25年来种植业结构调整驱动的县域养分平衡状况的变化——以山东惠民县为例

本文以山东省惠民县为例,采用1984年全国第二次土壤普查和2004年土壤调查的实测数据以及历年农户调查结果和统计数据,系统分析了过去25年来惠民县种植业结构调整对该县养分平衡和土壤养分特征的影响。结果表明,惠民县种植业结构由以粮棉为主演变为以棉粮菜为主;该县的养分平衡状况为氮盈余6089～19405t,磷盈余259～7001t,钾亏缺2532～6712t;该县土壤有机质含量、全氮含量、速效磷含量分别增加了57%、22%、303%,速效钾含量则降低了6%。种植业结构的改变影响了农田氮、磷、钾养分的投入,进而影响到整个县域的养分收支平衡和土壤的养分含量,因此如何合理进行作物种植布局并优化不同种植体系的施肥技术将成为今后区域农业生产优质高效的主要方向。     

川中丘陵区农田养分变化与可持续发展研究

采用典型抽样法,以梓潼、资中和犍为为例,根据实地调查、有关统计资料和土壤分析结果,研究了川中丘陵区1985～1999年农田养分平衡和主要土壤养分变化。结果表明:1990年后,农田氮素开始出现盈余,平均盈余率超过35%;磷素平均盈余率超过40%;钾素一直呈大比例的亏缺状态,平均亏缺近50%。通过2000年和第2次土壤普查结果的对比分析研究,阐述了农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化状况提出了实现川中丘陵区农田可持续利用的对策和措施。     

西湖平原区连续13年定位施肥对麦、稻产量及土壤肥力的影响

以浙江省水网平原水稻主产区土壤为对象,通过定位试验,研究了连续13年的不同施肥处理对麦稻产量、土壤养分状况和物理性状的影响。结果表明,化肥配施有机肥可显著提高麦、稻产量; 不同施肥处理的长期定位试验土壤有机质含量和全氮均呈上升趋势,增幅依次为: 栏肥+NPK秸秆+NPKNPK秸秆栏肥CK处理; 土壤碱解氮和速效磷也呈增加趋势,以栏肥+NPK处理的增幅最为明显。土壤物理性状的分析表明,长期施肥均能明显增加土壤水稳性团粒含量和土壤孔隙度。经土壤养分平衡分析,栏肥+NPK、秸秆+NPK和NPK处理的氮和磷呈现盈余,秸秆和CK处理氮和磷亏缺; 栏肥+NPK和秸秆+NPK处理钾基本平衡,NPK、秸秆、栏肥和CK处理钾严重亏缺。长期定位试验进一步证明有机肥与氮、磷、钾化肥长期配合施用可实现当地农作物持续稳产,农田施肥管理要注意适当减少氮、磷投入,增加钾肥施用量,保持农田土壤养分平衡。     

紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化趋势研究—以四川省犍为县为例

根据有关统计资料、实地调查和土壤分析数据,采用典型抽样法,以犍为县为例,研究了近14年(1985～1999年)来该县农田养分平衡与土壤养分变化的趋势。结果表明:20世纪90年代以后,农田氮素由持平转向盈余;磷素全面扭亏为盈,盈余率已超出50%;钾素一直处于大比例亏缺状态。通过1981年和2000年的土壤主要养分含量对比研究,获得了近20年来土壤养分动态变化的基本趋势,以及农田养分平衡状况对土壤养分变化的影响,并针对农田养分平衡与土壤养分变化的趋势,提出了四川紫色丘陵区县级农田养分平衡与土壤养分变化的相应调控对策和措施。     

