氮、磷、钾在设施蔬菜土壤剖面中的分布及移动研究

在山东省寿光市采集6个设施蔬菜和2个露地作物8 m深的土壤剖面样品,研究高施肥量条件下设施蔬菜土壤氮、磷、钾在剖面中的分布及运移。结果表明,设施蔬菜土壤硝态氮的含量远高于露地土壤,设施蔬菜表层土壤中硝态氮的平均含量是露地土壤的6.5倍,土壤中硝态氮的积累与设施种植年限和施肥量有关,设施蔬菜种植年限越长,土壤中硝态氮的含量越高,硝态氮在土壤剖面中淋洗下移明显,下移前锋已到达5￣6 m深处,对地下水构成了威胁。设施蔬菜土壤表层速效磷的含量比露地土壤高出几倍至几十倍,磷在剖面有向下层移动的现象,对地下水和地表水都构成了威胁。土壤速效钾含量与土壤质地有密切关系,土壤速效钾也有淋洗向下移动的现象。设施蔬菜土壤不仅氮淋洗严重,对地下水产生严重威胁,磷也具有淋洗下移的现象。     

不同年限日光温室土壤中有机质和氮素变化动态研究

通过采集青海省西宁市城北区大堡子乡和乐都县碾伯镇种植1～30年日光温室蔬菜地耕层(0～20cm)土壤及剖面土壤(1～100 cm),分析了土壤中有机质和氮素含量。结果表明,日光温室耕层土壤有机质、全氮和速效氮含量明显高于露地土壤,较露地土壤增加11.31%～219.97%。对碾伯镇日光温室剖面土壤的分析显示,随着土层深度的增加,土壤中铵态氮含量呈现先下降后增加的态势;硝态氮在表层含量较高,0～60 cm内含量随深度的增加而下降;随着种植年限的增加,铵态氮含量总体上变幅较小,为0.314～0.465 mg/L;硝态氮含量变幅较大,为0.946～45.360 mg/L。     

藏东南不同种植年限蔬菜大棚土壤pH及养分的变化特征

【目的】阐明不同种植年限蔬菜大棚土壤pH值、电导率及养分含量的时空变化特征,为保护性耕作土壤的可持续利用提供科学依据。【方法】以西藏林芝地区不同种植年限(2,7和15年)蔬菜大棚及相邻农田土壤为研究对象,分析0～70 cm土层(每10 cm为一个土层)土壤pH值、电导率值及有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾含量的变化。【结果】随着土层深度的增加,不同种植年限蔬菜大棚及农田土壤pH值均呈逐渐增加的趋势,与农田土壤相比,蔬菜大棚土壤酸化程度更严重;随着蔬菜大棚种植年限的延长,土壤pH值呈"V"型变化,在种植7年时,土壤pH值最小,为5.08±0.22。土壤电导率值随土层深度的增加呈降低的趋势,且表聚现象十分明显,蔬菜大棚土壤电导率值随土层深度增加的垂直空间变异性较农田明显;随蔬菜大棚种植年限的增加,土壤电导率值呈增加的趋势,在蔬菜大棚使用初期土壤电导率值增加幅度较小,但随着种植年限的延长,土壤电导率增加幅度加大。有机质、全氮及速效氮、速效磷、速效钾含量随土层深度的增加均呈降低的趋势,与农田相比,蔬菜大棚土壤上述养分含量的"表聚"现象明显;随蔬菜大棚种植年限的延长,土壤有机质、全氮及速效氮、速效磷、速效钾含量均呈增加的趋势,说明蔬菜大棚土壤养分累积现象十分明显。Pearson相关性分析结果表明,土壤各理化指标之间均表现出显著或极显著的相关性。【结论】在藏东南八一镇大棚生产过程中,土壤酸化现象严重,表层养分累积明显,存在环境风险,故在生产管理中宜适当控制化肥的施用量,提倡科学施肥,以保证设施大棚土壤的可持续利用及生态环境安全。     

