设施菜田土壤氮素淋溶特征及阻控措施的研究进展

设施菜田在蔬菜作物生产中占据重要比例,土壤氮素作为设施菜田生产中需求量最高的营养元素,在保证设施菜田品质与产量中发挥着不可替代的作用。但由于设施菜田土壤一直处于高度集约、高度施肥、土地利用率高,使得土壤氮素利用率偏低,淋溶损失严重。本文基于2001—2021年来国内外对于设施菜田土壤氮素淋溶特征研究成果,从概述设施菜田土壤氮素损失途径及淋溶特性着手,分析设施菜田土壤氮素淋溶影响机制。总结出设施菜田氮素淋溶损失主要受到施肥、灌水、土壤质地及种植年限影响,采取减氮控水、调节土壤碳氮比、施用土壤抑制剂以及运用填闲作物等措施,能够在保证设施菜田作物品质条件下,降低土壤氮素淋溶损失。探讨针对设施菜田氮素淋溶损失今后进一步研究方向,以期为设施菜田的合理管控与生态可循环利用提供理论依据。     

不同碳源材料对设施土壤碳氮状况及作物生长影响研究

研究旨在改善设施土壤碳氮状况,提升菜田土壤质量,以期提高蔬菜产量与品质,对促进菜田可持续发展具有重要意义。通过施用天然木本泥炭、人工木本生物炭、人工草本生物炭等不同碳源材料研究设施菜田土壤碳氮变化及作物生长影响,分析不同材料的碳氮调控影响。研究结果表明：在0~30 cm土层,土壤有机碳改善效果依次为：处理3＞处理2＞处理1＞处理4。土壤全氮含量表现为：处理2＞处理1＞处理3＞处理4,添加碳源物质的处理较处理4土壤全氮含量提高13.8%~15.9%。土壤C/N比值依次为：处理3＞处理2＞处理1＞处理4,施碳处理均提高了土壤C/N比值,且施入碳量越高对提高C/N越明显,而3种不同碳源材料对深层土壤碳、氮影响不明显。处理2产量最高,较对照增长了11.87%。处理3促进根部生长明显。各处理对菠菜综合品质的影响依次为处理2＞处理3＞处理1＞处理4。施加碳源材料可以补充土壤碳素,同时可调节土壤氮素的转化与吸收,土壤碳氮失衡问题得到改善,最终对提高蔬菜产量与改善品质有较大促进作用。     

1993—2018年广西桉树主产区土壤肥力演变特征分析

探明长期连栽的经营方式对广西桉树人工林土壤肥力的影响以及各土壤肥力指标的演变特征,为广西桉树人工林经营制定合理的营林、施肥管理方式。以广西桉树主产区域为研究对象,选取pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾等土壤化学指标,采用模糊数学法评价广西1993—2018年桉树人工林地土壤肥力质量。结果表明,长期连栽下广西桉树人工林土壤呈酸化趋势,从最初的pH 4.83下降至pH 4.63,下降了4.14%。土壤有机质、全磷、碱解氮、速效钾的含量均有显著下降的趋势。土壤肥力质量指数(IFI)介于0.475~0.613之间,整体肥力指数较低。在实际生产中应重视土壤改良,提倡测土配方合理施肥,减少酸性肥料的使用,增施有机肥、缓释肥,保证桉树人工林生态健康、可持续发展。     

靖西市植烟土壤肥力适宜性综合评价

为了准确评价云南省靖西市植烟土壤养分现状,在该市10个植烟乡镇采集206个土壤样品,选取pH、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硫、有效锌和水溶性氯8个评价指标,运用隶属度函数模型、指数和法和克里金插值法对靖西市烟区土壤肥力进行适宜性评价。结果表明,采样区土壤肥力均在Ⅴ级以上,适宜性指数为0.54,肥力中等偏下;10个乡镇中,壬庄肥力适宜性等级最高,其他依次为同德、化峒、新靖、渠洋、岳圩、地州、新甲、禄峒和武平。其中壬庄南部肥力最高,同德南部和渠洋东北部肥力较高,岳圩北部部分区域肥力较高;新靖土壤肥力均为中等肥力;地州中部肥力偏低,四周肥力高;禄峒肥力整体偏低;武平肥力最低且北部极低。根据土壤养分丰缺现状、绘制土壤肥力等级空间分布图,为该区烟草科学施肥提供了依据。     

