日光温室土壤速效养分的累积和淋移特征研究

通过对不同年限日光温室土壤速效养分积累和淋移特征的研究.结果显示:日光温室土壤硝态氮含量明显高于室外粮田,铵态氮含量稍高于温室外粮田,5年、10年和14年日光温室0-100 cm土层硝态氮累积总量分别是相邻粮田积累量的4.3,5.8,7.1倍,日光温室土壤中硝态氮大量积累、淋失强烈、淋移至底层以下.5,10,14年日光温室表层土壤速效P含量均超过200 mg/kg,0～100 am土层土壤速效P积累总量分别是温室外粮田的6.2,13.2,18.0倍,5年低龄温室土壤P索淋移至40-60 cm心土层,10年以上高龄温室土壤P索淋移至底层.5.10,14年目光温室表层土壤速效K的含量均超过300 mg/kg,0～100 cm土层土壤速效K累积总量分别是温室外粮田积累量的1.8,2.9,4.4倍,10年以上高龄温室土壤K索淋移至底层以下、淋失强烈.日光温室土壤速效养分的富集率是速效P>硝态N>速效K,日光温室土壤速效养分的淋移淋失深度和强度是硝态N>速效K>速效P.     

不同种植年限日光温室土壤盐分和养分变化研究

以山西省临汾市不同种植年限的蔬菜日光温室土壤为研究对象，分析了土壤有机质、碱解氮、硝态氮、速效磷、速效钾等养分指标的累积状况以及温室土壤电导率、可溶性盐、pH值的变化情况。结果表明，与大田土壤相比，温室土壤电导率和可溶性盐含量逐年增加，pH值下降，种植8a的日光温室土壤盐分累积量已接近黄瓜的生育障碍临界点；土壤养分均有不同程度的累积，尤其是土壤速效磷、硝态氮的累积严重；日光温室特殊的环境条件以及过量施用化肥是土壤盐分累积和养分富集的主要原因。     

日光温室土壤剖面矿质态氮的含量、累积及其分布特性

测定了西安郊区和杨凌地区日光温室栽培番茄生长期间及收获后土壤剖面矿质态氮(铵态氮及硝态氮)的含量,分析了不同形态氮素在土壤剖面的累积及分布情况。结果表明,随着番茄的生长,土壤剖面硝态氮含量逐渐降低,降低的幅度因土壤层次不同而异;土壤剖面铵态氮以3月份含量最高,11月份与5月份相近。番茄收获后土壤剖面残留矿质氮以硝态氮为主,约占土壤剖面矿质氮的比例为80%～90%;残留的铵态氮在土壤剖面的分布相对较为一致。蔬菜生长期间及收获时日光温室土壤剖面硝态氮累积量均表现出在土壤表层相对累积现象,且温室土壤剖面硝态氮的残留量仍高于露地及高产农田。为减少硝态氮淋失带来的环境问题,除合理施用氮肥外,如何减少日光温室蔬菜作物收获后残留硝态氮的淋溶是值得进一步研究的问题。     

西安市郊区日光温室大棚番茄施肥现状及土壤养分累积特性

调查了西安市郊区100余个日光温室栽培番茄的施肥现状,并采集了60个日光温室土壤剖面样品,测定了土壤养分及盐分含量。结果表明,当地番茄的氮磷钾化肥的平均施用量分别为N 600 kg hm-2,623 kg P2O5hm-2和497 kgK2O hm-2。过量施肥特别是过量施用磷肥比较普遍。日光温室土壤0~20 cm和20~40 cm土层有机质、有效磷、速效钾含量均明显高于露地。不同地点日光温室土壤0~100 cm土层硝态氮含量及土壤电导率存在差别,但其含量均高于露地土壤,其中日光温室土壤0~100 cm土层硝态氮含量较露地的增加幅度在127%~433%之间。由于研究地区土壤多发育在河流冲积物上,地下水位埋藏浅,土壤质地相对较粗,因此,不合理施肥引起的土壤养分累积及损失,以及由此带来的环境问题值得关注。     

