设施土壤磷素淋失环境阈值及防控措施

设施蔬菜生产受管理技术水平所限导致养分投入量远远大于作物需求量,其中过量磷素投入不仅无法提高产量,大量磷素在土壤积累反而容易引发磷素向水体迁移,进而威胁水环境安全。通过调查和田间定位试验,研究了土壤磷素淋溶阈值、不同肥料投入量、投入方式及灌水模式下设施土壤磷素淋失风险及淋失量,评价了不同水分、养分管理对磷素淋失的阻控效果。结果表明,北方设施蔬菜石灰性土壤中存在2个Olsen-P和CaCl_2-P的拐点,分别为58. 39,257. 45 mg/kg。该地区使用土壤Olsen-P 60 mg/kg作为淋溶阈值,260 mg/kg的土壤Olsen-P作为磷肥投入控制阈值对现阶段推荐施肥依据更为合理。以该阈值为评价标准,传统施肥灌溉模式磷素淋失风险极大,西红柿-甜瓜轮作周年磷素淋失量可达4. 91 kg/hm~2。仅降低磷肥投入25%,只能降低磷素淋失18. 11%;配合水分管理则可降低磷素淋失34. 47%～44. 07%;或调整有机无机磷投入比例为3/4有机肥配合1/4无机肥比传统施肥也可降低磷素淋失39. 66%。在此基础上,提出设施土壤基于磷素淋溶阈值和投入控制阈值的有机肥安全施用技术,对达到蔬菜生产和环保双赢具有重要现实意义。     

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。     

我国主要作物磷肥利用率的研究进展

氮磷是造成水体富营养化的两个主要元素。国内对氮肥的利用率已进行了大量研究,而对主要作物对磷肥的利用率研究相对较少。本文综述了不同作物的磷肥当季利用率和磷肥的累积利用率、影响磷肥利用率的因素、施用磷肥对作物磷素吸收的影响,施用磷肥对土壤磷素平衡的影响以及施用磷肥对作物产量的影响。建议选择适合当地的磷肥种类、适宜的磷肥用量,轮作中合理分配磷肥、合理灌溉。     

根层调控:果类蔬菜高效利用养分的关键

集约化设施蔬菜生产中水肥投入远高于作物的需求,生产上为了实现根层充足的水肥供应,导致氮素过量投入、损失比例高、磷钾在土壤中明显积累,生理性缺素日趋严重。优质高效蔬菜生产的关键是在健康良好生长环境下根层合理的水肥供应,在保证作物生长前提下尽量减少不必要的养分损失。本研究总结了实现优质高产高效蔬菜生产的根层养分调控关键,即必须考虑到土壤溶液养分浓度、形态和养分离子间的平衡;减少水分渗漏并保持水分和养分空间一致的原则。结合土壤环境的增温、增施高碳氮比有机肥或秸秆进行土壤调理等措施,促进蔬菜根系发育、提高作物抗性和养分吸收效率,在设施生产中有机肥和化肥养分需采取"总量控制、分期调控",氮素采取"少量多次、近根施用、水肥耦合"原则;磷钾养分采用"作物需求和土壤肥力维持"相结合的总量控制原则,中微量元素"因缺矫正"原则,通过根层调控实现水肥资源的高效利用和设施菜田的可持续发展。     

柠檬酸与土壤磷相互作用的研究进展

为了研究柠檬酸在土壤形成、物质循环等过程中所起的重要作用,笔者综述了国内外近些年来柠檬酸与土壤磷素相互作用的一些研究进展。主要内容包括：（1）柠檬酸的分泌及其分泌机理;（2）缺磷促进分泌柠檬酸分泌状况;（3）柠檬酸对土壤磷吸附的影响;（4）柠檬酸对土壤磷解吸的影响;（5）人工添加柠檬酸减少磷肥投入的效果。在实际生产中柠檬酸对土壤磷素及磷肥的作用研究有待于加强。     

