响

小麦/玉米间作是河西绿洲灌区主要间作模式,但传统间作和套种需水量大,使该地区水资源紧张.2010年在甘肃河西走廊石羊河绿洲灌区进行大田试验,研究传统小麦秸秆焚烧、秸秆翻还和秸秆立茬3种留茬方式对小麦/玉米间作作物籽粒产量、水分利用效率(WUE)和经济效益的影响.结果表明:与焚烧和翻还的籽粒产量相比,立茬小麦单作分别增加7.2％和5.1％,立茬小麦间作分别增加6.2％和5.1％,立茬玉米单作分别增加4.7％和2.5％,立茬玉米间作分别增加7.2％和3.3％;与焚烧和翻还的WUE相比,立茬小麦单作分别增加20.4％和16.2％,立茬小麦间作分别增加17.9％和14.6％,立茬玉米单作分别增加16.7％和10.9％,立茬玉米间作分别增加11.8％和17.0％.就单作小麦、单作玉米和小麦/玉米平均值而言,焚烧、翻还、立茬处理的纯收益分别为10946、11471和13454元·hm-2.从籽粒产量、水分利用效率和纯收益等方面考虑,立茬种植方式为甘肃省河西绿洲灌区小麦/玉米最佳种植模式.     

河西走廊绿洲灌区循环模式"农田-食用菌"生产系统氮素流动特征

河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力.本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型“农田-食用菌”生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征.结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10％左右,秸秆还田氮输入量(165.6kg· hm-2·a-1)占农田氮素总输入量的37.1％,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径.但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg·hm-2· a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键.     

留茬和秸秆覆盖对农田土壤风蚀量的影响

为探讨留茬和秸秆覆盖降低农田土壤风蚀的作用,采用二次回归通用旋转组合设计,在辽西风沙半干旱区开展了田间试验。结果表明:常规耕作的风蚀量高达15.74 t·hm-2,留茬高度和秸秆覆盖量对风蚀量有显著影响,且秸秆覆盖量对风蚀量的降低作用大于留茬高度。留茬高度和秸秆覆盖量的交互作用也显著影响风蚀量的变化。当留茬高于18.0 cm、秸秆覆盖量2500.0 kg·hm-2时,土壤风蚀量降幅达54%以上。利用建立的风蚀量与留茬高度和秸秆覆盖量的回归模型优化得出,当留茬高度为33.9 cm、秸秆覆盖量为4255.7 kg·hm-2时,农田土壤风蚀量最小,仅为0.42 t·hm-2。     

西部七省区作物秸秆资源分布及利用现状

基于统计数据和农户调研数据,估算了西部七省区农作物秸秆资源量、秸秆资源密度、人均占有秸秆数量和秸秆养分资源量,分析了秸秆资源量变化趋势(1997—2011年)及资源分布利用现状,讨论了制约秸秆综合利用的因素和提高秸秆利用率的途径.结果表明:2009年西部七省区农作物秸秆资源理论数量达到8.82×107t,谷物类秸秆占总量的63.1%;秸秆养分还田总量达1.20×106t,还田率达50.5%.西部七省区秸秆资源密度低于全国平均水平,人均秸秆占有量略高于全国平均水平.秸秆资源主要用作燃料、饲料、工业原料、基质和直接还田,分别占资源总量的33.8%、29.3%、5.2%、1.8%和13.5%,焚烧和废弃的秸秆分别占秸秆资源的11.1%和5.3%.     

还田秸秆碳在土壤中的转化分配及对土壤有机碳库影响的研究进展

农田土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分.随着秸秆还田技术的广泛应用,作物秸秆成为土壤外源碳的主要来源.秸秆碳在土壤中的转化与分配直接影响土壤有机碳组成与含量,进而改变土壤养分循环.基于近年来的相关研究,本文探讨了还田秸秆碳转化与分配过程的影响因子,详细介绍了参与秸秆碳同化过程的土壤微生物组成,归纳与阐述了秸秆碳对土壤有机碳组成、含量及其周转的影响.同时,就非生物因子对秸秆碳的生物转化效应的影响、秸秆碳转化过程中的生物和非生物因子的互作、秸秆碳氮和土壤碳氮循环的耦合作用、秸秆碳向土壤活性有机碳库或稳定性有机碳库转化的有效调控技术等主要研究方向进行了展望,以期为准确揭示秸秆还田条件下各类土壤有机碳的变化特征,进而为实现秸秆还田的高效培肥与固碳效应提供理论依据和技术支撑.     

玉米秸秆堆肥的田间积制和原位还田肥效

针对我国西南丘陵山区玉米秸秆随处堆放或就地焚烧,既浪费资源又污染空气的情况,研究一种适合当地有机肥就地积制利用的方法.试验将玉米秸秆直接堆放于田边地角,接种菌剂,添加增氮和保氮剂,覆盖薄膜,腐熟后的堆肥配施化肥原位施入烟地.结果表明: 与对照(自然堆肥,CK)相比,生物堆肥(玉米秸秆+菌剂+增氮剂+保氮剂+覆盖薄膜)的物料升温快(2～3 d,>35 ℃),高温期(≥50 ℃)持续时间长(约15 d),降温慢;微生物种群在高温期减少,但细菌数量比CK高2～3个数量级;经90 d的积制,玉米秸秆呈深褐色或黑色,为碎屑或粉末状态,完全腐熟,含水量低于25%, pH 6.14,活性有机质和氮磷钾养分含量显著高于CK.在烤烟栽培中,生物堆肥配施50%的化肥可显著提高烟叶产量、均价、产值,改善烟叶品质.说明这种生物堆肥方式实现了玉米秸秆资源化利用,消除了由此引起的空气污染,适合于丘陵山区.     