白银市日光温室土壤养分累积特征及重金属污染现状评价

以甘肃省白银市的日光温室土壤为研究对象,调查分析了土壤剖面养分累积状况和土壤电导率、pH值的变化;对土壤重金属Cd、As、Pb、Cr、Cu、Zn和Ni含量进行了测定,采用单项质量指数与综合质量指数相结合的方法对土壤重金属的环境质量状况进行了评价。结果表明,日光温室土壤有机质、硝态氮、速效磷和速效钾含量显著高于农田土壤,其中速效磷在0-40 cm土层和速效钾在0-60 cm土层累积尤为明显。温室栽培条件下土壤电导率高于农田土壤,雒家滩温室土壤表层EC值为0.94 mS·cm-1,超过蔬菜的生育障碍临界点（EC〉0.50 mS·cm-1）。大部分温室土壤Cd含量超过国家土壤环境质量三级标准,其中雒家滩温室土壤Pb、Zn、Cd、As含量超过温室蔬菜地土壤环境质量评价标准（HJ 333—2006）限量值。根据各重金属的单项与综合质量指数,靖远日光温室土壤环境质量为2级,属于尚清洁水平,而雒家滩和重坪日光温室土壤环境质量为3级,属于超标水平,不适宜发展无公害蔬菜。     

日光温室土壤养分含量及比例与种植年限的关系

对陕西省泾阳县的日光温室蔬菜施肥情况与土壤养分状况进行了研究。结果表明,泾阳县日光温室氮磷钾养分的纯投入量平均为N·651 kg hm~(-2)、P2O5·485 kg hm~(-2)和K2O·855 kg hm~(-2),养分投入量明显偏高。温室耕层土壤速效磷、速效钾、水溶性钾和水溶性钙与种植年限之间都存在极显著的线性正相关关系,相关系数分别为0.995、0.973、0.973和0.979。种植7年后,硝态氮、速效磷、速效钾的含量分别是农田土壤的1.8、5.1和3.6倍,水溶性钾、钙、镁分别是农田的12.2、4.5和2.6倍。随种植年限的延长,温室土壤K、Ca、Mg三者的比例严重失衡,由养分不合理施用带来的养分损失及可能引起的环境问题值得关注。     

新建日光温室土壤养分平衡与累积特性

连续3年定点监测位于黄土高原南部陕西杨凌的10余个新建日光温室栽培蔬菜种类、产量及施肥情况,并在每季作物种植前及收获后测定0~100 cm土壤电导率、有机质、全氮、有效磷、速效钾及0~200 cm土壤硝态氮等理化性质。结果表明,过量施用有机肥及化肥导致新建温室土壤养分大量盈余,前3年土壤氮、磷、钾养分(以N、P2O5、K2O计)表观盈余量之和分别高达3 784、4 097及2 727 kg/hm2。种植前3年有机质、全氮呈线性增加,年均增加量分别为4.25、0.25 g/kg;土壤有效磷、速效钾累积更加突出,种植2年后,耕层有效磷及速效钾已达高或极高水平;随着种植年限的增加,土壤剖面硝态氮累积量显著增加,耕层以下土壤有效磷、速效钾含量也有所增加。说明新建日光温室在种植初期就存在施肥过量问题,由此引发的问题值得关注。     

