谷壳生物炭与石灰石组配对土壤中Cd有效性的影响

通过水稻盆栽实验,研究了不同添加量的组配改良剂谷壳生物炭和石灰石(TS)对Cd污染土壤的修复效果及水稻对Cd吸收累积的影响。结果表明:(1)添加TS(2~4 g kg~(-1))能显著提高土壤pH值,与对照相比,Cd含量为0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)土壤pH值分别增加了0.69~1.38和0.70~1.12个单位;(2)TS能显著降低土壤中Cd的生物有效性,在Cd含量为0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)土壤中,添加量为2~4 g kg~(-1)时,能使Cd的Ca Cl2提取态含量分别降低13.3%~86.7%和12.2%~73.6%,使Cd的TCLP提取态含量分别降低52.9%~76.5%和37.1%~76.8%;(3)添加TS(2~4 g kg~(-1))能显著降低水稻根系、秸秆、糙米对Cd的吸收累积,在2种不同Cd含量的土壤中(0.5 mg kg~(-1)和5.0 mg kg~(-1)),使糙米Cd含量分别降低了40.8%~60.0%和49.9%~86.6%,糙米Cd含量低于国家食品卫生标准0.2 mg kg~(-1)的限制。     

20年持续施钾对烤烟/油菜轮作土壤钾素Q/I关系的影响

研究长期施钾下烤烟/油菜轮作土壤钾素供应能力变化特征及其机制,为农田合理施用钾肥和农业土壤发生发育的研究提供科学依据。烤烟/油菜轮作下选取连续20 a烤烟季施钾量0、187.5和375 kg·hm~(-2)处理,测算其土壤钾素表观平衡(K_(ab))以及土壤钾素容量和强度关系曲线(Q/I曲线)的土壤钾素平衡活度比(AR_e)、土壤活性钾(K_L)、非专性活性钾(-ΔK_0)、专性活性钾(K_X)、土壤钾位缓冲容量(PBC)、K~+与Ca~(2+)+Mg~(2+)交换自由能(-ΔG)等参数,以及速效钾(K_(av))、缓效钾(K_(nex))、K~+饱和度(K_S)、黏土矿物组分等土壤性质,分析Q/I曲线参数变化及其与土壤理化性质变化之间的关系。结果表明,经过20 a定位试验后,AR_e在0.38×10~(-3)～8.91×10~(-3)(mol·L~(-1))~(0.5)之间,-ΔK_0在0.02～0.55 cmol·kg~(-1)之间,K_L在1.61～2.16 cmol·kg~(-1)之间,K_X在1.06～2.14 cmol·kg~(-1)之间,PBC在6.20～7.76 cmol·kg~(-1)(mol·L~(-1))~(0.5)之间,-ΔG在11.70～19.72 kJ·mol~(-1)之间。持续施钾土壤的AR_e、-ΔK_0较不施钾土壤显著增大,K_L、K_X、PBC、-ΔG较不施钾土壤显著减小。AR_e、-ΔK_0与K_(av)、K_(nex)、K_S、K_(ab)呈极显著正相关,K_L、K_X、PBC、-ΔG与K_(av)、K_(nex)、K_S、K_(ab)呈极显著负相关。土壤钾素Q/I曲线参数彼此之间显著相关。上述指标可被整合成一个主成分指标,不施钾肥土壤的主成分指标值显著大于施钾肥土壤。施钾肥土壤的活性钾主要保持在黏土矿物晶体的契形边缘点位,植物有效性较高,不施钾肥土壤的活性钾主要保持在黏土矿物晶体的层间点位,植物有效性降低。不施钾肥土壤的蛭石含量高于施钾土壤,而伊利石含量小于施钾土壤。综上,土壤钾素Q/I参数AR_e、-ΔK_0、K_L、K_x、PBC和-ΔG可作为土壤供钾能力指标,土壤钾素表观平衡驱动了土壤钾素Q/I曲线形状与参数分异、土壤供钾能力分异及土壤黏土矿物变化,施钾肥量越大、土壤钾素盈余越大,土壤供钾能力越强。长期钾素亏缺下,矿物钾转化为专性活性钾的速率大于专性活性钾释放成非专性活性钾的速率。长期钾素亏缺导致伊利石向蛭石转化。     

