稻麦两熟农田径流养分循环利用模式的能值分析与生态补偿标准测算

为探讨稻麦两熟农田径流养分循环利用模式的运作可持续性和生态补偿标准,应用生产-生态系统能值测算方法,综合分析其环境安全性和运作持续性;结合生产运营实践,深入分析了基于生命周期过程的物能投入与输出,提出生态补偿依据;并基于能值收益差异估算出其持续运行的生态补偿标准。结果表明,与传统模式相比,径流养分循环模式的环境负载率降低39.62%,而能值可持续发展指数和环境安全性指数分别提高64.89%和36.73%。径流养分循环模式的生物辅助能投入增加42.16%,而污染产能降低了70.09%。养分循环模式的氮磷养分环境排放量分别降低34.85%和30.43%。同时,循环模式的净能值收益比传统模式低2.15×10¹⁶ Sej·hm^-2·a^-1。研究表明,径流养分循环模式提高了环境安全性但降低了经济效益,其生态补偿标准应不低于4 153.78元·hm^-2·a^-1。     

星云湖种植空心菜生长量及净化湖水效果分析

针对当前星云湖中度富营养化(劣V类)水质的实际问题,采用漂浮种植设施直接在星云湖湖面种植空心菜(Ipomoea aquatica),开展适应性生长试验和湖水养分吸收净化试验的研究。结果表明:空心菜能够很好地适应生长于低浓度养分的星云湖水体环境(全N 2.41 mg·L^-1、水溶性N 2.00 mg·L^-1、水溶性P 0.46 mg·L^-1),并且前期表现为较短的缓苗期(7 d),后期则枝叶生长旺盛;在空心菜的6次茎叶收割周期中,其生长量呈现出"先增后降"的趋势,且茎叶生长量较高,空心菜的茎叶鲜重达75555 kg·hm^-2·a^-1,生长量为1260 kg·hm^-2·d-1;空心菜的养分含量主要分配在茎叶,茎叶中总N、总P、总K含量分别为3.43%、0.74%、6.25%;空心菜对星云湖湖水养分具有较强的吸收净化能力,吸收星云湖湖水中的N、P、K量分别为259.05、55.21、469.84 kg·hm^-2·a^-1,净化星云湖湖水的量以水溶性N、水溶性P、水溶性K计,分别为129525、120022、34220 m³·hm^-2·a^-1;空心菜的生长量与茎叶养分吸收量和湖水养分量之间存在一定的相关性。利用空心菜漂浮种植于星云湖水面,产生了明显的经济效益及显著的生态效益。     

马铃薯淀粉加工汁水灌溉对土壤养分和苜蓿生长的影响

为研究马铃薯淀粉加工汁水对土壤养分和苜蓿生长的影响,以紫花苜蓿为供试材料,设置5个灌溉处理,即CK：清水,T1：马铃薯淀粉加工汁水75 m³ · hm^-2,T2：汁水150 m³ · hm^-2,T3：汁水225 m³ · hm^-2,T4：汁水300 m³ ·hm^-2。结果表明：不同灌溉量的马铃薯淀粉加工汁水均对提高土壤养分和苜蓿生长有促进作用。与CK处理相比,汁水灌溉量为300m³ · hm^-2时,提高土壤有机质22.25%、碱解氮46.90%、有效磷20.47%、速效钾10.01%,增加苜蓿鲜草产量160.29%、干草产量165.31%、叶绿素29.61%、粗蛋白6.97%;灌溉量为225 m³·hm^-2时,苜蓿株高增长38.06%,相对饲喂价值增加36.54%;灌溉量为75m³·hm^-2时,粗灰分降低3.25%,粗脂肪增加0.68%。利用主成分分析并综合土壤养分与植物性状发现,300 m³·hm^-2为最优灌溉量。研究表明,马铃薯淀粉加工汁水能够提高土壤养分含量,促进苜蓿生长,是一种可以有效利用的废弃物资源。     