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。     

冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况分析

  目的  明确冀中南种植黄瓜设施土壤盐分、酸碱性和养分状况,为提高土壤质量及农业绿色发展提供依据。  方法  于2015年在冀中南地区6个黄瓜设施栽培主产区以20 cm土层厚度、分5层采集1 m土层的设施内及其相邻或附近露地粮田土壤样品（分别称为设施土壤和粮田土壤）,测定盐分、酸碱性及养分含量,分析该区域设施土壤理化性质及养分变化状况。  结果  （1）与粮田土壤相比,冀中南设施表层（0 ~ 20 cm）土壤盐分、有机质、硝态氮、速效磷、速效钾均显著增加,其平均含量分别为粮田土壤的1.78倍、1.43倍、2.56倍、7.59倍、2.56倍;土壤pH显著降低,平均降幅为0.54个单位。（2）不同采样点间设施土壤（0 ~ 20 cm）盐分、酸碱性、养分状况存在较大的差异,土壤电导率变化范围为271.6 ~ 631.6 μS cm?1 ,土壤pH变化范围为7.20 ~ 7.93,土壤有机质、硝态氮、速效磷、速效钾变化范围分别为16.2 ~ 36.4 g kg?1 、52.9 ~ 205.9 mg kg?1、107.5 ~ 315.6 mg kg?1、188.9 ~ 757.9 mg kg?1。（3）设施土壤0 ~ 100 cm土层硝态氮和速效磷含量均高于同层粮田土壤,每层增幅分别为77.9%、69.2%、38.6%、25.1%、73.6%和161.3%、261.85%、224.7%、135.3%、120.4%,除40 ~ 60 cm与60 ~ 80 cm土层土壤硝态氮差异不显著外,其余均显著高于粮田土壤。  结论  与粮田土壤相比,冀中南种植黄瓜的设施土壤盐分积累严重、pH显著下降,养分含量显著提高、但不同养分间比例不平衡;需提高土壤有机质含量、总量控制养分投入量和不同养分间比例,以防治土壤次生盐渍化和pH下降趋势,进而提高土壤质量,为蔬菜高产稳产和设施农业绿色发展提供技术支撑。     

夏季休闲期不同年限日光温室土壤硝态氮淋溶状况

连续2 a（2006和2007年）研究了夏季休闲前后陕西杨凌示范区13个日光温室0～200 cm土壤剖面氮素的动态变化,以评价夏季休闲期间日光温室栽培下土壤累积硝态氮的淋溶情况。结果表明：日光温室蔬菜收获后不同年限温室0～200 cm土壤剖面累积了大量的硝态氮,2006和2007年不同年限日光温室土壤剖面硝态氮的平均残留量分别为 667.6和781.8 kg/hm2。休闲近2个月后,休闲期间降雨量低的2006年（65 mm）不同温室土壤硝态氮含量及电导率与休闲前相比明显增加;而降雨量高的2007年（214 mm）,土壤剖面残留的硝态氮及电导率显著降低,说明发生硝态氮的淋溶,13个日光温室0～200 cm 土壤剖面硝态氮较夏季休闲前降低量在223.8～658.0 kg/hm2之间,平均为298.5 kg/hm2。不同年限日光温室0～200 cm 土壤剖面硝态氮降低量相比,1998年温室＞2004年温室＞2002年温室,其中1998年的温室土壤剖面硝态氮降低量平均达355.1 kg/hm2。可见,夏季休闲期间的降雨量是影响日光温室栽培土壤累积大量硝态氮发生淋溶损失的主要因素。     

集约化种植条件下土壤硝态氮动态变化及累积特征研究

选取江阴市沿江平原地区的3种典型农业种植区,即大棚葡萄集约化种植基地、蔬菜集约化种植基地和常规种植农田为研究对象,通过田间现场采样分析的方法研究了不同种植方式下土壤剖面硝态氮含量的动态变化和累积特征.结果表明,葡萄种植基地0-100 cm各土层硝态氮含量随时间的变化波动较大,而蔬菜种植基地和常规种植农田的表层土壤硝态氮含量变化幅度大于深层土壤;3种典型种植区的土壤硝态氮含量均呈现随着土层深度的增加而逐渐减小的趋势,其中土壤硝态氮含量最大值出现在葡萄种植基地的20-40 cm土层中;葡萄种植基地各土层硝态氮平均累积量均高于蔬菜种植基地和常规种植农田,大棚葡萄集约化种植基地0-00 cm土层硝态氮平均累积总量高达400.96 kg/hm2,显著高于蔬菜集约化种植基地和常规种植农田的累积总量,这进一步表明不合理过量追肥导致土壤中硝态氮大量累积,增大了氮素淋失和地下水环境污染的风险.     