蚯蚓粪施用方式及用量对土壤入渗的影响

通过室内土柱模拟试验研究蚯蚓粪施用方式及施用量对土壤水分入渗过程的影响,试验设置了3种施用量(50 g·kg~(-1),75 g·kg~(-1),100 g·kg~(-1))和5种施用方式(0～10 cm混施、10～20 cm混施、5～8 cm层施、10～13 cm层施、15～18 cm层施),以裸土为对照,分别测定0～180 min的土壤累积入渗量、湿润锋深度以及入渗30 min后层施条件下不同土层的土壤含水率。结果表明:不同用量蚯蚓粪混施入0～10 cm土层后均可加快湿润锋迁移速率,但在10～20 cm混施方式下,75 g·kg~(-1)和100g·kg~(-1)用量会抑制湿润锋的下移;当蚯蚓粪以层施方式加入土壤时,75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)用量处理的湿润锋迁移速率明显减小,且湿润锋深度随施用量的增加而减小;10～20 cm混施蚯蚓粪处理的累积入渗量小于0～10 cm混施处理,而75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪施用于5～8 cm和10～13 cm深度时也可明显减小累积入渗量,但100 g·kg~(-1)蚯蚓粪层施时则对入渗过程无显著影响;用Kostiakov模型拟合土壤入渗过程得出,施加75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪均能够增加初始入渗率,10～13 cm和15～18 cm层施蚯蚓粪则对入渗率的减小具有延缓作用;层施50 g·kg~(-1)蚯蚓粪能够提高下层土壤含水量,但层施75 g·kg~(-1)和100 g·kg~(-1)蚯蚓粪则会使下层土壤含水量降低。     

不同钾肥对再生水灌溉条件下土壤-作物系统Cd的影响

为了探明再生水灌溉条件下不同施钾肥处理对土壤-作物系统Cd的影响及差异性,通过田间微区试验研究了不同施钾肥处理对再生水灌溉番茄植株、果实以及根际土与非根际土Cd含量的影响。结果表明:再生水灌溉条件下,施钾肥处理可提高番茄果实产量,施加KCl较K2SO4增产效果明显,分别较不施肥处理可增产6.10%～24.00%和1.36%～13.16%;不施钾肥较不施肥处理番茄果实Cd含量降低,但降低幅度小于施加钾肥处理,施加KCl较K2SO4处理番茄果实Cd含量较低,Cd含量分别较不施钾肥处理分别减少58.33%和8.33%,且各处理均未超0.05mg/kg的限值标准;不施钾肥处理较不施肥处理土壤pH、Cd含量有所降低,降低幅度小于施钾肥处理,有效态Cd有所增加,施加KCl和K2SO4较不施肥处理有效态Cd降低,施加KCl和K2SO4较不施钾肥处理根际土和非根际土pH、Cd含量和有效态Cd含量均有所降低,其中施加KCl根际土和非根际土Cd含量分别降低2.96%～3.11%和5.75%～14.22%,施加K2SO4分别降低4.14%～5.90%和8.10%～8.29%;施加KCl根际土和非根际土有效态Cd含量分别降低10.75%～16.19%和13.98%～28.74%,施加K2SO4分别降低15.97%～20.55%和19.91%～24.70%。因此,再生水灌溉条件下,可通过选择施加适宜的钾肥种类,调控重金属Cd在土壤-作物系统的分布及其生物有效性,施加K2SO4较KCl相比,可一定程度降低土壤Cd全量及有效态Cd含量。     

钾肥品种对加工番茄生长发育及产量品质的影响

探讨不同钾肥品种在加工番茄生产中的增产增效作用。在滴灌条件下,研究了不施钾(K-0)、氯化钾(K-KCl)、硫酸钾(K-K_2SO_4)和硝酸钾(K-KNO_3)对加工番茄两个品种HYH-01和屯河8号干物质累积、品质、产量和经济效益的影响。结果表明,施用钾肥能够延长加工番茄干物质积累的时期并增加干物质积累量,K_2SO_4处理的加工番茄两个品种HYH-01和屯河8号的干物质积累的旺盛时期分别比K-0、K-KCl、K-KNO_3处理延长了4、7、6 d和8、3、2 d。施用钾肥显著增加了加工番茄产量和收益,不同加工番茄品种增产11.72%～33.10%,每投入1元的K_2O增收0.94～3.21元,加工番茄HYH-01对钾肥的产量和经济效益影响为KClK_2SO_4KNO_3,屯河8号为KClKNO_3K_2SO_4。钾肥品种对不同加工番茄品种品质的影响除HYH-01某些指标外,没有显著差异。综合干物质累积、产量及经济效益等方面,KCl是该地区加工番茄增产增效的合理钾肥品种。     