种植年限对西安菜田土壤肥力、盐渍化及酸碱度的影响

为探讨不同种植年限对菜田土壤肥力、盐渍化及酸碱度的影响,采集西安市8个涉农区县露地、大棚和日光温室全部菜田共422个样本0~20 cm土样进行了土壤养分及盐分和p H值分析。结果表明:随种植年限增长,露地蔬菜土壤有机质含量呈显著下降趋势,大棚蔬菜土壤有机质含量无显著变化,日光温室蔬菜土壤有机质含量呈显著增加趋势。露地和大棚蔬菜土壤碱解氮含量无显著变化,日光温室土壤碱解氮含量呈极显著增加趋势。露地蔬菜土壤有效磷含量无显著变化,大棚蔬菜土壤有效磷含量呈显著增加趋势,日光温室蔬菜土壤有效磷含量呈极显著增加趋势。露地蔬菜土壤速效钾含量呈极显著下降趋势,大棚和日光温室蔬菜土壤速效钾含量无显著变化。总的来看,随种植年限增长,设施蔬菜土壤养分含量呈不断增加趋势,养分富集十分明显,这与设施蔬菜化肥投入过高有关,必须控制设施蔬菜化肥用量,从而避免肥料的浪费与环境污染。随种植年限增长,露地和设施蔬菜土壤硝酸盐含量和土壤盐分均无显著变化,但设施蔬菜土壤硝酸盐含量是露地蔬菜的2.2~2.3倍,土壤电导率是露地的2.0~3.3倍,说明设施蔬菜土壤硝酸盐和盐分累积十分明显,对蔬菜生产形成潜在不良影响,应通过控制化肥用量加以防控。随种植年限增长,露地和设施蔬菜土壤p H值均无显著变化,两者之间也无明显差异。     

氮、磷、钾在设施蔬菜土壤剖面中的分布及移动研究

在山东省寿光市采集6个设施蔬菜和2个露地作物8 m深的土壤剖面样品,研究高施肥量条件下设施蔬菜土壤氮、磷、钾在剖面中的分布及运移。结果表明,设施蔬菜土壤硝态氮的含量远高于露地土壤,设施蔬菜表层土壤中硝态氮的平均含量是露地土壤的6.5倍,土壤中硝态氮的积累与设施种植年限和施肥量有关,设施蔬菜种植年限越长,土壤中硝态氮的含量越高,硝态氮在土壤剖面中淋洗下移明显,下移前锋已到达5￣6 m深处,对地下水构成了威胁。设施蔬菜土壤表层速效磷的含量比露地土壤高出几倍至几十倍,磷在剖面有向下层移动的现象,对地下水和地表水都构成了威胁。土壤速效钾含量与土壤质地有密切关系,土壤速效钾也有淋洗向下移动的现象。设施蔬菜土壤不仅氮淋洗严重,对地下水产生严重威胁,磷也具有淋洗下移的现象。     

不同年限日光温室土壤中有机质和氮素变化动态

采集青海省西宁市城北区大堡子乡和乐都县碾伯镇种植1～30年日光温室蔬菜地耕层土壤及剖面土壤(1～100 cm),分析了土壤中有机质和氮素含量。结果表明,日光温室耕层土壤有机质、全氮和速效氮含量明显高于露地土壤,其有机质、全氮、速效氮含量最低值比露地(CK)土壤分别增加1.900 g/kg、0.405 g/kg、19.700 mg/kg。随着土层深度的增加,土壤中铵态氮(NH4+-N)在0.375 1～0.435 1 mg/kg范围内变化,变化最大幅度为0.060 0 mg/L;硝态氮在表层含量极高,60 cm以下硝态氮含量变化趋于稳定。随着种植年限的增加,硝态氮(NO3--N)含量在0.946～45.400 mg/kg内变化;铵态氮(NH4+-N)含量总体上变化趋势比较平缓。     

