不同管理措施对黄土塬区农田土壤水分调控和硝态氮淋溶累积的影响

【目的】研究黄土区旱作农田不同施肥和覆盖处理对土壤水分与硝态氮淋溶的影响,以提高水肥利用效率,增加作物产量,为选取适宜于该区可持续生产的农田管理措施提供理论基础。【方法】选取渭北旱塬定位试验中不施肥对照、施氮磷化肥、氮磷化肥配施钾肥、氮磷化肥配施生物炭、氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖、氮磷化肥与生育期地膜全覆盖和氮磷化肥与全年地膜全覆盖共7个处理。分析了不同处理连续耕作冬小麦15年后收获期剖面硝态氮累积和生长季内土壤剖面水分变化状况。【结果】与对照相比,施氮磷化肥处理显著增加了硝态氮在0—300 cm土层中的累积,累积量是对照的6.1倍。与施氮磷化肥相比,在氮磷化肥基础上生育期地膜全覆盖、配施生物炭、配施钾肥和全年地膜全覆盖处理显著减少了土壤硝态氮累积量,分别减少了78.7%、73.2%、66.0%和59.7%,氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖土壤硝态氮含量较施氮磷化肥处理虽无显著差异,但硝态氮累积量也减少19.2%。与对照相比,施氮磷化肥处理对0—300 cm土层水分补给和消耗量无显著影响。与施氮磷化肥相比,氮磷化肥基础上配施钾肥和生物炭对土壤水分补给和消耗量也无显著影响,而施氮磷化肥基础上的休闲期地膜全覆盖、生育期地膜全覆盖和全年地膜全覆盖显著增加土壤水分补给量,其中只有氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖处理显著增加了土壤水分消耗量。硝态氮在土壤中的累积受土壤水分运移影响,其在土壤中的累积量随着水分补给量的增加而增加。土壤水分运移能显著影响硝态氮在土壤剖面的分布,其结果是氮磷化肥与生育期地膜全覆盖和氮磷化肥配施生物炭处理硝态氮主要分布在0—20 cm土层,氮磷化肥配施钾肥和氮磷化肥与全年地膜全覆盖处理硝态氮主要分布在0—100 cm土层,而施氮磷化肥和氮磷化肥与休闲期地膜全覆盖处理硝态氮主要分布在0—200 cm土层,其中施氮磷化肥和氮磷化肥基础上配施钾肥、全年地膜全覆盖、休闲期地膜全覆盖4个处理出现硝态氮累积峰。【结论】不同农田管理措施通过对水分的调控减少硝态氮淋溶,进而提高氮素利用效率,其中在施氮磷化肥的基础上增加生育期地膜全覆盖能有效调控土壤水分运移和减少硝态氮淋溶累积,是旱塬区改善农田水肥状况,增加作物产量的适宜措施。     

施肥对设施菜地土壤硝态氮累积及pH的影响

在甘肃武威市设施栽培条件下,通过田间小区试验研究了不同施肥量及肥料种类（化肥、有机肥、有机＋无机）对设施土壤硝态氮累积、硝态氮在土壤剖面运移及土壤pH值变化的影响。结果表明：施氮量和肥料种类对土壤硝态氮的累积和淋溶均有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20cm土层硝态氮累积量的影响最为显著;在同等施氮量时,单施无机肥处理（NPK）、有机无机肥减半配施处理（1/2MNPK）、单施有机肥处理（M）,在40～150cm土层硝态氮的累积量分别为267.33、211.94、125.72kg.hm-2,表明只施用化肥较有机肥、有机肥与化肥配施更易造成土壤硝态氮淋溶并在深层累积。将农户习惯施肥量（MNPK）减半后施用（1/2MNPK）对蔬菜产量没有影响,并且显著减少了硝态氮在土壤中的累积,表明当地农户设施栽培肥料施用量过高,不仅造成肥料利用率低,栽培成本高,还可能给地下水位较浅的地区带来环境污染的风险。此外,土壤硝态氮含量与pH值呈极显著负相关关系,表明硝态氮在土壤中大量累积会造成土壤pH值的下降。     