日光温室栽培对土壤养分累积及交换性养分含量和比例的影响

研究了日光温室栽培下陕西关中地区不同土壤养分累积及交换性养分含量及比例的变化,结果表明：日光温室栽培下土壤有机质、硝态氮、有效磷和速效钾等养分显著累积,土壤阳离子交换量明显增加,而土壤pH却出现下降趋势。日光温室土壤交换性K^＋含量显著增加;日光温室和大田土壤交换性Ca^2＋含量相比无明显差异,而日光温室土壤交换性Mg^2＋的含量及其离子饱和度有所提高。日光温室土壤钙饱和度、Ca/K和M g/K均明显低于大田土壤。认为日光温室栽培下大量施用钾肥,是土壤钙离子饱和度及Ca/K和M g/K比例降低的主要原因,建议在评价日光温室土壤养分有效性时,应综合考虑交换性养分的含量、饱和度及离子间的比例关系。     

不同初始含水量对草甸土坡面养分迁移的影响

采用室内人工降雨的方法,对不同土壤初始含水量的草甸土坡面进行养分(N、P、K)流失的研究。结果表明:土壤初始含水量越高,水分入渗速率越低,产流量越大,土壤侵蚀程度也越大。当土壤初始含水量低于15%时,土壤中的硝态氮会被淋溶到土层6cm以下,土层6cm以上的硝态氮含量极低,且淋溶的硝态氮均累积入渗到7～10cm土层中;当初始含水量在20%时,土壤中硝态氮有少量淋溶;当初始含水量在25%时,淋溶极少,仅表层1cm的土壤硝态氮有少量淋溶外,其余全部随径流流失。土壤速效钾、速效磷淋失很少。径流水样中,速效磷和速效钾浓度随降雨时间增加而逐渐减少,流失量与土壤初始含水量呈近似抛物线的关系,在初始含水量为10%～15%之间存在拐点。通过土壤初始含水量与坡面物质流失量的二次多项式关系确定出草甸土的最佳含水量范围是11.28%～14.76%,当含水量在此范围内时坡面物质流失量最少。     

黄土旱塬塬面生态系统土壤硝酸盐累积分布特征

研究了渭北旱塬塬面不同土地利用方式下土壤剖面硝酸盐含量与分布特征,并与长期田间定位试验结果进行对比分析。结果表明,地表有植物生长与氮肥投入显著影响土壤剖面硝态氮含量与分布。土壤0-400.cm硝态氮累积含量顺序是:苹果园高产粮田裸地刺槐林地荒草地人工草地。苹果园土壤剖面硝态氮在深层累积严重,累积层在80-160.cm,最高含量达201.9.mg／kg。高产农田也发生了硝态氮的淋溶累积,累积峰出现在120-140cm土层,最高含量为44.1.mg/kg。林草地因为没有氮肥投入,剖面硝态氮含量处于很低水平。由于塬面土地大部分为高产农田与苹果园,土壤中累积的大量硝态氮既浪费了资源又可能对环境造成潜在的威胁,建议降低氮肥用量,特别是果园,并建议对大量施用化肥对区域生态环境与苹果品质的影响进行研究。     