两种钢渣源调理剂对水稻生长及氮磷钾吸收量的影响

钢渣富含硅、钙等养分,是优良的土壤调理剂原料,但其肥效和合理施用量在很大程度上取决于钢渣的养分含量和组分,本研究选取白色钢渣调理剂(W)和黄色钢渣调理剂(Y)2种性质不同的钢渣调理剂,通过盆栽试验研究其不同施用量(W调理剂0.74、1.47、2.94、5.88 g·kg~(-1)和11.76 g·kg~(-1);Y调理剂1.47、2.94、5.88、11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1))对水稻生长的影响。研究结果表明,与单施NPK相比,添加W调理剂对水稻生长无显著促进作用,而Y调理剂施用量为11.76 g·kg~(-1)和23.52 g·kg~(-1)时可提高晚稻籽粒产量20%,且当Y调理剂施用量为5.88~23.52 g·kg~(-1)时显著提高晚稻秸秆产量24.02%~35.23%。施用Y调理剂促进了晚稻对氮、磷、钾素的吸收,提高幅度分别为12.61%~21.55%、7.63%~38.31%、11.89%~54.13%。综合结果表明,在弱酸性水稻土(pH 6.51)上,添加W钢渣源调理剂未促进水稻生长,而施用Y调理剂对晚稻生长和氮磷钾养分吸收具有一定的促进作用。     

赤泥和有机肥对镉、铅在水稻中吸收分布的影响

通过大田正交试验,研究添加赤泥和有机肥对Cd、Pb在土壤-水稻系统中分布规律的影响。结果表明,添加赤泥或有机肥后,水稻根际土壤pH值升高0.36~1.90个单位,根际土壤中Cd、Pb含量分别降低2.73%~26.25%和7.15%~34.26%,糙米中Cd和Pb含量分别降低23.24%~55.90%和11.76%~29.41%,其中单施赤泥效果最好,其次是配施,单施有机肥最差。添加赤泥和有机肥后,水稻各器官中Cd和Pb含量显著降低,不同生育期Cd和Pb的贡献率明显改变,且添加量及施肥方式(单施、配施)也有显著影响。与CK相比,降Cd效果最好的是单施赤泥4 000 kg·hm~(-2),降幅为55.90%;降Pb效果最好的是赤泥(4 000 kg·hm~(-2))与有机肥(1 000 kg·hm~(-2))配施,降幅为29.41%。由于土壤中Cd(超标65倍)、Pb(超标7倍)污染程度较高,糙米中Cd、Pb含量仍超过食品污染物限量(GB 2762—2012)。因此,在重金属污染程度较高的稻田,仅通过添加土壤调理剂不能达到安全生产的目的。     

控释钾肥对大蒜-棉花套作体系产量和土壤钾素供应的影响

于2013-2015年在山东农业大学试验站进行连续3年5季的池栽试验,以硫酸钾基施(CK1)和氯化钾基施(CK2)为对照,探究氯化钾50%基施+50%盛花期追施(KCl D)、氯化钾配施硫磺基施(KCl S)、控释氯化钾基施(CRK)和控释氯化钾配施硫磺基施(CRKS)对棉花各生育期叶片光合特性和土壤速效钾含量变化以及蒜棉套作体系产量的影响,为棉花合理施用钾肥提供理论依据。结果表明,控释氯化钾在土壤中养分释放能够满足棉花各生育期钾素需求。CRKS较普通钾肥基施处理提高了铃期和始絮期土壤速效钾含量,提高了铃期后叶片SPAD值和净光合速率,增加了成铃数和单铃重,皮棉显著增产16.9%~30.9%。CRKS较KCl D和CRK皮棉分别增产12.2%~16.1%和8.7%~10.4%。大蒜蒜薹和鳞茎产量均以CRKS最高,较其余处理分别增产2.8%~27.9%和4.8%~23.5%。CRKS较CK2显著提高了纤维长度、整齐度指数和伸长率。经过3年施肥后,CRKS较普通钾肥基施显著提高了土壤水溶性钾和非特殊吸附钾含量。因此,控释氯化钾配施硫磺在棉花上一次基施代替硫酸钾和氯化钾提高了棉花生长后期土壤钾素供应和有效性,改善了叶片光学特性,提高了棉花产量和品质。     