等氮配施有机肥对喀斯特峰丛洼地农田作物产量与养分平衡的影响

基于自2006年在广西喀斯特峰丛洼地区开展的长期玉米/大豆套作定位施肥试验,选择2010—2014年监测数据,探讨等氮量投入条件下,不同比例有机肥替代无机氮肥对喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作系统作物产量及土壤养分的影响,为喀斯特峰丛洼地农田作物高效施肥及提高土壤肥力提供理论依据。试验选取4个处理:对照(不施肥,CK)、平衡施用化肥(NPK)、有机粪肥替代30%化肥氮(C7M3,按氮素计算,不足30%的PK用无机肥补充,肥料总量与NPK处理相同,有机粪肥为牛粪,下同)、有机粪肥替代60%化肥氮(C4M6,按氮素计算,不足60%的PK用无机肥补充),每个处理4次重复。于2010年、2012年、2014年大豆收获后采集土壤样品,测定土壤养分状况。结果表明:1)施肥处理土壤有机质、全氮、速效磷及速效钾含量均高于CK处理,其中C4M6处理有机质含量显著高于NPK处理(P0.05),全氮、速效磷和速效钾含量随着有机粪肥施用量的增加而增加。2)长期不同施肥处理玉米和大豆产量分别是不施肥处理的4.15~4.36倍、2.47~2.58倍。不同施肥处理的增产效果为C4M6NPKC7M3,但施肥处理间差异不显著(P0.05)。3)长期不施肥CK处理玉米产量随着试验年限推移呈下降趋势,降幅为5.45 g·m~(-2)·a~(-1),大豆产量却表现出增加趋势,增幅为1.50 g·m~(-2)·a~(-1)。长期施肥处理中,玉米和大豆产量总体呈增加趋势。4)施肥处理中,玉米季表现为钾素亏缺(NPK处理除外),大豆季表现为氮素亏缺。综合两季作物,只有C4M6钾素表现亏缺,亏缺量为7.9 kg·hm~(-2)。磷素在各施肥处理中盈余量较大,分别为81.2 kg·hm~(-2)(NPK)、83.4 kg·hm~(-2)(C7M3)和74.8 kg·hm~(-2)(C4M6)。综上,在喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作制度下,基于作物产量及土壤养分表观平衡特征提出有机粪肥可以代替部分化肥施用,在玉米季适当"减氮、稳磷和增钾",大豆季"稳氮、减磷和减钾"的施肥措施。     

黑龙江垦区农田土壤养分平衡分析与评价

养分资源高效利用是农业绿色发展的重要环节。黑龙江垦区是中国粮食主产区之一,对其进行农田土壤养分平衡评价至关重要。该研究以黑龙江垦区为研究对象,采用农田土壤养分平衡方法,分析与评价其2000-2018年农田土壤氮、磷、钾养分输入与输出情况。结果表明:1)2000-2018年黑龙江垦区农田土壤氮、磷、钾输入与输出整体呈现"平稳-增长-下降后平稳"的趋势,养分输入以化肥为主,养分输出以籽粒和秸秆为主。2)黑龙江垦区农田土壤单位面积养分输入量较为稳定,并且所带来的经济效益在增加。3)2017年以来黑龙江垦区农田土壤氮和钾处于养分平衡状态,而磷处于养分盈余状态。2018年黑龙江垦区氮、磷、钾利用效率分别为51.03%、27.98%、10.04%。建议黑龙江垦区大力推广有机无机肥配施,开展农田土壤养分平衡长期调查与监测,促进区域农业绿色发展。     

辽西土壤养分供应能力与高粱施肥推荐

为探讨辽西褐土区土壤养分供应能力,2012年和2014年采用随机区组试验研究了不同施肥处理下土壤养分供应、高粱产量及养分吸收利用的变化。试验包括CK、NPK、PK、NK和NP 5个处理,3次重复。结果表明,该试验区土壤供氮、供磷、供钾能力分别为80.9%、88.5%、97.6%。土壤供氮、磷能力为"中",供钾能力为"高",氮素是该区高粱生产首要养分限制因子。2012年NPK较PK处理增产20.5%,与NK处理产量差异不显著,2014年NPK分别较PK和NK处理增产26.9%和20.3%,2年间NPK与NP处理产量差异不显著。NPK或NP配施可显著提高高粱产量。不同施肥措施对N、P、K的吸收量以NPK和NP处理较高。施氮肥可显著降低氮素收获指数,施磷肥和钾肥对磷素和钾素收获指数无显著影响。肥料农学效率以磷肥最高,氮肥居中。肥料利用率以氮肥最高,磷肥最低。综合不同施肥处理下的养分供应能力、高粱产量、养分吸收量和利用率可知,本地区高粱施肥应加强氮肥的合理投入,并注重磷肥的合理施用。     