菜田土壤有效磷供应临界指标分析

确定土壤有效磷供应临界值,对于菜田磷素推荐具有重要的参考价值。蔬菜根系浅、根长密度低的特征,以及受反季节设施栽培的影响,导致了大多数蔬菜对土壤有效磷供应强度的要求明显高于粮食作物。本研究汇总分析了近20年来发表的20余篇相关中文文献及在北京郊区的试验结果,计算了主要蔬菜的氮磷钾养分吸收参数及吸收比例,采用线性加平台方程拟合获得了一般菜田土壤有效磷的供应临界值,并对其影响因素进行了剖析。结果表明,在当季不施有机肥条件下,北方露地菜田土壤有效磷的供应临界值为27.0 mg/kg P;果类蔬菜的土壤有效磷供应临界值为56.7 mg/kg P,明显高于叶类蔬菜的临界值39.1 mg/kg P;施用有机肥显著降低了露地菜田土壤有效磷供应临界值;设施菜田土壤有效磷供应临界值高于同样施用了有机肥的露地菜田。     

不同磷水平设施菜田上结球生菜的适宜施磷量推荐研究

以结球生菜为试材,采用小区试验对比的方法,研究了高中低3种磷水平设施菜田上,不同施磷量对产量、品质、土壤有效磷含量和磷素农学效率的影响。结果表明：高磷菜田上,施磷量(P₂O₅)为36.54 kg/hm²时结球生菜产量最高;中磷菜田上施磷量(P₂O₅) 54.91 kg/hm²时结球生菜产量最高,硝酸盐含量较低,维生素C含量增加,土壤有效磷含量显著提高;低磷菜田上施磷量(P₂O₅) 91.35 kg/hm²时结球生菜产量最高,硝酸盐含量降低。土壤磷含量和施磷量增加,均会造成磷肥农学效率降低。因此,高磷菜田上不施磷肥或少施磷肥,中磷菜田配施中水平磷肥,低磷菜田配施高水平磷肥是提高结球生菜产量、品质和磷肥农学效率的有效措施。     

湘西烟区土壤肥力状况分析与综合评价

为综合评价湘西烟区植烟土壤适宜性,选取有代表性的龙山县和凤凰县的371个土壤样品,采用隶属度函数对数据进行处理,并运用主成分分析法确定了各土壤养分指标的权重,通过估算土壤适宜性指数（SFI）对湘西植烟区土壤肥力进行了综合评价。结果表明：(1)湘西烟区土壤土壤有机质含量适宜,pH部分偏低,大量元素氮磷钾含量丰富,碱解氮含量偏高,中量元素交换性钙镁和有效硫含量适宜,微量元素有效锌、有效铜、有效铁、有效钼含量丰富,有效硼含量缺乏,有效锰含量偏高;(2) 湘西烟区土壤适宜性指数平均值为0.57,变幅较大,为0.17~0.76,变异系数较小为15.11%;(3)根据SF1大小将全省土壤肥力分为高、较高、中等、较低和低5个等级,有64.69%土壤样本土壤适宜性指数在0.2~0.6之间。     