华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属积累特征研究

通过文献查阅和采样分析,建立华北农田小麦-玉米轮作体系下土壤重金属输入、输出数据库,分析不同重金属输入源所占比例;通过模型计算不同情景下土壤中不同重金属元素累积速率和累积速率的频率分布,分析土壤不同重金属的积累特征。结果表明,本轮作体系和条件下,Cu、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr 6种重金属元素的主要输入源为畜禽粪便有机肥,其占总输入量的比例分别是:86.1%、83.8%、76.6%、72.5%、64.3%和46.3%;Hg、As的主要输入源为磷肥,其分别占总输入量的比例是52.6%和49.5%;大气沉降也是农田土壤中Hg的重要输入源之一。华北农田小麦-玉米轮作体系秸秆还田和地下水灌溉条件下土壤重金属元素累积速率的中位值分别为:Cd0.00238mg·kg^-1·a^-1,As 0.0298mg·kg^-1·a^-1,Hg 0.001 09 mg·kg^-1·a^-1,Pb 0.050 7mg·kg^-1·a^-1,Cr0.0502 mg·kg^-1·a^-1,Cu 0.110 mg·kg^-1·a^-1,Zn0.348mg·kg^-1·a^-1,Ni0.0393 mg·kg^-1·a^-1。根据我国土壤环境质量II级标准(GB 15618-1995),本体系和条件下土壤中Cd、Cr、Ni最易超标,在农田土壤重金属污染防治中应重点关注。     

巢湖流域种植模式改变对养分表观平衡及土壤化学性质的影响

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式（n=26）作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式（由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26）为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈亏状况,并分析种植模式改变对土壤化学性质的影响。结果表明,休耕-水稻种植模式下氮盈余34.02 kg·hm^-2·a^-1,其盈余率为16.7%;磷和钾分别亏损2.96、13.71 kg·hm^-2·a^-1,两者亏损率分别为9.1%和19.7%。大棚番茄-水稻轮作模式下氮、磷、钾盈余量分别为589.27、194.93、144.22 kg·hm^-2·a^-1,三者盈余率分别为61.5%、66.4%、26.9%。长期大量施肥下,大棚番茄-水稻轮作导致土壤积累的硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别为休耕-水稻种植模式土壤的50.05、7.05、1.95倍和1.72倍。对比休耕-水稻种植模式,大棚番茄-水稻轮作模式下过量施用氮肥导致土壤pH平均下降了0.83个单位,电导率平均增加了0.73 mS·cm^-1,该模式下土壤呈明显的酸化和盐渍化趋势。研究表明,当前巢湖流域大棚番茄-水稻轮作模式下的养分收支呈盈余状态,土壤积累了大量速效养分,存在一定的流失风险。     

基于京津翼一体化的农田生态系统碳足迹年际变化规律研究

基于京津冀一体化背景下,以农田生态系统作为研究对象,对2005—2014年农田生态系统的碳汇、碳源、碳足迹的年际变化进行了研究,为京津冀一体化的规划和产业布局提供理论依据。结果表明：京津冀地区农田生态系统的碳汇功能呈下降趋势,近10年降幅为6.6%,年均固碳量为485.5万t·a^-1,碳汇功能的主要决定因素是粮食作物中玉米与小麦的经济产量及种植面积。京津冀地区农田生态系统碳排放量年均727.8万t·a^-1,基本上呈现出逐年降低的趋势,碳排放量的主要决定因素为农业化学品中氮素化肥的施用量。京津冀地区农田生态系统碳足迹年均为161.2万hm²·a^-1,呈现出逐年减少趋势,处于碳生态盈余状态。     

黄淮海地区蔬菜废弃物污染风险及资源化潜力分析

对蔬菜废弃物进行资源化利用和养分回收是实现可持续和生态友好型农业的必要措施。为了确定黄淮海地区蔬菜废弃物的污染风险及资源利用潜力，通过文献整理和数据分析，以地级市为单位估算该地区蔬菜废弃物产量及总氮（TN）、总磷（TP）、总钾（TK）养分污染负荷，利用ArcGIS表征TN、TP、TK污染强度及污染风险综合指数的空间分布情况，确定该区蔬菜废弃物面源污染治理重点区域，并结合化肥需求情况比较蔬菜废弃物资源化利用潜力。结果表明，2017年黄淮海地区蔬菜废弃物总量为1 618.08万t，其中TN、TP、TK污染负荷分别为41.80万、11.18万、53.79万t；各地市蔬菜废弃物污染强度平均为6.45 t·hm^-2·a^-1，TN、TP、TK污染强度分别为15.15、4.05、19.49 kg·hm^-2·a^-1。黄淮海地级市中，蔬菜废弃物污染负荷超过58万t·a^-1的地区集中在中部地区，包括徐州、潍坊、周口、南阳、商丘、唐山6市，污染负荷占黄淮海总负荷的26.44%，这些地区TN、TP、TK污染负荷超过1.60万、0.40万、1.90万t·a^-1。蔬菜废弃物污染强度超过10 t·hm^-2·a^-1，TN、TP、TK污染强度超过23.76、6.36、31.58 kg·hm^-2·a^-1的地区包括枣庄、开封、莱芜、唐山、泰安、安阳、济南、潍坊、阜阳、商丘。蔬菜废弃物资源化利用潜力较高地区包括潍坊、青岛、德州、聊城、临沂、泰安、济宁、菏泽、商丘、周口、南阳等市，占黄淮海地区的19.0%。研究结果为区域蔬菜废弃物总量控制、合理布局和综合利用提供决策依据。     