有机-无机型钝化剂对水稻土镉钝化效果研究

为了降低水稻土镉(Cd)生物有效性,确保水稻安全生产,采用纯土培和盆栽试验,通过研究不同改性方法、配比条件及施用量下山核桃壳及矾浆对土壤Cd钝化效果的影响,研发了一种有机-无机型Cd钝化剂及其施用方法。结果表明,山核桃壳对Cd的吸附能力显著高于矾浆。山核桃壳和矾浆经0.5 M草酸和1 M NaOH加热改性后,Cd最大吸附量分别提高了30%和233%。淹水条件下,改性后的山核桃壳和矾浆按照85%和15%的比例制备的有机-无机型钝化剂可使水稻土醋酸提取态Cd含量降低49.8%。此外,山核桃壳与矾浆按此比例混合后,山核桃壳的分解速率降低,120 d内固定土壤Cd的效果持续稳定。水稻种植前,将该钝化剂按1.0%的添加量(v/v)与Cd污染土壤(Cd2 mg·kg~(-1))充分混匀,收获的稻米中Cd含量降低了52.1%。本研究结果为山核桃壳、矾浆复配运用于稻田土壤Cd污染的钝化修复提供了一定的理论依据。     

风化煤改变黄河三角洲盐渍化土壤溶液组分的过程

黄河三角洲盐渍土改良具有重要的经济和社会意义。风化煤(0%、1%、3%、5%)添加到不同含盐量(1.0 mg·g~(-1)、7.5 mg·g~(-1)、35.3 mg·g~(-1))的滨海盐渍化土壤后,可降低土壤浸提液的钠吸附比(Sodium adsorption ratio,SAR)及Cl~-/SO_4~(2-)比,有助于减轻盐渍危害。7.5 mg·g~(-1)含盐量土壤在5%添加下SAR由7.81降为6.61,Cl~-/SO_4~(2-)由10.20降为8.25。风化煤中丰富的羧基等表面官能团及Ca~(2+),可通过三个作用过程改变盐渍化土壤溶液的离子组成,涉及:(1)风化煤固相Ca~(2+)与溶液Na~+离子的交换,从而降低土壤溶液中Na~+的浓度和危害;(2)溶液中Ca~(2+)与土壤交换性Na~+的置换,有助于土壤团聚体的形成和Na~+的淋洗;(3)溶液中的Na~+与风化煤中的溶解性有机质形成络合物,使Na~+的活度和植物有效性降低,间接起到减害作用。此外,钠吸附比和氯硫比可用于在实验室初步判断风化煤等物料用于盐渍土改良的潜力和效果。     

修复剂对镉污染盐渍化土壤植物修复效率的影响

目前,重金属污染盐渍化土壤已成为世界性的环境问题,利用盐生植物进行修复具有良好的环境与经济效益,但如何提高盐生植物修复效率的研究尚较少。采用盆栽试验方法,通过向土壤中施加氯化钠和氯化镉溶液分别模拟无污染非盐渍化土壤(Cd0S0)、NaCl型盐渍化土壤(Cd0S4)、重金属Cd污染土壤(Cd3S0)、重金属Cd污染NaCl型盐渍化土壤(Cd3S4),研究施加乙二胺四乙酸(EDTA)和生物质炭对盐地碱蓬生长、离子平衡、Cd和Na⁺吸收的影响。结果显示,与Cd0S0相比,Cd0S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著增加115.5%~341.7%;与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部干物质量显著降低62.8%~84.4%,生物质炭使Cd3S0处理盐地碱蓬总干物质量显著增加328.6%。与Cd0S0或Cd3S0相比,Cd0S4和Cd3S4处理盐地碱蓬地上部及根部K⁺/Na⁺、Ca²⁺/Na⁺、P/Na⁺显著降低;生物质炭显著增加了Cd3S0处理盐地碱蓬地上部P/Na⁺和根部K⁺/Na⁺、P/Na⁺。与Cd0S4相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部和根部Na⁺浓度显著增加32.5%~94.5%,而盐地碱蓬地上部和根部Na⁺含量显著降低21.3%~90.9%;与Cd3S0相比,Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Cd浓度和含量分别显著增加135.8%~223.6%和132.4%~471.5%。施加EDTA和生物质炭使Cd3S4处理盐地碱蓬地上部Na⁺浓度显著增加38.6%、56.0%,Na⁺含量增加199.6%、289.3%,Cd含量显著增加133.4%、173.4%。研究表明,在Cd污染NaCl型盐渍化土壤中施用EDTA和生物质炭可促进盐地碱蓬地上部对Cd和Na⁺的吸收积累,有助于提高植物修复效率,可为重金属污染盐渍化土壤修复提供基础数据和科学依据。     