有机肥替代化肥对茄子产量、品质和土壤肥力的影响

为减少化肥的过量施用导致的蔬菜品质下降、肥料利用率降低等问题,探讨宿城温室茄子合理的有机肥替代氮肥比例和有机肥种类,研究有机肥替代部分氮肥对温室茄子产量、品质和土壤理化性质的影响。结果表明,有机肥替代40%氮肥优于有机肥替代30%氮肥,较常规施肥产量增加了5.17%,氮肥利用率提高了10.49%。有机肥替代40%氮肥,与常规施肥相比,可溶性糖含量增加9.09%,Vc含量增加12.31%,硝酸盐含量减少7.09%,土壤有机质含量增加17.06%,土壤pH降低2.92%。表明减施氮肥、增施有机肥是提高温室茄子产量、改善品质、土壤肥力的有效途径,百可农有机肥适宜提升土壤肥力,沃绿宝有机肥适宜提升茄子品质。     

油渣和生物炭对核桃生产园土壤肥力的影响

研究油渣和生物炭对土壤养分和土壤肥力的影响,为新疆乌什县核桃(Juglans regia)生产园土壤肥力提升提供理论依据。在田间常规NPK施肥的基础上,增施油渣(27.3、54.6、81.9 kg/株)和生物炭(168.2、336.4、504.6 kg/株),通过对土壤中养分含量进行分析,探讨油渣和生物炭不同施肥处理对土壤养分的影响,并利用乌什县核桃生产园土壤肥力指数(SFI)评价模型评价不同施肥处理对土壤肥力的提升效果。结果表明:油渣和生物炭的不同施肥处理能不同程度的提高核桃生产园土壤有机质、全量养分和速效养分的含量,其中油渣提升效果更为显著;油渣的不同施肥处理能不同程度的提高土壤Ca、Fe、Mn和Zn的含量,降低土壤Mg和Cu的含量,生物炭的不同施肥处理能不同程度的提高土壤Ca、Mg的含量,降低土壤Mn和Cu的含量;与对照相比,施用油渣和生物炭均能提高土壤肥力,在油渣的不同施肥处理中,施肥量为54.6 kg/株时土壤肥力指数最高,在生物炭的不同施肥处理中,施肥量为168.2 kg/株时土壤肥力指数最高,油渣和生物炭施用过量均会降低土壤肥力指数。因此,本试验得出对核桃生产园土壤肥力提升的最佳施肥量为:油渣54.6 kg/株或生物炭168.2 kg/株。     

水肥管理及秸秆还田对设施菜田土壤钾素淋洗的影响

针对设施蔬菜传统水肥管理模式中钾素过量投入、因缺镁造成果类蔬菜品质下降等问题,以一年两季设施番茄为研究对象,通过对不同土壤深度钾素淋洗的周年动态监测,研究了不同水肥管理模式及秸秆还田对设施菜田土壤钾素淋洗的影响。结果表明,滴灌施肥处理下菜田平均每季钾素盈余394 kg/hm2,明显低于漫灌施肥处理;滴灌施肥菜田0~60 cm土层土壤速效钾累积程度小于漫灌施肥,且显著降低了钾素淋洗量,50,90 cm处平均每季淋洗量分别为15.9,4.2 kg/hm2,而漫灌施肥体系则分别达到26.9,16.9 kg/hm2,漫灌体系过量灌溉和施肥是导致钾素大量淋洗的根本原因;漫灌体系下添加秸秆后有降低表层土壤速效钾积累的趋势,增加了土壤钾素淋洗。     

北京市蔬菜基地土壤重金属含量的环境质量分析与评价

为了解北京市蔬菜基地土壤环境质量状况,选取北京市43家蔬菜基地土壤进行了重金属砷,汞、铅、镉、铬含量的抽样调查分析,通过采用单因子染污指数及内梅罗综合污染指数相结合的方法对北京市蔬菜基地土壤重金属的环境质量状况进行评价,结果表明：被监测区域范围内土壤各项重金属的平均含量均低于GB/T 18407.1—2001《农产品质量安全 无公害蔬菜产地环境要求》规定的限量值,土壤中各项重金属的单项污染指数均<1,综合污染指数为0.257,土壤未受到污染,土壤环境质量为1级,属于清洁水平,适宜发展无公害蔬菜。同时发现大部分监测点位重金属含量高于北京市农业土壤环境自然背景值,结果表明监测点土壤中产生了重金属累积,个别蔬菜基地的重金属铬含量较高,已经达到警戒水平。     