不同施肥处理条件下苗圃潮土硝态氮垂向运移特征

针对我国北方典型潮土区苗圃育苗过程中水肥利用效率不高的现状,选取北京市昌平区速生杨种苗培育基地为研究对象,开展不同施肥处理条件下0-100cm土壤剖面氮素养分垂向运移过程的田间定位监测试验。监测结果表明,3种施肥处理条件下的0-100cm土壤剖面中各土层硝态氮含量以表层土体为最高,由表层向底层土壤硝态氮含量呈逐渐减小的趋势,其中处理3条件下0-100cm土壤剖面中硝态氮含量均高于处理1条件和处理2条件下的;0-100cm土壤剖面硝态氮平均累积总量排序依次为处理3>处理2>处理1,其中处理3条件下土壤硝态氮平均累积总量高达307.85kg/hm2,表明过量施肥导致土壤中硝态氮大量累积,使得硝态氮极易随土壤渗漏水下移淋失。研究结果进一步揭示了北方典型潮土土壤水、硝态氮淋失的垂向迁移与渗漏损失机制,可为制定科学的苗木施肥方案、提高肥料的利用效率、完善林木抚育管理技术等提供有力的理论支撑和科学指导。     

宁夏不同地区温室土壤养分的变化特点

根据宁夏温室的分布状况,按照不同地区分别采集了温室和露地土壤,分析了土壤N、P、K养分含量的变化特点。结果表明,温室土壤的N、P、K养分含量明显高于露地,表现为相对累积,其顺序依次是NO3--N>速效P>速效K>碱解N>全P>全N。从不同地区来看,土壤N、K含量总体上是灌区高于山区,而土壤全P和速效P含量在两地区间差异不显著,但各养分含量的变异系数都是山区大于灌区。从不同县级地域来看,温室土壤养分含量在平罗县、兴庆区、西夏区、青铜峡市、中卫县、原州区、盐池县之间存在显著或不显著差异,其中盐池县的各养分含量最低,均显著低于其他各市县。     

长期不同施肥处理对土壤活性氮库的影响

通过长期肥料定位试验,对不同施肥处理下草甸黑土活性氮库中几种重要组分含量变化及其相互之间的比例关系进行研究.结果表明,氮肥施用能够增加土壤中无机氮含量,以土壤剖面中硝态氮含量变化为例,除NPK配施处理外,其它施氮处理在180-200 cm土层硝态氮含量均显著增加,N,.P,K配施减少了土壤剖面中硝态氮累积.土壤表层微生物态氮和固定态铵含量的变化不仅取决于氮素的投入量,还与其它因素有关,长期单纯施用氮肥土壤微生物氮含量并没有增高.而N,P配施的处理,土壤微生物氮含量较高.施用氮肥抑制了土壤中可矿化氮的含量,促进氮的矿化释放,增加了活性氮库中其它组分的含量;不同施肥处理表层土壤氮素矿化速率从高到低的顺序是:CKPKPKNPNPKNKN,不同施肥处理对硝化速率的影响大小按PCKKPKNPNPKNNK顺序排列.     

毛乌素沙区退化湿地土壤剖面水分和养分特征

在毛乌素沙地秃尾河源区,随机选取地下水位分别为50cm,80cm和100cm的3块退化湿地(1号、2号和3号)和1块地下水位超过300cm的典型沙地,通过采集土壤剖面,对比分析了退化湿地与典型沙地土壤水分和养分剖面分布特征。结果表明:地下水位深度对土壤含水量影响较大,1号退化湿地土壤含水量整体最高,为16.15%~28.12%,2号和3号退化湿地土壤含水量剖面特征相近,含水量分布范围为5.65%~24.75%,整体上低于1号退化湿地,但高于典型沙地;有机质在4块样地中均是表层含量最高,且随土层深度的增加而逐渐减少。退化湿地表层有机质含量为8.51~17.13g/kg,约为典型沙地的2~3倍,且2号和3号退化湿地分别在10—16cm,30—33cm,22—28cm存在有机质富集层,但含量低于表层;4块样地土壤全氮含量范围为0.01~0.60g/kg,其剖面分布特征与有机质相似。硝态氮在各样地间剖面分布特征不明显,但其表层含量均高于下层,表层最高者为3号退化湿地,为0.58mg/kg,最低者为典型沙地,约0.24mg/kg;4块样地土壤全磷、速效磷和铵态氮含量范围分别为0.10~0.20g/kg,0.80~3.15mg/kg和2.81~3.33mg/kg,其均在退化湿地与典型沙地剖面不同层次间无明显差异。4块样地表层土壤速效钾含量最高。速效钾在1~3号退化湿地与典型沙地中的平均含量分别为27.76,54.95,43.57,23.42mg/kg,其在退化湿地中的含量明显高于典型沙地;土壤含水量与有机质、全氮、硝态氮、铵态氮和速效钾呈显著相关(P0.05),而全磷与其他7个指标之间的相关性不显著。     

