轮作对设施蔬菜大棚中次生盐渍化土壤盐分离子累积的影响

2007 年8 月在江苏省宜兴市采集10 个典型大棚土壤及其邻近露地蔬菜地土壤调查其离子组成和电导率, 并选择2 个土壤具有次生盐渍化特征的大棚研究轮作(蓖麻-白菜-蓖麻、辣椒-白菜-辣椒)对土壤电导率(EC)和离子组成的影响。结果表明, 大棚蔬菜地土壤EC 显著高于露地蔬菜地土壤, 20%的大棚土壤已发生次生盐渍化(EC>500 μS·cm^-1); 大棚土壤的SO₄^2-、NO₃^-离子浓度显著高于露地蔬菜土壤, 说明SO₄^2-、NO₃^-是影响大棚次生盐渍化的主要离子。2 年3 茬大棚蔬菜地轮作试验结果表明, 蓖麻-白菜-蓖麻轮作导致土壤EC 下降5%, 辣椒-白菜-辣椒轮作使土壤EC 下降33%, 表明后者对土壤次生盐渍化改良效果优于前者。两轮作系统盐分离子累积差异主要在于SO₄^2-, 辣椒-白菜-辣椒轮作能降低土壤SO₄^2-的累积, 而蓖麻-白菜-蓖麻轮作则不然。建议根据次生盐渍化土壤主控盐分离子以及不同作物对盐分离子吸收累积偏向性选择合适的轮作系统, 实现轮作改良次生盐渍化最佳效果。     

大棚土壤盐分累积特征与调控措施研究

通过对昆明地区不同年限的大棚土壤的管理现状调查分析及采集次生盐渍化严重的土壤做调控盐分的盆栽模拟试验，研究了保护地大棚土壤次生盐渍化的形成特征以及土壤调理剂对大棚土壤盐分的调控效果，结果表明：随着大棚年限的增长，耕层土壤的盐分在增加，盐分组成以Ca²⁺和NO^-₃为主，0～60 cm土层的盐分剖面由露地的直筒型向倒锥形发展，由泥炭、沸石、锯末等改良材料组合成的土壤调理剂控盐效果显著，耕层土壤全盐含量降幅在19％～32％之间。     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物学特性的影响

为探讨长期不同施肥措施对茶园土壤微生物学特性的影响,通过定位施肥试验,于春茶、夏茶、秋茶和冬管期,采集施用菌渣、生物炭＋复合肥、有机肥、生物炭有机肥和复合肥(对照)为基肥,脲甲醛缓释肥为追肥的茶园土壤,研究不同施肥措施对重庆茶园土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)含量和β-葡萄糖苷酶(BG)、β-纤维二糖苷酶(CBH)、蔗糖酶(INV)和脲酶(URE)4种碳氮转化酶活性的影响。结果表明:土壤MBC、MBN含量和酶活性均随茶叶不同生长期表现出明显的动态变化,与对照相比,有机肥配施缓释肥显著提高了春茶期土壤MBC含量,提高幅度为50.34%;生物炭有机肥配施缓释肥处理显著提高了春茶期和夏茶期土壤MBN含量,提高幅度分别为61.16%和25.27%;菌渣配施缓释肥对春茶期BG、URE活性提升效果最佳,较对照提升幅度分别为45.56%、44.32%,而CBH活性受到抑制,不同施肥措施INV活性在茶叶不同生长期均受到抑制。通径分析表明,土壤有效磷、NO^3--N直接影响土壤MBC、MBN含量,同时土壤可溶性有机氮还直接影响土壤BG活性,土壤NO^3--N则直接影响土壤CBH、URE和INV活性。因此,重庆地区茶园追肥施用脲甲醛缓释肥时,基肥选用商品有机肥或菌渣有利于提升土壤MBC、MBN含量,并维持相关转化酶活性。     