天津市郊不同利用方式农田土壤镉的累积特征及生态风险评估

为揭示天津市郊不同土地利用方式下农田土壤镉的积累特征及其生态风险,对天津市郊西青、东丽、北辰和津南四区不同土地利用方式下的330个农田土壤样品中的Cd含量进行了分析测试。结果表明,天津市郊四区中土壤Cd含量范围在0.07~3.89 mg/kg,均值含量为0.33 mg/kg,高于天津土壤Cd背景水平,已经有明显的积累现象。四区不同土地利用类型中北辰所有土地利用类型中土壤Cd含量的变异系数普遍较小,为0.24~0.34,而东丽菜田、大田和津南菜田、园田土壤Cd含量变异系数较高,均在0.9以上,各样点之间土壤Cd含量变化较大。方差分析结果表明,不同区域内同一种土地利用类型下土壤Cd含量分布表现出较为明显的差异性,同一区域的不同土地利用类型下土壤Cd含量也具有一定程度的差异。采用Hakanson潜在生态危害指数法对四区不同土地利用类型下农田土壤Cd潜在生态危害进行计算,结果表明在全部监测点位中,有4%的监测点位处于轻微的潜在生态风险,36.3%的土壤Cd处于中等生态风险水平,而16.2%和15.9%的土壤Cd达到了强和很强的生态风险水平,7.6%则达到了极强的生态风险水平,应采取积极措施对强生态风险水平以上的农田土壤区域进行治理和修复。     

沪郊菜地土壤养分状况分析与评价

对沪郊蔬菜主产区域的165个土壤样品进行主要养分含量测定与统计分析,评价菜地土壤主要肥力指标和土壤pH。结果表明,沪郊蔬菜主产区土壤平均pH 6.82,不同涉农区土壤pH呈现较大差异;土壤有机质平均含量相对丰富,绝大部分土样中碱解氮、有效磷和速效钾含量都处于Ⅰ级水平;土壤可溶性盐平均含量3.5 g/kg,达到轻度盐渍化水平。     

土壤调理剂对设施菜田土壤及作物生产的影响

为了明确土壤调理剂在改良设施土壤理化性状及增加作物产量方面的作用,确定土壤调理剂产品的最佳施用量,便于在农业生产中的应用推广,笔者研究了土壤调理剂对设施菜田（以北京市房山区为例）土壤性状及农作物生产的影响。结果表明：施用土壤调理剂对提高设施土壤田间持水量、土壤阳离子交换量及番茄产量作用明显,土壤调理剂施用量与土壤田间持水量、阳离子交换量及番茄产量的关系分别可以用方程y=-8×10- 5x2+0.0329x+27.34(R2=0.958),y=-0.0004x2+0.0639x+16.39(R2=0.9344)和y=-0.0041x2++0.5155x+77.725(R2=0.9877)拟合。土壤调理剂施用量60~75 L/hm2对改善土壤理化性状、增加番茄产量最优。     

设施菜田土壤磷素累积特征与风险调控方法

为了研究设施菜田土壤磷素累积特征与风险调控方法，综述了国内外近20年的设施菜田土壤磷素累积与损失方面的研究。发现中国设施菜田由于磷素的过量投入，导致表层土壤磷素过量累积，有效磷含量远远超出50-80 mg/kg的磷素损失环境拐点值。从磷素损失途径着手，讨论了源头调控（控制磷肥投入数量、改进磷肥施用方法），过程调控（优化种植制度、施用磷素螯合剂），末端控制（植物篱拦截）和经济、法规策略等方法对控制磷素损失的影响。最后探讨了该研究领域存在的若干问题，今后需要加强有机肥使用管理和环保重点区域磷素风险评估等方面的研究。     