青海高原东部设施农业区土壤氮素时空累积 及淋失风险评价

为研究青海省东部设施农业区土壤氮素的时空累积特点,分别分层采集互助县、平安区、乐都区、民和回族土族自治县4个典型设施农业(县)区34个1 m土体剖面样本,研究了不同种植年限条件下土壤硝态氮、铵态氮及全氮含量的空间分布和累积特点,并根据土壤中硝态氮残留进行淋失风险等级评价。结果表明:随着设施农业栽培年限的增加,土壤中氮素含量呈逐渐累积态势,尤其在连续种植15～20年后,1 m土体中土壤硝态氮、铵态氮及全氮含量达到最大值,分别为417.55 kg/hm~2、40.98 kg/hm~2、9.35 t/hm~2。不同种植年限下土壤硝态氮、铵态氮和全氮含量的剖面垂直分布规律相同,均随土层深度的增加呈下降趋势。随着种植年限的增加,设施农业土壤硝态氮残留量对环境风险不断增强,设施农业区连续种植10～15、15～20年,残留风险达到强度潜在污染等级,将会威胁地下水环境安全。     

渭河上游长期设施种植对土壤盐渍化及硝态氮含量的影响

通过田间采样方法,以不同种植年限的温室和露地表层土壤为研究对象,分析了长期连作蔬菜对温室土壤p H、全盐和硝态氮含量的影响。结果表明,不同种植年限温室菜地土壤(0~20 cm)p H都明显低于露地,且随种植年限的延长p H逐渐降低,p H与种植年限显著负相关,年均降低0.05个单位;土壤全盐含量与种植年限呈显著正相关,年均增加0.18百分点。连续14 a种植蔬菜的温室,土壤已出现轻微的盐渍化现象,土壤全盐含量达到3.4 g/kg,是露地土壤的6.35倍,应考虑采用深翻、覆盖及灌溉排盐等措施控制盐渍化。     

设施蔬菜地土壤硝态氮的变化及其对环境的影响

设施蔬菜地土壤与相邻粮田比较，其表层硝态氮均高于相邻粮田，栽培年限越长，土壤表层积累的硝态氮越多，8年和15年棚龄的土壤表层硝态氮较相邻粮田分别增加了8．18倍、9．34倍；设施蔬菜地下层土壤硝态氮含量也明显增高；浅层地下水硝态氮也大幅度增加，超过二级标准；不同使用年限蔬菜地土壤的pH均低于相邻粮田，3、8、15年棚龄土壤pH分别下降了0．48、0．38和0．39个单位，土壤有酸化的趋势。     

宁波市叶菜类蔬菜地土壤养分累积状况

以宁波市主要叶菜类蔬菜地土壤为研究对象,全面调查了不同深度(表层0~20 cm和亚表层20~40 cm)土壤pH值、电导率、有机质、全氮、有效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮等指标的状况。调查结果显示,宁波市叶菜类蔬菜种植区土壤有机质、全氮、土壤速效钾含量丰富,高于浙江省蔬菜种植区平均水平,有效磷含量中等,硝态氮含量偏低,土壤硝态氮富余风险较小。土壤速效养分呈现表层高于亚表层,且大棚表层土壤速效养分高于露地(有效磷除外)。不同区域土壤硝态氮、铵态氮和有效磷等指标变异程度较大,表层土壤pH值、电导率、有机质和全氮等性质变异程度高于亚表层,大棚土壤表现出一定的酸化和次生盐渍化危害。因此,需要通过合理的耕作管理措施和平衡施肥制度来保证宁波市叶菜类蔬菜种植区的耕地质量。     

Integrated application of February Orchid(Orychophragmus violaceus) as green manure with chemical fertilizer for improving grain yield and reducing nitrogen losses in spring maize system in northern China

The development of more efficient management systems is crucial to achieving high grain yields with high nitrogen use efficiency(NUE). February Orchid-spring maize rotation system is a newly established planting system with the benefits of ground cover and potential wind erosion in northern China. A field experiment was conducted to evaluate the effects of integrated application of February Orchid as green manure with reduction of chemical fertilizers(INTEGRATED) on spring maize yield, N uptake, ammonium volatilization, and soil residual mineral N in northern China. Compared to farmers' traditional fertilization(CON), integrated application of February Orchid as green manure with 30% reduction of nitrogen fertilizers(INTEGRATED) increased maize grain yield and biomass by 9.9 and 10.2%, respectively. The 0–100 cm soil residual Nmin at harvest was decreased by 58.5% and thus nitrogen use efficiency was increased significantly by 26.7%. The nitrogen balance calculation further demonstrated that the INTEGRATED approach performed better than CON with lower apparent nitrogen loss(decreased by 48.9%) which evidenced by the ammonium volatilization of top-dressing fertilizer was decreased by 31.1%, the N_(min) movement to the deeper soil layers was reduced, and the apparent nitrogen leaching loss nearly equal to 0 under the INTEGRATED treatment. Therefore, in northern China, integrated application of green manure and chemical fertilizers is an efficient management approach for improving maize yields and NUE simultaneously.     