茭白-鸭共作系统中氮平衡及经济效益分析

分析了单作茭白(CK)、茭白田放养鸭20只·667 m^-2(D20)、25只·667 m^-2(D25)、30只·667 m^-2(D30)等不同共作系统中氮素输入、输出与盈余(盈余=输入-输出),以及经济效益情况。结果表明:茭白-鸭共作系统中茭白平均产量为1 332.41 kg·667 m^-2,比单作茭白增产26.31%。单作茭白总氮输入为22.27 kg N·667 m^-2,其中化肥氮输入占到89.10%,产品氮输出为5.00 kg N·667 m^-2,占总氮输入的22.45%,氮盈余为17.27 kg N·667 m^-2,占总氮输入的77.55%,土壤氮残留为7.11 kg N·667 m^-2,损失为10.16 kg N·667 m^-2;茭白-鸭共作系统总氮输入平均为23.72 kg N·667 m^-2,其中化肥氮输入占65.13%,产品氮输出平均为7.65 kg N·667 m^-2,占总氮输入的32.24%,氮盈余平均为16.07 kg N·667 m^-2,占总氮输入的67.76%,土壤氮残留为7.18 kg N·667 m^-2,损失为8.89 kg N·667 m^-2。茭白-鸭共作系统投入成本平均为3 114 元·667 m^-2,比单作茭白高84.59%,主要是鸭饲料、围网、鸭舍等成本增加。茭白-鸭共作系统产品产值平均为6 568 元·667 m^-2,比单作茭白高55.64%。D25处理经济效益(经济效益=产品产值-投入成本)最高为3 589 元·667 m^-2,比CK处理高41.69%。综合考虑氮平衡和经济效益,本试验条件下,茭白田放养鸭25只·667 m^-2的共作系统的经济效益较高,并且氮素盈余和损失较少,可降低对环境的污染风险。     

水氮处理对复播油葵产量和水氮利用效率的影响

为探明不同水氮处理对复播油葵生长、产量及水氮利用效率的影响,采用裂区设计,设置不同灌水处理:低水处理(2 250 m³·hm^-2)、中水处理(3 750 m³·hm^-2)、高水处理(5 250 m³·hm^-2)和不同施氮处理:不施氮处理(0 kg·hm^-2)、低氮处理(120 kg·hm^-2)、中氮处理(240 kg·hm^-2)、高氮处理(360 kg·hm^-2)进行大田小麦复播油葵试验。结果表明:复播油葵氮素吸收量、氮肥利用效率随灌水量的增加而增加;施氮量在0~240 kg·hm^-2时,复播油葵的产量随着施氮量的增加而增加,施氮量超过240 kg·hm^-2时增加不显著;随灌水量的增加,复播油葵耗水量增加,水分利用效率先增加后降低,且均在施氮240 kg·hm^-2和360 kg·hm^-2处理间无显著差异。本试验条件下,生育期内灌水5 250 m³·hm^-2(高水)、施氮360 kg·hm^-2(高氮)时,复播油葵的产量为3 598 kg·hm^-2,生育期内中水3 750 m³·hm^-2、中氮240 kg·hm^-2时,复播油葵的单盘粒重、千粒重和产量表现一致,产量为3 518 kg·hm^-2,综合考虑各因素,中水中氮的处理为产量和效益兼优的最佳组合。     