Cadmium accumulation and partitioning in Ocimum basilicum as influenced by the application of various potassium fertilizers

Potassium (K) is one of the major essential nutrient elements whose application of organic or nano-chelate-fertilizers has received increased attention recently. Cadmium (Cd) contamination in agricultural soils and environment is increasing due to the over-application of Cd-containing phosphate fertilizers. But few studies have been carried out on the environmental influences of K-nano-chelate fertilizers especially on Cd-polluted soils. Therefore, the effects of K-fertilizer application in different rates (0, 100 and 200 mg kg^?1 soil) and forms (KCl, K₂SO₄ and K-nano-chelate) on Cd content and partitioning in Ocimum basilicum grown on an artificially Cd-contaminated calcareous soil (with 40 mg Cd kg^?1 soil) were studied under greenhouse conditions. Cadmium decreased shoot dry weight (SDW), but did not affect root dry weight (RDW) and no consistent trend was observed with applied K. Cadmium increased shoot and root Cd concentration or uptake. KCl and K₂SO₄ increased shoot Cd concentration compared to that of control, whereas K-nano-chelate did not affect it. In Cd-treated soils the mean value of Cd translocation factor (ratio of Cd concentration in shoots to that of roots) decreased by 60% as compared to that of the control. Application of 100 mg K-K₂SO₄ and 100 and 200 mg K-nano-chelate increased the Cd translocation factor by 49, 59 and 112% in Cd-treated soils, respectively. In Cd-treated soils, greater amounts of Cd accumulated in roots. K-nano-chelate could mitigate the adverse effect of Cd on SDW and Cd accumulation in plants grown on Cd-polluted soils, so the risk of Cd entrance to the food chain is reduced (however, in Cd-untreated soils, K-nano-chelate increased the Cd translocation factor higher than other K sources). In Cd-polluted soils KCl was the most inappropriate fertilizer that may intensify Cd accumulation in plants. However, it may be useful in the phytoremediation of Cd-polluted soils.     

改良剂对镉污染酸性水稻土的修复效应与机理研究

为探明田间条件下施用石灰、钙镁磷肥、海泡石和腐殖酸等改良剂对Cd污染酸性水稻土的修复效应和作用机理, 通过在Cd污染区建立田间小区试验, 研究了改良剂单施和与石灰配施对Cd污染酸性水稻土中Cd作物有效性的影响。结果表明, 施用改良剂有效地改变了土壤中Cd的存在形态, 除腐殖酸外, 其他改良剂均使土壤酸提取态Cd不同程度地转化为可还原态Cd和残渣态Cd; 施用改良剂可使0.1 mol·L^-1 NaNO₃和 0.01 mol·L^-1CaCl₂提取态Cd 降低26%~97%, 降低效果为石灰+海泡石>海泡石>石灰+钙镁磷肥>钙镁磷肥>石灰>石灰+腐殖酸>腐殖酸; 改良剂使水稻地上部分的Cd吸收量降低6%~49%。试验结果还显示, 施用改良剂提高土壤pH是引起土壤中Cd作物有效性降低的主要原因之一。根据田间试验的结果, 海泡石可推荐作为Cd污染酸性水稻土的改良剂, 而腐殖酸则不宜使用。     