长期种植苜蓿对土壤氮素营养的作用

13年长期施肥和轮作试验结果表明，连续种植苜蓿时N肥、P肥、有机肥的配合施用(NPM)较单施P肥对提高土壤硝态氮(NO^-₃-N)含量水平有较好效果；而无论施肥与否，种植苜蓿对土壤深层NO^-₃-N均造成不同程度的亏缺。苜蓿(NPM)连作较小麦(NPM)连作土壤NO^-₃-N利用率高；种植苜蓿对土壤铵态氮(NH⁺₄-N)分布影响与NO^-₃-N不同，深层土壤CK、NPM配施处理NH⁺₄-N含量明显高于施P和裸地处理，不同作物种植系统中以苜蓿连作土壤剖面中NH⁺₄-N含量最高。与其他轮作相比，苜蓿连作在提高土壤剖面供N能力方面有较好作用。     

氮肥优化减施对土壤-莴苣系统氮磷平衡及产量效益的影响

采用田间小区试验, 研究了氮肥减施20%(80%N)与施肥优化[施缓释尿素并减氮20%(80%N+CRU)、氮肥减施20%并添加脲酶抑制剂/硝化抑制剂(80%N+QD)、氮肥减施20%并添加土壤调理剂(80%N+SC)]对土壤-莴苣系统氮磷平衡以及产量效益的影响。结果表明: 3 种优化减氮处理均在一定程度上降低了菜地土壤NO₃^--N(硝态氮)、Olsen-P(有效磷)含量及硝化率水平, 从而降低了氮磷流失进入环境的风险; 同时减氮处理还提高了土壤氮素的利用效率, 增加了蔬菜鲜样产量及菜农实际收入, 效益明显。其中, 80%N+CRU 处理降低土壤NO₃^--N 和Olsen-P 含量最为明显, 但该处理植株可食部分容易累积硝酸盐, 收获时莴苣茎硝酸盐含量显著高于常规施肥处理(CF)和《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》(GB18406.1—2001)(P<0.05); 80%N+QD 处理对各时期土壤Olsen-P 及蔬菜可食部分硝酸盐含量影响较小, 却显著降低了菜地土壤的硝化率水平(P<0.05),从而提高了养分利用效率, 同时与CF 处理相比, 该处理较大幅度增加了莴苣鲜样产量(茎21.7%, 叶7.6%)、总收入(13.0%)、实际收入(14.0%)和产投比(14.2%), 是最佳减氮优化处理。试验地80%N+SC 处理效果不稳定,与常规施肥差异不显著。兼顾经济、食用风险、生态环境等效益, 建议在高肥力菜地土壤中, 氮肥减量与脲酶抑制剂、硝化抑制剂配合施用。     

水氮耦合对设施农田土壤自养和异养硝化作用的影响

水氮措施影响设施土壤氮素的转化及硝化微生物活性,但水氮耦合对设施土壤自养和异养硝化作用差异的影响尚不明确。以连续8年设施水氮耦合田间定位试验土壤为研究对象,控制不同土壤田间持水量(WHC)(40%WHC、60%WHC和80% WHC)进行室内微宇宙培养试验,通过添加乙炔抑制剂抑制自养硝化途径,研究水氮耦合对设施土壤自养和异养硝化速率及参与自养硝化的氨氧化微生物的影响,分析氨氧化微生物氨氧化古细菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)对自养硝化作用的贡献。结果表明,水氮耦合下,不同硝化途径NH4+-N、NO^3--N含量以及参与自养硝化的AOA amoA和AOB amoA基因拷贝数均有显著差异。无乙炔培养7 d后,NO^3--N含量显著增加,而NH4+-N含量显著降低,AOA amoA和AOB amoA的基因丰度显著增加。添加乙炔后,NO^3--N、NH4+-N含量基本保持恒定,AOA amoA和AOB amoA基因丰度显著减少。水氮耦合显著影响自养和异养硝化速率,冗余分析(RDA)表明,NH4+-N含量、AOB amoA、NO^3--N-C2H2、AOA amoA可分别解释自养和异养硝化速率变异的68.9%、34.9%、32.8%和24.4%。设施土壤存在自养硝化和异养硝化两种途径,60%～80%WHC各施氮处理均以自养硝化为主,占总硝化速率的65%～86%;仅40%WHC下,氮纯养分量300和525 kg·hm-2处理以异养硝化为主,占总硝化速率的61%～77%。AOB和AOA共同驱动自养硝化,且AOB贡献更大。     