施氮量对白萝卜硝酸盐含量和土壤硝态氮淋溶的影响

在保护地栽培条件下,通过6个施氮水平的田间小区试验,结合土层原位渗滤装置,研究了施用氮肥对白萝卜（Raphanus sativus L.）产量和硝酸盐含量及土壤硝态氮淋溶的影响。结果表明,施氮处理白萝卜产量比不施氮处理仅增加6.04%～10.92%,当尿素氮施用量大于N 100 kg/hm2时,增产幅度开始下降。不同施氮处理白萝卜产量没有显著差异,说明在土壤基础肥力较高的情况下,增施氮肥不能明显提高白萝卜的产量;单施有机肥白萝卜体内硝酸盐含量为 196.86 mg/kg,比不施氮处理降低 5.08%。在此基础上加施尿素后,硝酸盐含量随氮肥施用量的增加显著升高（p0.05）;0—100cm土壤剖面硝态氮累积量随氮肥施用量的增加而增加,且与氮肥施用量显著正相关（r=0.993, r0.01=0.917）;白萝卜生长期间收集到的土壤淋溶液中硝态氮浓度较高,平均为32.88 mg/L,硝态氮的淋失量为 4.42～6.14 kg/hm2,不同施氮量处理之间没有显著差异。     

滴灌水肥一体化条件下番茄氮肥适宜用量探讨

利用田间小区7年定位试验,研究了滴灌水肥一体化条件下,不同化肥施氮量结合基施有机肥对番茄产量、品质、硝态氮累积、土壤电导率及土壤p H值的影响。结果表明:1)与不施氮相比,施肥可显著提高番茄产量,但过量施肥不仅不会提高番茄产量,还会降低番茄品质; 2)施氮量对土壤硝态氮的累积有较大的影响,随施氮量的增加,土壤剖面硝态氮累积量增加,其中对0～20 cm土层硝态氮累积量的影响最为显著; 3)土壤硝态氮含量与土壤电导率呈极显著相关关系,表明施氮量越高,电导率随之增加越显著,土壤的次生盐渍化风险越高; 4)除CK处理外,其它处理土壤硝态氮含量与p H值呈极显著负相关关系。综合考虑产量、品质与土壤环境质量,推荐华北温室秋冬茬番茄施用200 kg/hm~2有机N+250 kg/hm~2无机N,P2O575 kg/hm~2,K2O 450 kg/hm~2为宜。     

施用牛粪对土壤-油菜系统氮素组分的影响

大理是我国南方地区发展奶业最早的地区之一,伴随着奶牛养殖业的快速发展,奶牛粪便已成为洱海流域农业面源污染的重要来源。通过在洱海流域内设置2年田间定位试验,研究施用牛粪对土壤-油菜系统氮素转化的影响,为洱海流域畜禽粪便资源化还田利用提供理论依据。在大理洱海流域水稻-油菜水旱轮作模式下,设置不施肥(CK)、施用化肥(NPK)、化肥与牛粪配施(NPK+S)、牛粪施用(2S)、倍增牛粪施用(4S)五种处理的田间小区试验,研究施用牛粪对油菜季土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、可溶性有机氮(DON)、微生物量氮(SMB-N)和全氮(TN)的影响,及对油菜地上部氮素养分吸收利用的情况。施用牛粪处理的土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮含量均低于化肥单施处理,微生物量氮高于化肥单施处理,施用牛粪可减控土壤可溶性氮素流失,提高土壤微生物氮库容量,但不同牛粪施用量处理间差异较小,牛粪与化肥配施效果最好,牛粪施用对提高和保持土壤全氮含量的效果随时间延长,其效果显著,相比CK提高土壤全氮含量8.74%~13.69%,相比NPK提高9.53%~14.53%。牛粪施用处理相比化肥单施能提高油菜籽粒的吸氮量,提高幅度达8.51%~17.96%,倍增牛粪施用相比牛粪施用未能提高油菜籽粒吸氮量,仅提高油菜秸秆的吸氮量。综合土壤肥力和油菜产量,洱海流域油菜季较优施肥方式是牛粪与化肥配施,能提高油菜氮收获指数,促进氮养分向油菜籽粒转移,增加经济产量,同时能提高和保持土壤微生物量氮和全氮含量,增强土壤供氮能力。     