施肥对灌漠土作物产量、土壤肥力与重金属含量的影响

有机物还田是提升土壤肥力的主要措施,但也存在造成土壤金属污染的潜在风险。为查明不同有机物还田对土壤质量及作物产量的影响,本文通过长期定位试验,研究了无肥对照、常规施化肥(氮磷配施)以及70%常规化肥与牛粪、沼渣、污泥、鸡粪、菌渣和猪粪配施对土壤理化性状、有机碳和氮的固存率、氮磷钾活化系数、作物产量及重金属含量的影响。结果表明:牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪与70%化肥配施虽作物产量与常规施化肥相似,但6种有机物处理土壤有机质、全氮和碱解氮含量都较常规施化肥处理显著增加,污泥、鸡粪和猪粪处理土壤全磷与速效磷含量较常规施化肥处理显著增加,而且牛粪、沼渣、鸡粪和猪粪处理的速效钾、土壤磷活化系数和土壤钾活化系数较常规施化肥处理也显著提升。牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪处理土壤有机碳固存率为36.42%～71.61%,较常规施化肥处理都显著提高;而其氮固存率为6.47%～49.44%,仅有菌渣处理与常规施化肥处理差异不显著,而其他处理较常规施化肥处理显著增加。长期施鸡粪和菌渣处理的土壤铜含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为4.17mg·kg~(-1)和14.2mg·kg~(-1);而污泥、鸡粪和菌渣处理的土壤锌含量较常规施化肥处理显著增加,增加量分别为13.53 mg·kg~(-1)、22.60 mg·kg~(-1)和49.73mg·kg~(-1)。综上,等有机质(4 500kg×hm~(-2))的牛粪、沼渣、污泥、菌渣、鸡粪和猪粪可替代30%氮磷肥,作物产量不受影响;不同有机物培肥土壤效果为污泥、鸡粪和猪粪优于牛粪和沼渣,而沼渣的培肥效果略差。为保证土壤环境质量稳定不恶化,种植小麦时有机物铜和锌的年携入量应分别低于53.01g×hm~(-2)和221.30 g×hm~(-2),而种植玉米时应分别低于153.40 g×hm~(-2)和347.04 g×hm~(-2)。     

氮肥品种和用量对水稻产量和镉吸收的影响研究

采用盆栽试验,研究了Cd污染土壤上,不同氮肥品种和用量对水稻产量和Cd吸收的影响。结果表明,与磷钾配施的4个氮肥处理中,施用尿素处理水稻产量最高,其次为施(NH4)2SO4和NH4Cl处理,施NH4NO3处理水稻产量最低。与施(NH4)2SO4、NH4NO3和尿素处理相比,施NH4Cl处理可显著增加水稻对Cd的吸收,并促进Cd由秸秆向籽粒的转移;而其他3种氮肥对水稻秸秆和籽粒中Cd含量的影响效应相当。适量尿素[0.2g(N)·kg-1]处理能显著降低水稻籽粒Cd含量,而不施尿素和高量尿素处理都显著提高了水稻籽粒中的Cd含量。研究表明,在Cd污染的水稻土上,采用抗Cd污染的水稻品种和优化肥、水管理措施,可使稻米中Cd含量低于国家无公害大米的限量指标。     

不同磷源对设施菜田土壤速效磷及其淋溶阈值的影响

土壤中磷的移动性不仅取决于磷的数量且与磷肥形态有关。了解不同磷源（有机肥和化肥）对设施菜田土壤磷素的影响对于指导科学施肥和面源污染防治至关重要。本文选取河北省饶阳县3种不同磷含量的农田土壤（未种植过蔬菜的土壤、种植蔬菜30年的塑料大棚土壤和种植蔬菜4年的日光温室土壤）为研究对象,采用室内培养试验和数学模型模拟方法研究有机无机磷源对设施菜田土壤磷素的影响,确定无机肥和有机肥源土壤磷素淋溶的环境阈值。结果表明添加有机肥和无机磷肥都会显著增加3种不同种植年限设施菜田土壤速效磷（Olsen-P）和氯化钙磷（CaCl₂-P）含量,但增加速度不同。对于未种植过蔬菜的低磷对照土壤,磷投入量高于50 mg·kg^-1（干土）后,无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量。对于已种植蔬菜30年的塑料大棚土壤,高磷投入时[300 mg·kg^-1（干土）和600 mg·kg^-1（干土）],无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量,低于此磷投入量时有机肥和无机肥处理之间没有显著差异。3种不同农田土壤CaCl₂-P的含量所有处理均表现出无机肥显著高于有机肥处理,尤其是在高磷量[>300 mg·kg^-1（干土）]投入时表现更加明显。两段式线性模拟结果表明,设施菜田土壤有机肥源磷素和无机肥源磷素淋溶阈值分别为87.8 mg·kg^-1和198.7 mg·kg^-1。随着土壤Olsen-P的增加,添加无机肥源磷对设施菜田土壤CaCl₂-P含量的增加速率是有机肥源磷的两倍。因此,建议在河北省高磷设施菜田应减少无机磷肥的投入,特别是土壤速效磷高于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应禁止使用化学磷肥和有机肥,在土壤速效磷低于198.7 mg·kg^-1的设施菜田应加大有机肥适度替代无机肥技术的推广。     