DMPP与尿素配施对新疆沙砾土壤氮素转化和葡萄叶片光合的影响

研究尿素与硝化抑制剂3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)混施对新疆沙砾土壤氮素转化及葡萄叶片光合的影响,以期为DMPP科学应用提供理论依据。以葡萄品种“赤霞珠”为供试作物,试验设不施肥、单施尿素以及在尿素中分别添加0.5%、1%、3%、5%的DMPP(含氮量的0.5%、1%、3%、5%),共6个处理,探讨不同浓度DMPP与尿素混施对土壤中NH4+-N、NO^3--N、硝化抑制率、pH值以及叶片SPAD值、净光合速率和胞间CO₂浓度等指标的影响。结果表明:施入尿素使土壤中NH4+-N含量增幅达150 mg/kg以上;与单施尿素相比,添加不同浓度的DMPP不仅可以延缓NH4+-N下降趋势,还能有效降低土壤中NO^3--N上升的趋势,但DMPP在0.5%～5%浓度范围内未发生明显的剂量效应,其中添加1%DMPP作用效果最显著;不同浓度的DMPP对土壤的硝化抑制率也不相同,1%DMPP在第14 d的抑制效果可达到49.60%;与不施肥相比,施入尿素可显著提高叶片净光合速率和SPAD值;利用主成分分析提取出的4个主成分可涵盖原始信息的84.146%,其中1%DMPP处理得分最高。综上所述,尿素与DMPP混施可显著抑制NH4+-N向NO^3--N转化,提高硝化抑制率,降低表观硝化率,使土壤中保持较高水平的NH4+-N含量,同时还可显著提高叶片净光合速率。不同浓度DMPP处理间有一定的显著差异,从经济效益和应用效果综合考虑,新疆沙砾土中以1%DMPP与尿素配施效果最佳。     

有机氮与无机氮不同配比对设施菜地次生盐渍化土壤改良效果

通过设施菜地小区试验,研究有机氮与无机氮不同比例配合施用对土壤次生盐渍化的改良效果以及对番茄产量、品质的影响。结果表明:有机氮与无机氮配合施用可以明显降低土壤中全盐含量与电导率,显著降低了土壤中硝态氮的过量积累,尤其有机氮与无机氮比例为2∶1时,效果最好;同时有机氮与无机氮配合施用,达到改善土壤有机质平衡及调控的作用,有机质从16. 8 g/kg增加到21. 7 g/kg;有机氮、无机氮2∶1配施可以明显降低番茄中硝酸盐的含量,显著提高番茄中可溶性总糖和还原型Vc的含量,达到提高番茄产量和提升果实品质的效果。从改良设施土壤次生盐渍化和优质施肥管理两方面综合考虑,建议设施大棚采用有机氮与无机氮配合施用,土壤全盐含量3. 54 g/kg条件下以有机氮与无机氮2∶1配施有机肥与化肥效果最佳。     

长江下游地区水肥一体化对设施番茄氮肥利用率及氨挥发的影响

长江下游地区设施菜地面源污染问题突出、劳动力紧缺,亟需节工、增效且环境友好的施肥技术;水肥一体化滴灌施肥在北方设施蔬菜生产上得到广泛应用,而应用在长江下游地区后对氮肥利用率及氨挥发的影响如何,尚不明确。采用田间小区试验对设施番茄滴灌施肥后的氮肥利用率、土壤氨挥发和速效氮（铵态氮和硝态氮）残留等指标进行了系统观测和分析。结果表明：在相同施氮量下,相比传统肥料撒施方式,滴灌施肥可使氮肥利用率由23.92%提高至40.89%,全生育期氨挥发累积量由37.25 kg·hm^-2减少至3.07 kg·hm^-2,氨挥发损失率由16.56%减少至1.36%,显著减少了31.85%的土壤硝态氮（NO₃^--N）残留量。本研究为设施菜地水肥一体化技术在长江下游地区的推广应用提供了科学依据。