牛场肥水灌溉对土壤氨氧化微生物的影响

以不同牛场肥水灌溉制度下河北省徐水县梁家营长期定位施肥试验田为研究对象,通过构建氨氧化细菌和氨氧化古菌的amoA 基因克隆文库,利用T-RFLP方法研究了5种施肥处理(CK:不施肥;CF:300 kg N·hm^-2,120 kg P₂O·hm^-2,75 kg K₂O·hm^-2;T4:105 kg N·hm^-2,39 kg P₂O₅·hm^-2;T5:210 kg N·hm^-2,78 kg P₂O₅·hm^-2; T11:317 kg N·hm^-2,117 kg P₂O₅·hm^-2)下土壤中氨氧化细菌及氨氧化古菌的多样性及其群落结构演变。氨氧化细菌T-RFLP结果显示,T5 处理土壤中氨氧化细菌的 Shannon-Wiener指数(H')和 Pielou指数(E)均最高, T11处理最低,表明T5处理增加了土壤中氨氧化细菌的多样性和丰富度,T11处理一定程度上降低了氨氧化细菌的多样性和丰富度。基于amoA基因建立的系统进化树显示,土壤中氨氧化细菌主要属于Nitrosospira 和Nitrosomanas。氨氧化古菌T-RFLP结果显示,T11处理氨氧化古菌Shannon-Wiener指数(H')、Simpson 指数(Ds)和Pielou指数(E)均最高,表明T11处理增加了土壤中氨氧化古菌的多样性和丰富度。氨氧化古菌的系统发育树显示大部分氨氧化古菌amoA序列与 Cluster S 聚为一类,且占主导地位,少数序列为Unclassified-Archaea(未分类古菌)。最大优势菌与来自中国荷斯坦奶牛瘤胃样品的氨氧化古菌Clone属于同种,推测牛场肥水灌溉增加了土壤的氨氧化古菌的群落多样性。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

旅游干扰下的天山北坡水蚀经济损失评估——以西白杨沟流域山地景区为例

为探讨旅游干扰下山地景区水蚀强度和经济损失变化规律,以水蚀典型区——西白杨沟流域山地景区为案例地,基于样地调查数据,采用中国土壤流失方程（Chinese soil loss equation,CSLE）与水蚀经济损失评估模型,定量估算不同旅游干扰强度下水蚀经济损失,分析西白杨沟景区水蚀经济损失变化规律及其与土壤理化性质、植被覆盖度的关系。结果表明：不同旅游干扰强度下土壤理化性质、植被覆盖度差异显著。与对照组相比,重度干扰区土壤含水量、饱和含水量及土壤孔隙度的降幅分别为51.67%、32.23%、13.30%;土壤碱解氮、有效磷及有机质含量均随干扰强度增加呈下降趋势,而速效钾含量却趋于增加;与对照组相比,轻度、中度、重度干扰区植被覆盖度分别下降14.18%、43.32%、92.35%。随旅游干扰强度的增加,土壤可蚀性K值与生物措施B值明显增加,土壤侵蚀量呈显著增长趋势（P<0.05）,与轻度干扰区相比,中度、重度干扰区土壤侵蚀模数增幅分别为79.31%、204.79%。场内经济损失、场外经济损失及水蚀经济总损失随干扰强度的增加呈上升趋势,其中场内经济损失远大于场外经济损失,土壤养分损失及植被多样性损失作为水蚀经济总损失的主要部分,二者在轻度、中度、重度干扰区分别占水蚀经济总损失的93.56%、92.68%、94.94%,且干扰强度为中度、重度时,植被多样性损失高于土壤养分损失,分别达1.17×10⁴元·hm^-2·a^-1和2.49×10⁴元·hm^-2·a^-1。植被覆盖度对水蚀经济损失响应最为敏感,植被覆盖度每减少1%,水蚀经济损失增加4.98×10⁴元。研究表明,旅游干扰强度是影响山地景区水蚀强度和经济损失的关键因素,为此应结合土壤侵蚀参数分析,加强山地景区土体裸露化管理,种植耐践踏植被,核算旅游容量,控制旅游干扰强度。     

延边州水资源生态足迹与承载力动态研究

为评估并分析延边州的水资源生态足迹和生态承载力,基于生态足迹分析方法,对延边州2006—2015年水资源生态足迹、生态承载力、生态盈余、万元GDP水资源生态足迹以及延边州各县市的水资源生态足迹与生态承载力的空间分布进行了分析和水资源基础数据的计算。结果表明,在2006—2015年间延边州水资源生态足迹总体呈波动上升趋势,用水主要以农业用水为主,分析年份延边州平均农业用水、工业用水、生活用水、生态用水足迹分别为99.77×10~4、19.95×10~4、18.36×10~4和2.07×10~4 hm~2,占水资源总生态足迹的71.2%、14.2%、13.1%、1.5%;水资源生态承载力与生态盈余的变化趋势类似,波动显著;10年间延边州水资源消耗量减少,水资源利用效率逐渐提高;延边州8个县(市)水资源生态足迹与生态承载力空间分布不均衡,存在一定的地区差异。     