河北省设施蔬菜土壤微量金属元素状况评价及来源分析

对河北省设施蔬菜土壤微量金属元素调查与评价表明,土壤出现不同程度的重金属污染和微量元素积累.以无公害蔬菜产地环境为评价标准,采用指数法评价,土壤重金属综合污染指数为1.25,属3级,轻污染水平.单项污染指数评价是镉(Cd)>铬(Cr)>砷(As)>铅(Pb),Cd、Cr单项污染指数分别为1.59,1.14,均属3级轻污染水平,As和Pb的单项污染指数分别为0.35和0.05,属1级安全水平;土壤Cd的超标率为73.7%,Cd超标率为68.4%.与河北省土壤自然背景值比较,土壤Pb和As含量在背景值以下,Cd和Cr含量分别是背景值的12倍和4倍.土壤微量元素呈现不同程度的积累趋势.土壤微量元素有效Fe、有效Mn、有效Cu和有效Zn含量分别是对照农田的5.7,2.9,4.0和15倍.以菜地土壤微量元素分级标准,4种金属元素处于高含量比例分别为65.8%,25.1%,100%,83.6%.在评价基础上,分析指出化肥尤其是进口磷肥是河北省设施蔬菜土壤Cd污染的主要来源,没有重金属限量标准的畜禽粪便和有机肥是Fe、Cu、Zn和Cr的主要来源.     

哈尔滨市东南郊菜地土壤重金属潜在生态危害评价

为调查研究哈尔滨市东南效菜地土壤重金属污染状况,采用火焰原子吸收光谱法对各土壤样本的重金属元素Cu、Zn、Pb、Ni、Cd、Cr、As和Hg的含量进行测定,采用地质累积指数法和潜在生态危害指数法,以松嫩平原背景值作为参比值,对哈尔滨市东南郊菜地土壤重金属的潜在生态危害作出评价。地质累积指数法评价结果显示,重金属的污染程度顺序依次为：Zn>Hg>Cd>Pb>Cu>Ni>Cr>As,Zn达到中等污染-强污染水平;潜在生态危害指数法结果表明：Hg是菜地土壤中潜在生态危害最严重的元素,达到中等生态危害程度,Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As均为轻微生态危害程度,潜在生态危害综合指数RI为169.565,说明重金属污染已达到中等生态危害程度。结果表明,哈尔滨市东南郊菜地土壤已受到污染,污染等级为中污染,处于中等生态危害水平。     

东洞庭湖湿地生态系统健康评价

湿地生态系统健康评价是湿地保护的基础,对提高湿地生态环境管理水平具有重要的指导作用。以国家级自然保护区湖南省东洞庭湖湿地为研究区,利用Mamdani FIS (模糊推理系统)模型,构建了包含水体PH值,水体悬浮物浓度、土壤pH值、土壤含水量、植被类型数量、入侵物种数量、湿地面积变化率、人口密度、产业结构等9个影响因子的指标体系,进行了湿地生态系统健康评价。结果证明,东洞庭湖湿地生态系统健康评价得分为1.37分,健康状态介于亚健康和不健康之间。利用Mamdani FIS 模型的非线性分析能力和基于专家意见的推理规则,评估湿地健康指数时不需要先验知识支撑,简化了模型使用时对数据的要求。通过对评价结果进行分析提出了保护利用的建议,以期为长江中下游湖泊湿地生态环境保护政策的合理制定提供科学依据。     

粘土矿物原位修复Cd污染土壤的研究进展

土壤Cd污染已成为严重的环境和公共健康问题,日益受到人们的密切关注,利用粘土矿物修复Cd污染土壤是一种行之有效的技术。为了实现重金属Cd污染土壤能有效快速修复,本研究在总结粘土矿物性能的基础上,分析了粘土矿物对重金属Cd污染土壤的影响因素,主要包括粘土矿物的类型、用量、改性及土壤pH、污染程度,概括了其修复机理,吸附作用和沉淀作用,结果显示修复效果良好。最后,提出了该领域的研究方向。