不同施肥方法对双季稻区水稻产量及氮素流失的影响

为保障粮食安全,减少稻田生态系统氮肥投入,提高氮肥利用率和减少氮素流失成为重要的农业和环境措施。本研究在位于湖南岳阳的农业部岳阳农业环境科学观测实验站开展为期1年的早稻、晚稻田间试验,比较了不施肥(T_1)、尿素常规施肥(T_2,施N 280 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、控释肥常规施用(T_3,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 165 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、高量控释肥侧条施用(T_4,施N 230 kg·hm~(-2)、P_2O_5 138 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))、中量控释肥侧条施用(T5,施N 180 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120kg·hm~(-2))及低量控释肥侧条施用(T6,施N 140 kg·hm~(-2)、P_2O_5 123 kg·hm~(-2)、K_2O 120 kg·hm~(-2))下氮肥的养分利用率、作物产量及氮素流失情况,以期为稻田氮素合理利用提供理论依据。研究结果表明,控释肥侧条施用可有效提高水稻的产量和氮肥利用率,减少面源流失。1)在减少稻田秧苗数量和氮肥施用量的条件下,T_4处理的水稻早晚稻产量分别比T_2处理增加13.17%和4.72%,与T_3处理相比亦分别增加7.27%和1.74%;2)侧条施肥处理有效降低了稻田氮素流失量,年氮流失量为0.466~0.673 kg×hm~(-2),比常规施肥处理降低地表径流氮流失量3.54%~29.36%;3)侧条施肥有效提高了氮肥利用率,T_4处理的氮肥利用率分别是T_2、T_3处理的1.70倍和1.22倍。因此,采用合适的施肥方式、配施适量控释氮肥可获得较高的产值和收益。高量控释肥侧条施用(T_4)是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代化农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义。     

Effects of controlled‐release potassium fertilizer on available potassium,photosynthetic performance,and yield of cotton

Potassium (K) is one of the major mineral elements required for normal growth of cotton. However, understanding the effect of controlled‐release K fertilizer on leaf photosynthesis and K use efficiency (KUE) of cotton is currently limited. A two‐year pot experiment was consecutively conducted in 2014 and 2015 with three kinds of K fertilizer including K₂SO₄, KCl, and polymer‐coated KCl (CRK), each at four application rates (0.00, 0.86, 1.73, and 2.59 g K plant⁻¹, respectively). For each type of K fertilizer, the yield and K uptake of cotton increased but the KUE decreased with higher K fertilizer application. The release characteristics of K from CRK corresponded well to the K requirements during cotton growth. Plant‐available soil K, as well as leaf SPAD values, net photosynthetic rate (P_n), maximal photochemical efficiency (Fv/Fm), and effective quantum yield of photosystem II (ΦPSII) in CRK treatments were increased after full bloom stage compared to conventional K fertilizers under the same potassium application rate. Consequently, the CRK treatments significantly increased lint cotton yields by 8.1–32.7% and 3.7–20.8%, while the KUE increased by 15.5–54.8% and 14.5–45.4% compared to KCl and K₂SO₄ treatments, respectively. The results indicate that the application of CRK is intensively recommended to replace conventional potassium fertilizers for gaining greater yields and higher KUE of cotton.     

Effect of potassium fertilizer composition on the potassium status of soddy-podzolic soils under model experimental conditions

A model experiment was conducted with samples from arable horizons of loamy sandy and loamy soddy-podzolic soils under laboratory conditions. The samples were stored with KCl, K₂SO₄, and Potassium-E was added at rates of 240 and 960 kg/ha under alternating moistening and drying for 90 days. The contents of nonexchangeable, exchangeable, and easily exchangeable potassium and the K⁺ activity in 1: 2.5 water suspensions were measured in the original samples and after the end of the experiment. The contents of nonexchangeable, exchangeable, and easily exchangeable potassium were found to not be reliably affected by the composition of potassium fertilizers; the K⁺ activity was lower when potassium was added as K₂SO₄ than in the cases of KCl and Potassium-E.