设施蔬菜土壤剖面氮磷钾积累及对地下水的影响

针对设施栽培中传统施肥灌溉带来的养分浪费和环境污染问题,采集河北省定州市设施蔬菜、农田土样及相应的地下水样品,分析了不同设施蔬菜种植年限土壤剖面中速效养分的累积规律及地下水受硝酸盐污染的程度。结果表明:0～200cm和0～400cm设施土壤的速效养分累积均高于对照农田。低龄棚硝态氮、速效磷、速效钾及水溶性磷含量分别为377.2mg·kg-1、448.8mg·kg-1、1405.6mg·kg-1、30.6mg·kg-1,分别是对照农田的4.7倍、4.6倍、1.4倍和11.5倍;老龄棚硝态氮、速效磷、速效钾及水溶性磷含量分别为629.1mg·kg-1、555.0mg·kg-1、2567.1mg·kg-1、35.2mg·kg-1,分别为对照农田的6.4倍、16.3倍、2.7倍和12.0倍。设施土壤速效养分深层累积比例随棚龄增加而增加。设施蔬菜栽培区表层地下水(地下饮用水,20m)受硝态氮污染严重,超标率和严重超标率为39.3%和7.1%;而深层地下水(农田和大棚灌溉水,40m)硝态氮含量7.4mg·L-1和9.6mg·L-1,超标率分别为25.0%和37.5%,无严重超标水样。     

洱海流域北部农田养分平衡及残留特性研究

为减少农田氮磷流失,改善洱海水质、遏制富营养化发展,以洱海流域北部8个乡（镇）为研究区域,采用现场调查与分析测试相结合的方法研究了洱海流域北部10种典型轮作模式的施肥量、作物养分吸收量、农田养分盈余量以及土壤养分残留状况,对不同轮作模式农田养分平衡及残留特性进行了分析评价。结果表明,水稻-大蒜轮作模式下有机肥和氮肥的投入量显著高于其他模式,水稻-蔬菜作物轮作模式的磷肥投入量显著高于其他模式;不同轮作模式间土壤养分残留差异性以硝态氮最为突出：水稻-大蒜轮作条件下土壤硝态氮残留量达43.4mg.kg-1,明显高于其他轮作模式;10种轮作模式均处于养分盈余状态,以水稻-大蒜轮作模式养分盈余量最大,为1258.8kgN.hm-2和1472.7kgP2O5.hm-2;养分盈余量差异主要凸现在小春季作物上;土壤中易流失的硝态氮、铵态氮和速效磷与氮磷肥的投入量和养分盈余均呈显著相关。表明水稻-大蒜和水稻-蔬菜轮作是洱海流域农田环境污染风险较高的种植模式,需要重点防控。     

河西农田养分投入产出平衡的长期定位研究

通过长期定位试验和作物养分含量分析,确定了河西地区小麦、玉米生产上测土配方施肥的可靠养分吸收参数,系统研究了河西灌区农田主要养分投入产出状况.连续24 a研究结果表明,长期连施化肥(NP,NPK)土壤氮素投入产出盈余率前期(1982-1990年)为8.6%～19.1%,最高时期(1997-2005年)的表观盈余率平均为29.0%～48.5%,扣除氮素损失后为负平衡;磷素化肥投产始终为正平衡,平均盈余率为57.4%～68.3%.钾素化肥投入不抵作物携带量,投产为负平衡.平均盈余率为-58.7%.说明连施化肥氮、钾养分投入不足.有机肥与化学肥料长期配合平衡施用(MNP,MNPK),氮素平均盈余率56.3%～61.5%,扣除氮素损失后为正平衡,盈余率平均为9.4%～10.9%;磷素投产为正平衡,平均盈余率高达249.9%～265.7%;钾素投产为负平衡,平均亏缺19.9%.有机肥连施钾素亏缺45.0%.增施化学钾肥,适量减少化学磷肥,保持氮素化肥投入水平,配施有机肥是科学的平衡施肥技术.     