洱海流域不同种植模式稻田生态系统服务价值评估

为研究不同种植模式稻田生态系统的服务功能价值,通过田间试验,设置Y-OL（70%化肥+30%牛粪-水稻-黑麦草）、Y-OV（70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕）、Y-ON（70%化肥+30%牛粪-水稻-冬闲）3种优化施肥轮作处理,以常规施肥单作处理C-ON（100%化肥-水稻-冬闲）为对照,结合功能价值评价法和当量因子法对稻田生态系统的服务功能价值进行估算。结果表明,Y-OL和Y-OV处理稻田生态系统服务功能价值分别为169 669元·hm^-2和168 405元·hm^-2,Y-ON处理为99 247元·hm^-2,C-ON处理为72 717元·hm^-2;Y-OL和Y-OV处理服务功能总价值均显著高于Y-ON和C-ON处理,且Y-ON处理服务功能总价值显著高于C-ON处理（P<0.05）。其中,优化施肥轮作处理的农产品经济价值、气体调节价值、消纳废弃物价值、水质净化价值、土壤有机质积累价值、营养物质循环价值、生物多样性价值和美学景观价值均显著高于常规施肥单作处理（P<0.05）。优化施肥轮作处理中,水稻-紫花苕轮作的水质净化价值和营养物质循环价值显著高于水稻-黑麦草轮作（P<0.05）。综上所述,70%化肥+30%牛粪-水稻-黑麦草轮作和70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕轮作的种植模式能有效提高稻田生态系统的服务功能价值,并且70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕轮作模式效果更佳。     

京津冀化肥投入特征与污染防控对策研究

为有效缓解京津冀区域种植业化肥源污染,亟需摸清其投入现状及存在问题,提出减施增效的污染防控对策。基于统计数据和实地调查数据,从宏观层面分析2010—2018年期间,北京市、天津市、河北省氮、磷、钾肥和复合肥(折纯量,下同)投入变化、京津冀区域化肥使用总量(氮、磷、钾和复合肥总折纯量,下同)变化、单位面积施用量变化以及施肥行为等特征。结果显示,2010—2018年期间京津冀区域的化肥施用量以2014年为转折点,呈现先逐年增加后转为下降趋势,2018年降至336.65万t。氮肥和复合肥是主要的肥料品种。2010—2018年期间N、P2O5用量整体呈下降趋势,2013年以后K2O用量由升转降,复合肥用量总体呈现上升趋势。2018年N、P2O5、K2O和复合肥施用量分别为123.12万、26.34万、25.70万t和161.50万t。北京市单位面积化肥施用量由2010年的358.45 kg·hm^-2提高到2017年的504.03 kg·hm^-2,增幅为40.61%。2018年降至485.58 kg·hm^-2,下降了18.45 kg·hm^-2。天津市单位面积化肥施用量呈明显下降趋势,从2010年的516.51 kg·hm^-2下降到2018年的370.16 kg·hm^-2,减少了28.33%。河北省单位面积化肥施用量维持在330.07~360.11 kg·hm^-2,总体变化较为平缓。京津冀地区整体单位面积化肥施用量为339.72~363.73 kg·hm^-2,平均348.66 kg·hm^-2。北京市、天津市单位面积化肥施用量明显高于全国平均水平,河北省单位面积化肥施用量接近全国平均水平。综上,2010—2018年期间,京津冀化肥投入呈现先升高后降低趋势。单位面积化肥施用量偏高,存在下调空间。北京市单位面积化肥施用量呈现增加趋势,更为值得关注。针对京津冀化肥投入存在的问题,文章提出了化肥减施增效的污染防控对策。     

塔里木河中游典型绿洲土地利用/覆被及水资源动态变化研究

运用3S技术，并采用最大似然法分别对1989年和2010年渭干河-库车河绿洲两期Landsat-TM影像数据进行分类统计，获得了该区域22年来土地利用/土地覆被变化矢量图和定量统计数据，并利用不同时期该流域地表径流和地下水资源开发利用程度、农业种植结构、城市用水、天然植被用水，分析该区域土地类型变化和水资源的关系。研究结果表明：该地区耕地面积逐年增加，22年来增加耕地面积141 573.4 hm²，平均每年增加6741.59 hm²；天然植被草地面积急剧减少，平均每年减少7 682.38 hm²，城市用水由0.41亿m³增加至4.26亿m³，加之机电井数量骤增导致地下水位下降了2.34 m；导致地下水位下降，水质矿化度增高，天然植被大量减少，流域下游生态问题极其脆弱。     