日光温室白萝卜生产系统的氮素利用与平衡研究

在日光温室条件下,研究了不同氮素供应水平对白萝卜（Raphanus sativus L．）氮素利用和土壤硝态氮累积动态,并对土壤-作物体系的氮素表观平衡进行了评估。结果表明,随氮肥用量的增加,白萝卜产量和干物质累积量均没有显著升高,但根块内富集的硝酸盐含量显著增加。增施氮肥对白萝卜维生素C（Vc）,可溶性糖和可溶性蛋白含量没有显著影响;随施氮量增加白萝卜根块氮素吸收量显著增加,当季氮肥利用率降低;当氮肥用量低于推荐施氮量（有机肥＋200kg urea—N·hm^-2）时,整个白萝卜生长期,根层（0～60cm）土壤硝态氮均处于耗竭状态。当施氮量高于推荐施氮量时,根层硝态氮下降幅度减小,并在播种30d以后呈上升趋势;土壤一作物体系中播前无机氮（Nmin）和氮肥投入是主要输入项,输出项中以土壤无机氮残留和作物吸收为主。随施氮量的增加,氮素表观平衡值和土壤残留Nmin明显增加。系统氮素盈余量随施氮量的增加而增加。结合当地地力条件,在有机肥和磷钾肥配施的基础上,秋冬季白萝卜施氮量应控制在200kg·hm^-2以内。     

生物黑炭对日光温室土壤硝态氮动态变化的影响

采用田间小区试验,研究了生物黑炭对设施土壤硝态氮动态变化的影响,以期利用生物黑炭解决设施土壤硝态氮累积和淋溶问题。结果表明,生物黑炭能显著降低设施土壤表层及剖面硝态氮含量,且使用量越大,效果越明显。以番茄生长后期为例,7.5 t/hm2黑炭(T2),15 t/hm2黑炭(T3),30 t/hm2黑炭(T4)处理与习惯处理(T1)相比,表层土壤硝态氮含量分别降低11.71%、16.08%、24.83%,剖面硝态氮含量也分别降低11.63%、17.51%、25.38%。设施土壤硝态氮含量季节性变化明显,施用生物黑炭能降低设施土壤硝态氮周年变化幅度,使用量越大,效果越明显。生物黑炭也可降低蔬菜硝酸盐含量,且使用量越大,蔬菜硝酸盐含量越低。低量生物黑炭对蔬菜产量影响不大或有提高作用,但随使用量的增大,产量有下降趋势,因此,设施土壤生物黑炭使用量不宜过高。     

设施条件下氮肥对大青菜硝酸盐及土壤矿质氮累积的影响

采用田间实验研究了施用氮肥对设施条件下大青菜生长发育和产量,以及对土壤硝酸盐含量累积分布的影响。结果表明,在施氮肥0~500 kg hm-2范围内,氮肥施用量越大,产量越高,但到达一定量时,便不能再促进产量的提高,反而会引起减产。土壤铵态氮含量随着土壤剖面向下不断下降,表层的铵态氮含量较高,土壤硝态氮含量在整个土壤剖面的分布变化较小,但也是从表层向下处于一种缓慢减少的趋势,铵态氮的累积主要集中在上部土壤剖面,硝态氮的累积分布在整个土壤剖面,土壤硝态氮含量随施肥量增加而增加;氮肥施用量对硝酸盐含量有很大影响。在施氮肥0~700kg hm-2范围内,氮肥施用量越多,大青菜硝酸盐含量越高。     

不同氮肥用量对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响

在设施栽培条件下,采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究了不同氮肥用量：农民习惯施氮量（N1,尿素,纯氮1000kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量（N2,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N（N3,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、50%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4,尿素,纯氮500kg·hm^-2）对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与农民习惯施用氮肥相比,减施氮肥处理（N2、N3和N4）的番茄产量没有降低,N4处理产量最高,比N1增产9.7%。N2和N4处理氮肥的农学效率和肥料的产投比均显著高于N1处理（P〈0.05）,其中N4处理最高,为28.9kg·kg^-1和12.6,施肥效益最高。不同施氮肥处理间果实Vc含量虽没有显著差异,但N4处理是N1处理的1.2倍。番茄果实的硝酸盐含量随氮肥施用量的增加而增加,两者呈显著的正相关关系（R^2=0.8307,P〈0.05）,N3和N4处理果实硝酸盐含量均显著低于N1处理（P〈0.05）。0～100cm土层累积的硝态氮随氮肥施用量的增加而增加,N1处理土层累积的硝态氮含量最高,减施氮肥处理均降低了土壤对硝态氮的累积。土壤硝态氮多累积在0～40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%,这部分残留的氮素可被下季作物吸收利用。果实硝酸盐含量与土壤累积的硝态氮存在显著的相关关系（R^2=0.8003,P〈0.05）,说明土壤硝态氮含量过高能够增加果实对氮素的吸收和积累。在寿光设施蔬菜生产条件下,在农民习惯施氮量基础上减氮30%～50%既可以保证较高产量和较好的果实品质,同时降低土壤中硝态氮累积,从产量、肥料效益和土壤可持续利用角度来看,N4处理更具优势,具有较好应用价值。     

玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦土壤氮素表观盈亏及产量的影响

【目的】以秸秆还田定位试验为平台,探讨玉米秸秆还田配施氮肥对冬小麦产量、土壤硝态氮积累、氮素表观盈余和氮肥利用率的影响规律,明确砂姜黑土玉米秸秆全量还田条件下冬小麦生长季的最佳施氮量。【方法】试验以秸秆处理为主区,设秸秆还田和秸秆移除2个水平;施氮量为副区,设6个水平,分别为0、162.0、202.5、243.0、283.5、324.0 kg/hm2。测定了冬小麦播种前、拔节期、成熟期地上部植株含氮量,土壤0—20、20—40和40—60 cm硝态氮含量,小麦产量以及籽粒氮含量,计算了冬小麦生育期土壤的氮素表观盈余,小麦基施和追施氮肥的利用效率以及不同阶段的氮素盈余。【结果】玉米秸秆还田后小麦增产365 844 kg/hm2,增产率为4.2%9.3%,尤其以配施243.0 kg/hm2的增幅最高,产量达9858 kg/hm2。小麦整个生育期,秸秆还田显著增加了0—60 cm土层的土壤硝态氮累积量,而秸秆移除条件下,土壤硝态氮累积量与氮肥施用量相关,高量氮肥增加了硝态氮累积量,N施用量高于243.0 kg/hm2时,硝态氮累积量较小麦播种前增加19.8%28.6%。施氮均显著增加了植株氮素积累量;小麦播种到拔节期,植株的氮素积累量随基肥比例的增加而增加。小麦生育期不施氮处理表现为氮素亏缺,施氮处理显著增加了0—60 cm土层的土壤氮素盈余量,且随基肥、追肥量的增加而增加,盈余值每增加100.0kg/hm2,秸秆还田配施氮肥和单施氮肥的土壤剖面硝态氮积累量就会分别增加74.2和91.4 kg/hm2。秸秆还田配施氮肥提高了氮肥农学效率、植株地上部氮肥吸收利用率、籽粒氮肥吸收利用率,特别是在高氮肥时,基肥和拔节肥的利用率显著高于单施氮肥。在施氮处理间、相同氮肥施用下秸秆还田和移除处理间氮素收获指数均无显著差异。氮肥表观回收率随施氮量的增加而降低,基肥表观回收率显著高于拔节肥表观回收率。【结论】秸秆还田和施氮水平对小麦植株氮素的吸收转运没有显著影响,但可提高基施和追施氮肥的利用率,可增加土壤0—60 cm土层中硝态氮的含量。综合各项指标,冬小麦生长季玉米秸秆全量还田适宜的氮肥配施量为202.5 243.0 kg/hm2。     

外源氮添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量的影响

研究外源氮(N)添加对不同种植年限设施菜田土壤固定态铵含量及最大固铵量的影响。选取4个不同种植年限（0年、2年、13年和21年）的设施菜田土壤,分别设置4个外源氮添加处理,进行为期36天的室内培养,测定不同种植年限和外源氮添加处理下的土壤固定态铵含量,并计算其最大固铵量。4个外源氮添加处理分别是:（1）CK,不添加任何氮肥,为对照;（2）CF,常规施氮,添加尿素态N 374 mg kg?1干土;（3）RCF,减量施氮（减N 46%,添加尿素态N 200 mg kg?1干土）;（4）RCF + OM,减量施氮配施有机氮（添加尿素态N 150 mg kg?1干土并以鸡粪形式添加有机态氮50 mg kg?1干土）。结果显示:随设施蔬菜种植年限的增加,土壤本底固定态铵含量呈逐渐增加的趋势,而最大固铵量却呈下降的趋势。同一种植年限下,各施肥处理在培养过程中的土壤固定态铵含量总体表现为CK < RCF + OM < RCF < CF,说明施肥可增加土壤固定态铵含量,但其增幅大小受施肥量的多少和施肥种类影响,其中CF处理土壤固铵量为最大（98.61 mg kg?1）,显著高于RCF和RCF + OM处理,而RCF处理的土壤固铵量（84.76 mg kg?1）又高于RCF + OM处理（77.34 mg kg?1）。设施菜田增施氮肥可提高土壤固定态铵的含量,且化肥较有机肥的效果更优。     