露地洋葱施肥、土壤养分及产量状况的分析研究

在农户调查和土壤测试相结合的基础上,分析了山东惠民县露地洋葱土壤养分状况、肥料投入及其对产量和养分平衡的影响。结果表明,施用有机肥农户占总调查户的44%,平均由有机肥带入的氮磷钾养分量分别为N 170kg hm-2、P2O5112 kg hm-2、K2O 223 kg hm-2。化肥氮、磷投入量较高,平均分别为N 458 kg hm-2和P2O5399 kg hm-2,是洋葱氮磷吸收量的4.0和6.0倍,化学钾肥不足(K2O 131 kg hm-2),占洋葱钾吸收量的55%。收获时0~30 cm土壤无机氮含量达到88 kg hm-2,O lsen-P(P)和速效钾(K)平均含量分别为25.5和104 mg kg-1。自春季返青前到收获期间,30~60 cm和60~90 cm土壤无机氮含量均有不同程度的提高,土壤氮表观损失量与氮素投入量呈显著直线相关,维持土壤氮素平衡的最大氮素供应量为290 kg hm-2。相关分析表明,无论是氮、钾化肥投入量还是各阶段土壤无机氮、速效钾含量都与洋葱产量无显著相关,而磷肥用量及0~30 cm土壤剖面O lsen-P含量与产量有显著正相关(p<0.05)。     

湖北潮土区不同轮作制度下土壤养分平衡状况与评价

通过连续5年定点调查和取样分析,研究了湖北省2个潮土区域农田土壤养分平衡状况,并用允许养分平衡盈亏率进行了评价.结果表明:①在几种主要轮作制中,所有作物的K肥施用量及施用比例均明显比N肥低,但几乎所有作物的K素吸收量均明显高于N素吸收量,早、晚稻吸收P、K的比例明显高于其它作物.②不同轮作制中土壤养分平衡状况表现为N素有不同程度的盈余、P素基本平衡、K素总是亏缺的,且水田K素亏缺量明显高于早地.在此基础上,作者提出"减N稳P增K"和以一个轮作周期为单位进行统筹施肥的养分平衡调控措施,以实现作物生产的高产稳产和土壤养分平衡的良性循环.     

我国耕地土壤养分变化与肥料投入状况

根据全国耕地地力监测点 10余年监测结果 ,分析了我国耕地土壤养分变化与肥料投入状况。结果表明 ,有机肥投入量有逐渐减低的趋势 ,而化肥投入量稳中有升 ;常规施肥区土壤有机质、速效氮、速效钾年度间基本稳定 ,而速效磷稳中有升 ;空白区土壤有机质、速效氮基本稳定 ,速效磷、速效钾有下降趋势。养分收支平衡分析表明 ,氮磷盈余、钾亏缺。氮盈余量北方旱地、南方旱地和水田随年度稳中有升 ,而北方水田逐渐下降 ;磷盈余均稳中有升 ;钾亏缺南方水田在缓解 ,而其他农田在逐渐加大     