辽宁省设施土壤重金属Cd、Ni、As有效态含量及其影响因素的研究

为探讨不同种植年限、不同土层土壤中重金属有效态含量,采集136个辽宁省设施土壤及其相邻露地样品,分层测定了0～20cm和20～40cm土壤中有效态As、Cd和Ni的含量,并分析了影响其含量的因素。结果表明,设施土壤重金属有效态含量与其相邻露地土壤相比,各土层重金属有效态的含量均有所增加,且种植年限与3种重金属有效态的平均增量呈正相关。设施土壤pH值与有效态As呈正相关,与有效态Cd和Ni呈极显著负相关;有机质与有效态As和Cd均呈极显著的正相关,而与有效态Ni仅在20～40cm土层呈显著正相关。     

民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

基于HYDRUS-1D模型的平原河网区农田氮素迁移特征研究

为了探究平原河网区域氮素垂向迁移及流失情况,本研究基于平原河网区农业活动施用的氮素通过包气带发生纵向迁移的实际情况,利用HYDRUS-1D软件中的水分运动和溶质运移模块构建适用于平原河网区的水氮模型,结合野外监测和室内淋溶试验对模型参数率定和验证,利用校验过的模型对区域氮素垂向迁移及流失情况进行模拟。结果表明:尿素主要分布在0~5 cm土壤,并在表层土壤中大量水解;氨氮和硝态氮主要分布在0~15 cm和0~35 cm土壤,且随着土壤深度增加,浓度均呈现先增加后减少的趋势。土壤深度每增加10 cm,硝态氮浓度减小约10 mg·L^-1。相对而言,硝态氮更易流失进入深层土壤,氨氮流失则对灌溉量响应更为明显。当灌溉量高于400 mL时,氮素流失量呈指数增加趋势。在综合考虑自然降雨、外源污染输入和土壤背景值的条件下,平原河网区进入地下水的氮素将远超国家Ⅲ类水质标准。     

红壤幼龄桔园套种豆科牧草后土壤酸度变化特征

基于2010—2011年开展的幼龄桔园套种豆科牧草对土壤酸度影响试验,以当地常规管理模式为对照,分析了种植圆叶决明和罗顿豆对土壤pH、交换性酸、铝的影响,及其与土壤养分含量的关系,并结合室内培养试验分析豆科牧草影响红壤酸度的主要因素。结果表明,与试验之初相比,套种圆叶决明处理0~20 cm土壤pH升高了0.19个单位,而罗顿豆处理土壤pH无显著变化。与常规模式相比,套种圆叶决明处理0~20 cm和20~40 cm土壤pH分别升高了0.26个和0.39个单位,而0~20 cm土壤交换性酸、铝含量分别降低了1.25 cmol(+)·kg~(-1)和1.35 cmol(+)·kg~(-1),20~40 cm土壤交换性酸、铝均降低了1.07 cmol(+)·kg~(-1)。土壤交换性铝含量与土壤全氮呈显著负相关(P0.05),而土壤全氮与土壤有机质和有效磷均呈极显著正相关(P0.01)。室内培养试验表明,豆科牧草的灰化碱含量和还田量是影响其改良红壤酸度的两个主要因素。可见,在酸性红壤上套种圆叶决明和罗顿豆未加剧表层(0~40cm)土壤酸化,相反套种圆叶决明对红壤酸度具有一定的缓解效果。     

川西米亚罗亚高山暗针叶林土壤pH和养分空间异质性分析

[目的]对川西米亚罗亚高山暗针叶林土壤pH和养分空间异质性进行研究,可为深入了解川西亚高山林区土壤质量以及区域生态恢复提供科学依据.[方法]依托在四川米亚罗省级自然保护区建立的亚高山暗针叶林9.6 hm2(400m×240 m)动态样地,采用野外布点采样、实验室测定、经典统计学、地统计学分析相结合的方法,分析了动态样地...     