设施栽培条件下蔬菜含硒状况及其健康风险评估

设施栽培条件下土壤性质变化剧烈,其对作物吸收硒(Se)的影响值得研究。本文通过对南京市典型设施蔬菜种植基地土壤及对应植物样品进行取样分析,探讨高强度利用模式下土壤Se的存在形态以及不同蔬菜类型对Se吸收的差异,分析蔬菜Se含量与土壤Se存在形态及土壤性质之间的关系,并对长期设施栽培条件下蔬菜Se的摄入健康风险进行评价。结果表明,不同蔬菜可食部分对Se的富集能力表现为叶菜类(平均含Se量为60μg/kg,干重)根茎类(30μg/kg)茄果类(26μg/kg)。蔬菜可食部分Se含量随土壤有机质及有机结合态Se含量的增加而降低。研究区域有机肥的大量施入引起的有机结合态Se含量的增加可能是降低Se有效性的最重要原因。     

长期定位施肥对亚热带丘陵地区红壤旱地质量的影响Ⅰ.酸度

研究了中国科学院红壤生态实验站长期定位施肥试验5种不同施肥处理对土壤pH、土壤交换性氢、铝的影响,及其与土壤有机质之间的相关性。结果表明,长期不同施肥处理均提高了土壤pH,降低了土壤交换性氢和交换性铝含量,改良了红壤的酸性。施用有机肥(M)、有机肥+菌剂(BM)、有机肥+菌剂+微量元素(BMT)显著优于施用化肥(F)和化肥+微量元素(TF)的处理。添加微量元素和有效菌剂后土壤交换性氢、铝含量略有提高。土壤有机质与土壤pH呈显著正相关,与土壤交换性氢含量的相关性不显著,而与土壤交换性铝含量呈显著负相关。随着土壤有机质含量的增加,土壤交换性氢占土壤交换性酸度比例越大。长期施用有机肥、提高土壤有机质含量是改良红壤酸度和减轻铝毒较好的农艺措施。     

连续施用商品有机肥对耕地质量及蔬菜产量的影响

本试验采用连续3茬蔬菜种植试验,研究无肥、纯化肥、化肥配施不同量有机肥对耕地质量及各蔬菜产量的影响。结果表明,长期施用商品有机肥可导致砷、铅、铬在蔬菜地表层土壤中积累,且积累量随有机肥施用量的增加而增加;施用商品有机肥能降低碱性土壤的pH值,有利于作物正常生长;施用化肥配商品有机肥不仅能显著增加土壤中有机质、碱解氮、有效磷和速效钾的含量,还能显著增加包心菜、小青菜和玉米的产量,且随商品有机肥用量的增加而增加,表明肥料投入与土壤肥力和蔬菜产量呈正比。     

蔬菜间作对土壤和蔬菜硝酸盐累积的影响

大量氮肥施用,易造成菜地土壤硝酸盐累积并引起地下水硝酸盐污染和蔬菜硝酸盐含量超标。为降低菜田氮素累积及环境污染风险,采用根深差异蔬菜间作的方法,研究其对土壤硝态氮时空变异规律和蔬菜硝酸盐含量的影响,选择根系较深的萝卜和根系较浅的芹菜进行间作种植大田试验。结果表明,无论在作物的生长前期还是收获期,此种间作增加了0～20cm土层NO3^- -N含量,同时降低了20cm以下土层NO3^- -N含量,能够减少土壤中NO3^- -N的向下移动。从土壤NO3^- -N累积剖面分布规律看,间作区0～40cm土层NO3^-—N累积量高于单作区,而40～100cm土层NO3^- -N累积量低于单作区,间作区土壤0—100cm土层NO3^- -N总累积量减少,收获期分别比萝卜和芹菜单作区降低1．4％、9．0％。间作有降低萝卜和芹菜硝酸盐的趋势,而间作区萝卜全氮含量显著高于单作区,同时间作显著提高了萝卜产量,此种间作还能够减少氮素的表观损失。总之,合理搭配的蔬菜间作既能够增强土壤对氮素的保蓄能力,减少土壤NO3^- -N淋移,对蔬菜产量和品质也有一定正效应。     