设施菜地土壤养分演变规律及对地下水威胁的研究

1994～1997年山东寿光设施蔬菜年平均施肥量达到N 1351.2kg hm-2、P2O5 1701.2kg hm-2和K2O 539.6kg hm-2;2004年与1997年相比,氮肥和磷肥的用量减少,钾肥的用量增加,有机养分的比例增加。日光温室蔬菜氮肥、磷肥、钾肥的表观利用率分别为21.33%、2.82%、61.34%。蔬菜土壤有机质含量高于露地土壤。寿光日光温室土壤中碱解氮含量平均205.4mg kg-1;速效磷的含量平均为225.2mg kg-1,具有明显的积累效应,与设施种植时间之间存在极显著的相关性(r=0.550**,n=35);土壤速效钾含量最高为369.7mg kg-1,也具有明显的积累效应,与设施使用时间具有极显著的相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为336.0mg kg-1,土壤水溶性镁的含量平均为70.6mg kg-1。日光温室土壤中微量元素除硼外,含量均高于露地土壤。地下水硝酸盐污染严重,而且上升迅速。     

几个典型华南人工林土壤的养分状况和微生物特性研究

为了了解华南主要树种对土壤肥力的影响,分别用土壤化学分析方法、稀释平板法和酶分析法对相似立地条件的杉木林、马尾松林、湿地松林、马占相思林和尾叶桉林的凋落物养分、土壤养分、微生物数量及酶活性进行了研究。结果表明,5种林分中,杉木林的凋落物储量最大,凋落物的养分储量较大,为94.08kg hm-2。5种林地均呈强酸性。杉木林的土壤肥力较高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为25.54 g kg-10、.96 g kg-1、0.37 g kg-11、2.04 mg kg-1、64.42 mg kg-1、1.87 mg kg-1、41.88 mg kg-1,但是土壤微生物数量小;马尾松林、湿地松林凋落物的养分储量小,土壤养分含量较低,土壤肥力低;马占相思林有效地改善了土壤化学性质,凋落物的养分储量在5种林分中最大,达106.2 kg hm-2,土壤肥力高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为23.42 g kg-1、0.93 g kg-1、1.28 g kg-1、15.29 mg kg-1、69.32 mg kg-1、1.98 mg kg-1、76.88 mg kg-1,微生物数量大,酶活性强;尾叶桉林的土壤有机质、N和P含量低,K含量高,微生物数量小和酶的活性较低,土壤肥力低。     

水田土壤肥力现状及变化规律分析——以湖北省为例

2005～2009年测土配方施肥项目获取了大量数据,本文通过对湖北省2008年所获取的水田土壤养分数据进行抽样研究,系统分析鄂东、江汉平原、鄂东南、鄂东北、鄂中、鄂西北和鄂西南7个稻区的土壤肥力现状,并将其与第二次土壤普查时的数据进行比较,探讨水田土壤养分的变化规律及原因。结果表明,目前湖北省水稻土有机质、碱解氮、有效磷和速效钾含量及pH平均值分别为26.1 g kg-1、124.2 mg kg-1、13.1 mg kg-1、89.1 mg kg-1和6.3,主要分布范围分别为10～40 g kg-1、>90 mg kg-1、5～40 mg kg-1、50～150mg kg-1和5.0～7.5。各养分元素在不同稻区的分布均存在一定的差异,从全省来看,有机质含量具有东、南高,西、北低的分布特征;碱解氮具有西、南高,东、北低的特征;速效钾和pH具有西、北高,东、南低的特征;而有效磷没有表现出明显的区域分布规律。与第二次土壤普查相比,由于长期施用氮、磷肥和肥料用量不断增加以及秸秆还田面积和数量的增加,一方面促进了水稻土有机质、碱解氮和有效磷含量的提高,另一方面也加速了土壤的酸化;而钾肥用量的不足及高产水稻品种对钾素的大量吸收,也导致了土壤速效钾含量的下降。可见,在湖北省目前的稻区农业生产中,增加钾肥用量,合理调整氮、磷、钾肥的比例,并在进行秸秆还田的同时适当配施石灰,是实现水稻土肥力提高和防止土壤酸化的有效途径。本研究还说明,充分利用测土配方施肥项目的资料对土壤养分数据进行系统研究,可以获得对区域性土壤肥力现状及变化的全面认识。     