天津宁河地区设施土壤盐分特性调查

对宁河不同地区不同年限设施栽培土壤盐分特性进行了多点取样及综合调查分析。结果表明,设施土壤全盐含量有表聚现象,且均高于大田;1～2年设施土壤含盐量高,与其他处理之间显著差异,是新建棚室障碍的关键因素之一。全盐与EC值在0～20cm土层呈线性正相关,R2=0.9296。土壤硝酸盐随着种植年限延长逐渐累积。随着种植年限增加,土壤pH值呈降低趋势,随着土壤深度增加,pH值逐渐升高。     

天全河流域土壤氮素的空间分布特征及其影响因素分析

【目的】研究天全河流域土壤氮素的空间分布特征及其影响因素。【方法】采用常规统计、地统计学和地理信息系统相结合的方法分析780个表层土壤(0～30cm)样点数据。【结果】该流域土壤全氮含量达(1.40±0.52)g/kg,碱解氮含量达(125.79±56.24)mg/kg。土壤全氮含量由高到低为水稻土>潮土>黄壤>紫色土,土壤有效氮含量则为水稻土>黄壤>潮土>紫色土。全氮和有效氮块金值/基台值分别为0.78～0.90和0.96～0.97,两种氮素空间变异均以指数模型最好。【结论】全氮和有效氮的空间分布均呈由西向东逐渐减少的趋势。成土母质、地形部位、土地利用和耕地种植制度都极显著地影响土壤全氮和有效氮的含量。     

宁夏灌区不同类型农田土壤氮素累积与迁移特征

在宁夏灌区选择设施菜田(n=4)和水旱轮作大田(n=4),通过田间多点取样观测和室内分析的方法,研究了2种类型农田土壤氮素累积与分布特点,以及其迁移对浅层地下水的影响。结果表明,设施菜田0~150 cm土壤剖面溶解性总氮(TSN)、硝态氮(NO₃^--N)和溶解性有机氮(SON)含量都显著高于大田,前者分别是后者的1.5~5.6、1.5~3.4倍和1.6~9.8倍。设施菜田土壤氮素主要累积在0~5 cm和5~20 cm土层,而大田主要在40~100 cm土体。设施菜田和大田土壤溶解性总氮占全氮比例分别在5.4%~11.5%和2.2%~4.9%之间,前者的淋失风险较高。设施菜田各形态氮素累积量表现为SON>NO₃^--N>NH₄⁺-N,大田为NO₃^--N>SON>NH₄⁺-N。设施菜田浅层地下水中TSN、NO₃^--N和SON含量也都显著高于大田,前者平均含量分别是后者的9.5、13.8倍和7.0倍。因此,硝态氮和溶解性有机氮都是2种类型农田氮素累积的主要形态,也是浅层地下水污染的重要来源。     

土地利用方式对荒漠土壤有机碳和养分含量的影响

以未开垦荒漠土壤为对照,研究土地利用方式对荒漠土壤有机碳、全氮和速效磷含量的影响.结果表明,与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地土壤总有机碳含量在0-20 cm土层深度分别增加了32%-68%和27%-136%,但是苜蓿地仅在0-10 cm土层增加了48%.在0-20 cm土层深度,玉米地颗粒有机碳含量增加了143%-167%,而苜蓿地和刺槐苗圃地则仅在0-10 cm土层分别增加了217%和550%.在0-30 cm土层深度,玉米地和刺槐苗圃地矿物结合态土壤有机碳含量与未开垦荒地之间差异不显著,而苜蓿地则显著低于未开垦荒地.不同土地利用方式之间矿物结合态有机碳含量的这种变化主要是由于土壤粘粒含量的变化所引起(r=0.69,P<0.01).玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤全氮含量分别增加了61%和64%,而苜蓿地全氮含量变化不大;玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤速效磷含量变化不显著,而苜蓿地则降低了80%.