微生物转化在秸秆还田中的应用进展

秸秆还田是秸秆资源化利用的主要手段,而微生物转化与秸秆还田息息相关。本文中,笔者主要阐述了焚烧还田、过腹还田、堆沤还田和直接还田4种主要秸秆还田方式的优缺点,并从微生物转化的实现难易程度和秸秆利用率等角度分析了这几种还田方式应用于现代化农业的优劣,多方面论证了秸秆直接还田更符合现代化农业的进程。重点论述了微生物转化在秸秆直接还田中的作用以及提高秸秆转化率的方法,并总结了秸秆直接还田对土壤微生物数量和微生物活性的影响。最后,基于现有研究和我国秸秆还田的实际情况,提出了强化土壤微生物是推进秸秆直接还田的主要发展方向,为我国秸秆还田过程中微生物对秸秆的转化过程与机制研究奠定基础。     

秸秆不同还田方式对污染土壤砷形态的影响

为探讨秸秆还田对农田土壤砷形态的影响, 采用室内土壤培养试验, 探究旱作和水淹条件下秸秆灰分还田、秸秆粉碎还田对污染农田土壤砷赋存形态的影响。结果表明: 在旱作条件下, 秸秆灰分还田松散结合态砷含量相比对照试验提高了102%, 钙型砷含量降低了30.3%; 秸秆粉碎还田松散结合态砷、钙型砷含量分别增加了43.3%、21.7%, 铝型砷、铁型砷含量降低。水淹条件下, 秸秆灰分还田、粉碎还田松散结合态砷含量相比对照试验提高了105%、210%, 钙型砷含量降低, 铝型砷、铁型砷含量升高, 残渣态砷含量降低。秸秆还田上覆水pH升高、Eh降低、砷浓度升高, 粉碎还田、秸秆灰分还田上覆水砷浓度分别达对照试验的26倍和6倍, Eh与上覆水砷浓度存在显著负相关, r=-0.876(P=0.01)。研究表明, 两种秸秆还田方式均能增加砷的活性, 若在砷污染土壤中用秸秆灰分或粉碎秸秆还田可能会增加砷的环境风险。     

红壤丘陵区农作物秸秆综合利用现状与展望

根据各类作物产量及其相应的秸秆经济指数,计算出我国红壤丘陵区1993~2003年作物秸秆的年平均产量为33.5×1010kg,占全国作物秸秆总产量的52.1%。其中,稻草产量占该区作物秸秆总产量的53.5%,比其全国均值高出21.4个百分点;其它作物秸秆所占的比例,也与其全国均值有一定的差异。稻草和其它粮食类作物秸秆产量的年际变化与该区作物秸秆总产量的变化趋势基本一致,即1993~1997年呈逐年增长趋势,1997年后呈逐年下降趋势;而经济作物秸秆因作物种类不同,其产量的年际变化亦不相同。该区作物秸秆用于直接还田和用作工业原料的年均利用率高于全国平均水平,分别为32.0%与6.6%;用于生活取能和牲畜饲料的年均利用率低于全国平均水平,分别为22.0%与14.1%;未被利用的比例年均高达25.3%,且呈逐年上升趋势,由1993的20.6%增至2003年的29.6%,大量未被利用的作物秸秆往往就地丢弃或焚烧,浪费了有限的农业有机资源。为此,研究提出了调整秸秆利用结构、充分利用秸秆资源的基本措施与对策。     

纤维素分解菌在农业应用中的研究进展

我国每年产生各种农作物秸秆约80亿t,传统处理方式主要是丢弃和焚烧,,极大的浪费了生物质能资源,同时对环境也造成了极大的污染。通过微生物作用腐熟秸秆后进行还田是当今世界上普遍关注的研究热点,如何加速还田秸秆的腐解是目前研究的难点。纤维素分解菌具有快速腐解纤维素的能力,可显著提高纤维素的腐解率。本文针对纤纤维素分解菌功能、作用及其在农业领域的应用成果进行详尽的阐述和分析。     

龙力生物建设年处理40万吨秸秆综合利用项目

<正>山东龙力生物科技股份有限公司近日发布公告称,龙力生物拟在黑龙江省龙江县设立全资子公司,使用自有资金104 298万元投资建设年处理40万吨秸秆综合项目。该项目建成后,将进一步完善公司的玉米全株产业链条,提供可再生的生物质能源,避免丢弃或焚烧秸秆对环境的破坏。项目符合国家产业政策,经济效益、生态效益、社会效益显著,既能促进可再生资源产业发展,又能带动项目区及周