不同来源畜禽粪的养分和污染物组成

畜禽粪中养分和有害物质的状况直接影响其利用价值。本文从浙江省采集了155个代表性畜禽粪样(包括93个猪粪样,31个鸡粪样,18个鸭粪样和13个牛粪样),采用化学分析和光谱分析方法鉴定了其营养物质、重金属元素和抗生素残留含量。结果表明,畜禽粪中Cd、Cr、Hg、Ni和Pb等重金属含量较低,但Cu和Zn含量普遍较高。Cu、Zn和As含量分别在18.56~1 788.04 mg·kg-1、12.46~10 056.68 mg·kg-1和0.69~76.43mg·kg-1之间,平均值分别为525.38 mg·kg-1、897.14 mg·kg-1和10.01 mg·kg-1。与我国农用污泥污染物控制的国家标准(GB4284—84)相比,Cu、Zn和As的超标率分别为53.55%、43.87%和0.65%。畜禽粪中四环素、土霉素和金霉素等抗生素的残留含量分别为0~16.75 mg·kg-1、0~29.60 mg·kg-1和0~11.63 mg·kg-1,平均残留含量:土霉素(5.10 mg·kg-1)>金霉素(2.17 mg·kg-1)>四环素(2.01 mg·kg-1)。四环素、土霉素和金霉素的检出率分别为61.29%、72.90%和69.03%。N、P和K等营养元素含量分别在9.80~43.60 g·kg-1、7.98~54.30 g·kg-1和8.76~35.20 g·kg-1之间,平均值分别为23.63 g·kg-1、24.81 g·kg-1和20.72 g·kg-1;P/N在0.40~2.98之间,平均为1.08。规模化养殖场畜禽粪中P、K、Cu、Zn、As和抗生素残留量明显高于农户家庭小规模养殖的畜禽粪。规模化养殖场中,猪粪重金属和抗生素含量高于其他畜禽粪。规模化养殖场畜禽粪中高含量Cu、Zn和抗生素的残留要求畜禽粪应限量施用,或在施用前进行适当前处理。     

水氮调控对小油菜养分吸收、水氮利用效率及产量的影响

合理的灌水、施氮量对提高小油菜养分利用率、控制面源污染具有重要意义。本文采用盆栽试验,利用~(15)N同位素示踪技术,研究不同灌水水平(W_1:60%θ_f;W_2:75%θ_f;W_3:90%θ_f。θ_f为田间持水量)和施氮量(N_0:0 g·kg~(-1);N_1:0.1 g·kg~(-1);N_2:0.2 g·kg~(-1);N_3:0.3 g·kg~(-1))对小油菜养分吸收、产量及水氮利用率的影响。结果表明:灌水水平与施氮量对小油菜根系与叶片氮、磷、钾含量均有显著影响,且叶片含磷量受水氮交互作用的显著影响。叶片氮、钾含量显著大于根系。增加灌水,小油菜含磷量与根系含氮量增加,含钾量及叶片含氮量降低;施氮能增加小油菜氮、钾含量,降低含磷量。灌水与施氮对小油菜氮、磷、钾吸收总量均有显著影响,且磷、钾吸收量受水氮交互作用的影响显著,中水低氮处理(W_2N_1)各养分吸收量均最大。小油菜产量受灌水水平和施氮量的显著影响,表现为随灌水水平的提高而增加,随施氮量的增加呈先增加后降低的趋势。灌溉水分利用效率(IWUE)受施氮量及水氮互作的显著影响,随施氮量增加,IWUE变化与产量变化一致。灌水与施氮对~(15)N肥料去向有显著影响,且肥料利用率受水氮互作的显著影响。随灌水水平提高,肥料利用率呈增加趋势,中水处理肥料残留率最低,损失率最高。随施氮量增加,肥料利用率不断降低,损失率呈增加的趋势。本试验条件下,综合考虑小油菜养分吸收、产量及水氮利用率,W_3N_1、W_2N_1组合为推荐水氮处理。