江苏设施菜地控释氮肥一次性基施增效减排效果研究

江苏设施蔬菜集约化程度高,劳动力需求大,氮肥用量大,面源污染问题突出。控释氮肥在该地区集约化蔬菜上应用后的减量、增效和减排潜力尚缺乏研究。本研究通过连续三季田间试验,设置4个施肥处理:常规施尿素氮100%N(N1)、常规施尿素氮70%N(N2)、基肥一次性施氮70%N(N3,控释氮与尿素氮的比例为7∶3)、基肥和一次追肥70%N(N4,基肥氮为控释氮,追肥氮全部为尿素氮,控释氮与尿素氮的比例为7∶3),研究其对集约化花椰菜和番茄产量、环境效应和经济效益的影响。结果表明:与N1、N2和N4相比,N3处理的产量和利润每季均为最高,花椰菜和番茄平均产量分别达到86.4 t·hm~(-2)和87.0 t·hm~(-2),利润分别达到12.0万元·hm~(-2)和12.2万元·hm~(-2),氨挥发量最低,仅为4.4 kg N·hm~(-2)和9.3 kg N·hm~(-2),三季蔬菜种植后土壤中硝态氮的残留量最低。与N1处理相比,N3处理可使花椰菜和番茄分别平均增产3.7%和21.3%,分别增收10.7%和40.3%,并分别平均减少64.0%和46.9%氨挥发。基于此,在江苏设施蔬菜种植上,与常规(N1)相比,控释氮肥与尿素7∶3混合一次性基施,可减氮30%且增效减排效果显著,值得在生产上推广应用。     

无害化污泥与钼尾矿配施对沙化潮土土壤质量的影响

以小麦-玉米轮作体系下的沙化潮土为研究对象,通过2012—2015年3年5季田间定位试验,选用经过无害化处理且符合国家相关标准的商业化污泥和钼尾矿产品,研究无害化污泥与钼尾矿施用对我国典型沙化潮土土壤质量指标的影响,为无害化污泥与钼尾矿资源化利用提供理论和技术依据。结果表明:45 t·hm~(-2)污泥(W3)与钼尾矿配施对沙化潮土有机质(SOM)的提升效果最明显,SOM在玉米季W3+75 t·hm~(-2)(M1)处理显著增加了165.10%,在小麦季W3+M2处理显著增加了106.10%(P0.05);相比单施同一水平污泥,污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施下土壤0.25 mm水稳性团聚体(WR0.25)含量,平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别显著升高了38.04%~60.24%,28.45%~45.27%和41.34%~67.77%(P0.05),对促进土壤形成水稳性团聚体以及提高水稳性团聚体稳定性的作用更为突出;45 t·hm~(-2)污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施对沙化潮土微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)提升效果最明显,在玉米季分别显著提高了235.52%和156.79%(P0.05),在小麦季分别显著提高了249.24%和128.32%(P0.05);单施污泥和污泥配施75 t·hm~(-2)钼尾矿处理土壤微生物量熵(q MB)在玉米季和小麦季分别显著提高了21.95%~46.25%和36.38%~71.17%(P0.05)。但污泥与高量钼尾矿配施,SMBC、SMBN和q MB较单施同一水平污泥和与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施的处理在玉米季分别下降了3.89%~19.85%、4.31%~17.86%和6.95%~33.47%,在小麦季分别下降了5.34%~23.24%、4.33%~28.08%和3.09%~32.33%,表明钼尾矿高量施用时会降低微生物活性。由灰色关联度分析方法得出,45 t·hm~(-2)无害化污泥与75 t·hm~(-2)钼尾矿配施(W3+M1)能显著提高沙化潮土SOM、SMBC、SMBN和q MB,并提高土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),有效改善沙化潮土质量,在3年5季试验期间也未发现土壤和作物籽粒受到重金属污染。同时,W3+M1处理显著提升了土壤肥力等级至Ⅰ级,在此基础上,可以酌情不再施用污泥和钼尾矿。