控释尿素减施对双季稻田土壤剖面养分分布特征的影响

为探讨双季稻田控释尿素施用对养分在土壤剖面的垂直分布与迁移的影响,通过长期田间定位试验,研究比较普通尿素(U)和控释尿素(CRU)减施稻田剖面的养分累积和分布。结果表明:随着土层深度的增加,土壤全氮、NO_3~-—N、有机质、全磷、速效磷和全钾含量呈下降趋势,NH_4~+—N含量先下降后升高,速效钾含量呈上升趋势,土壤pH升高且趋于稳定。施肥会降低0—20cm土层pH和速效钾含量。与U处理相比,0—20cm土层CRU处理全氮含量提高7.72%~19.45%,且随着施N量的增加呈上升趋势;40—60cm土层CRU处理NH_4~+—N含量降低6.99%~19.23%。施用CRU可以有效降低土层NH_4~+—N向下淋溶,提高0—40cm土层全氮和NO_3~-—N含量,避免土壤N素流失。施用CRU对不同深度土层有机质、速效磷、全磷、速效钾、全钾和pH的影响不显著,但减量过大会导致有机质降低。CRU减量10%~20%处理显著提高双季稻成熟期N、P、K的吸收量。相关分析表明,不同用量控释尿素处理早、晚稻成熟期N、P、K吸收量与籽粒产量均呈显著正相关。总之,CRU处理有效地控制N素向下淋溶,减少因N肥施用带来的潜在面源污染,而CRU减施可更好地维持和提高土壤的养分水平和肥力,促进养分累积,实现生态与经济效益的双赢。     

植被类型对黄土坡地产流产沙及氮磷流失的影响

植被类型影响黄土坡地径流、土壤侵蚀和和养分迁移过程。该研究通过野外水流冲刷试验,对比分析了6种植被条件下坡面产流产沙及氮磷流失特征。研究结果表明,大黄花拦蓄径流作用最为明显,而大豆最弱;产沙量随时间的变化会出现峰值特征,其中苜蓿控制土壤侵蚀作用要优于其他植被;径流中硝态氮和水溶性磷的浓度在放水初期随时间迅速衰减,而后趋于稳定,幂函数比指数函数能更好的描述径流中硝态氮和水溶性磷浓度变化过程;泥沙中的硝态氮含量随时间迅速衰减,而有效磷的含量则随着时间逐渐波动减小,二者的最高含量均发生在苜蓿地。养分的富集率与土壤侵蚀量成反比;径流硝态氮流失总量的大小关系为谷子苜蓿柠条玉米大豆大黄花,水溶性磷流失总量的大小关系为谷子玉米柠条大豆大黄花苜蓿,谷子、玉米、柠条、大豆、大黄花各自硝态氮和水溶性磷的流失总量基本相同(P0.05);土壤剖面硝态氮含量随着深度增大呈现出峰值特征,且峰值存在的深度不同,土壤有效磷主要积聚在表层5 cm以上,5 cm以下含量极低。综上可知,野外草本植被在拦截径流、减少土壤侵蚀和控制养分流失方面要优于农田作物,在植被恢复中应广泛采用农地撂荒的方式进行恢复。