有机无机肥料配合施用对设施番茄产量、品质及土壤硝态氮淋失的影响

利用田间小区试验,研究了有机无机肥配合施用模式对番茄产量、品质及氮素在土壤中累积和淋失的影响。结果表明：（1）与肥料用量较高的习惯施肥处理相比,大幅减少肥料施用的不同有机无机肥配合施用模式均能保证番茄产量稳定,显著提高经济效益,平均增收19127元·hm^-2其中（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理经济效益最高。（2）施用有机肥的3个有机无机肥配合施用模式处理可降低番茄果实中的硝酸盐含量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的分别降低5．4％和7．0％;施用有机肥的3个有机无机肥料配合施用模式处理可提高番茄果实中Vc的含量,较全部施用化肥处理的提高9．4％。（3）与番茄种植前相比,番茄收获后土壤硝态氮含量总体上表现出表层增加、深层降低的趋势;大幅减施肥料的有机无机肥配合施用模式处理各土层硝态氮含量均低于习惯施肥处理相应土层硝态氮含量。（4）有机无机肥配合施用模式可显著降低渗漏水中硝态氮渗漏量,较全部施用化肥处理和习惯施肥处理的平均分别降低35．5％和55．1％。在试验条件下,综合考虑产量、经济效益和环境效益的适宜有机无机肥料配合施用模式为（3／4）化肥N＋（1／4）猪粪N模式处理。     

不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响

利用盆栽试验,研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明,施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍,但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时,蔬菜生长受到抑制,生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高,两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时,根的硝态氮含量大于茎叶,茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶,茎小于叶;无论施氮与否,叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析,可以看出,增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性,但硝态氮的还原作用仍小于吸收,从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且,随氮肥用量增加,硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高,使硝态氮含量迅速升高。     

长期不同施肥方式对砷在典型壤质潮土及作物中累积的影响

本文研究了长期(1989—2009年)不同施肥方式对砷在黄淮海地区典型壤质潮土及作物中累积的影响。田间试验设置7个处理:有机肥(OM)、OM+无机化肥氮磷钾(NPK)、NPK、NP、PK、NK和不施肥(CK),OM+NPK处理为有机肥和无机化肥氮磷钾各施一半。结果显示,长期不同施肥方式下砷在表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤中的含量均有明显累积,但含量较低(<25 mg.kg 1),对农田生态环境安全的影响较小。土壤中砷的累积主要与灌溉及沉降有关,受施肥方式的影响相对较小。磷肥中砷的含量明显高于氮肥、钾肥及有机肥,磷肥的长期施用促进了砷在PK处理土壤中的累积,但在作物产量较高的情况下,对其在土壤中累积趋势的影响较小,而有机肥的添加则会减缓这种累积趋势。砷在小麦和玉米两种典型作物组织中的含量分布表现为:根系>茎叶>籽粒,其中籽粒中砷的含量显著低于根系及国家食品安全相关标准。经过长期不同方式的施肥处理,砷在小麦组织中的含量表现为:PK>OM>OM+NPK>NPK>NP>NK>CK,与土壤中有效磷含量的变化基本一致,并间接受到土壤有机质的影响。在OM、OM+NPK、NPK和NP施肥处理下,土壤有机质含量及作物产量均较高,土壤有机质含量的提高促进了砷在小麦体内的富集,但对其在玉米根系中含量的影响不明显;玉米生长期较短且产量较高,对砷的需求量较大,土壤中有效态砷含量的不足抑制了其在玉米根系中的分布,但玉米通过加强组织对砷的转移能力提高了其在茎叶中的含量。     

长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响

当前,如何合理施肥、提高作物产量、维持土壤肥力、并兼顾生态环境效应是农业研究的主要挑战之一。本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程的影响,主要从土壤氮转化过程的初级转化速率角度综述肥料(有机肥和化学氮肥)对土壤氮素关键转化过程的影响。土壤氮素矿化-同化循环是自然界氮循环过程中两个至关重要的环节,是决定土壤供氮能力的重要因素。总体而言,长期施用氮肥,尤其是有机肥能显著提高初级矿化-同化周转速率;长期施肥可以刺激自养硝化作用,且有机肥的刺激作用更明显;施用化学氮肥和有机肥均能提高反硝化速率,且有机肥的刺激作用高于化学氮肥。有机肥一直被提倡和实践用来改善土壤肥力和提高土壤固碳能力,无论是单施有机肥还是有机-无机配施,均能有效地减轻硝酸盐污染,改善土壤肥力并提高作物产量。但是有机肥的施用并不是多多益善,有机肥过多施用也会增加氮损失的风险。因此,本文综述了长期施肥对农田土壤氮素关键转化过程初级转化速率的影响,讨论了各个氮转化过程之间的联系,以期增强人们对长期施肥措施影响农田土壤氮素循环的理解,并为合理施用氮肥、提高氮肥利用率、减少与氮相关的环境污染提供理论依据。