长期和短期减施磷肥对华南双季稻产量与磷肥利用的影响

通过短期和长期试验相结合,研究减施磷肥对水稻产量和磷肥利用的影响。短期试验设置常规基施磷肥（P1）、磷肥减半基施（P2）和磷肥减半且基肥和穗肥各50%施用（P3）3个处理,以常规稻粤晶丝苗2号和杂交稻晶两优华占为供试材料,进行早晚两季试验;长期定位试验包含不施磷（M0）和常规施磷（M1）2个处理,采用9年18季试验数据。短期试验结果表明,磷肥减施对水稻产量、干物质积累量与转运、磷素积累量与利用等性状指标均无显著影响。P1、P2和P3处理间土壤总磷和可溶性磷含量均无显著差异,并且田面水总磷和可溶性磷含量在全生育期内无显著差异。P1、P2和P3处理的磷素盈亏率分别为8.7%、-35.3%和-31.8%,P1处理可达到土壤磷素表观平衡。长期定位试验结果表明,M0处理的产量随种植季节数增加而下降,3年6季内M0与M1处理产量相当。根据目前稻田土壤磷含量情况,在生产上3年内磷肥减半施用,既不影响水稻产量,又可降低稻田磷素损失风险,是兼顾产量和环保的技术方案。     

施用磷肥对环境的影响探讨

磷肥的施用与环境质量密切相关。本文讨论了过量施用磷肥加剧了农业非点源污染,农业非点源磷的累积增加了水体富营养化的风险,同时,磷肥中的重金属随磷肥的施用进入土壤环境,对土壤环境质量和农产品品质以及人体健康也有一定的影响。     

磷肥种类和用量对土壤磷素有效性和棉花产量的影响

田间试验研究了两种磷肥不同用量对土壤磷素、棉花全生育期磷素的有效性以及棉花产量的影响。结果表明:增施磷肥能增加棉田土壤速效磷、全磷含量、磷素活化系数以及棉花产量,土壤速效磷和磷素活化系数平均比对照处理增加302%和180%。同时,也能增加棉花对磷素的吸收和干物质的积累。但过量施用磷肥并不能显著增加棉花产量、吸磷量和干物质积累量。棉花对磷素的吸收和干物质积累以施磷量150kg.hm-2最优。两种磷肥比较显示,重过磷酸钙对棉田速效磷含量和磷素活化系数的贡献高于磷酸二铵,分别比磷酸二铵高244%和325%。     

长期小麦秸秆还田对壤质潮土磷素含量及磷盈亏的影响

明确长期小麦秸秆还田壤质潮土土壤中磷素演变特征,可为潮土区土壤磷素管理和磷肥高效施用提供理论依据。利用壤质潮土长期定位试验（1992-2015年）,比较单施化肥处理（NP、NPK）和小麦秸秆还田配施化肥处理（NPS、NPKS）土壤有效磷、全磷含量变化,量化土壤磷盈亏和累积磷盈亏,并解析土壤有效磷变化量与累积磷盈亏之间的关系。结果表明,长期施用磷肥和小麦秸秆还田显著提高了土壤有效磷和全磷含量,提升了磷活化系数（PAC）,其年增量分别为0.68~0.78mg/kg、0.0031~0.0047g/kg和0.07%~0.09%,且小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的增加速率有抑制作用,对全磷含量的增加有促进作用,但效应不显著。小麦秸秆还田增加土壤磷盈余。在土壤磷盈余时,土壤每盈余100kg/hm²磷,有效磷增加9.7~10.0mg/kg,小麦秸秆还田对其影响不大;在土壤磷亏缺时,土壤每亏缺100kg/hm²磷,秸秆不还田土壤有效磷含量降低12.6mg/kg,小麦秸秆还田土壤降低1.95mg/kg,小麦秸秆还田对土壤有效磷含量的维持有缓冲作用。小麦秸秆配施磷肥是提高和维持壤质潮土土壤磷素水平、增强土壤供磷潜力的重要措施。     

不同种植年限设施菜地土壤微生物量磷变化特征及相关性分析

针对设施菜地磷肥过量施用,以便为设施蔬菜土壤磷肥施用限量标准制定及磷肥增效调控方法建立提供数据支撑,以山东寿光设施蔬菜土壤为研究对象,调查并采集150个设施蔬菜温室,其中种植年限0-4年50个(样本n=50)、4-9年40个(n=40)、9年以上60个(n=60),每个样点共采集土壤剖面(0~30 cm,30~60 cm,60~90 cm)3层土壤样品,分别测定土壤全磷、有效磷、水溶性磷及微生物量磷及水溶性碳、微生物量碳、有机质含量,并分析其相关性。结果表明,随种植年限增加,剖面深度在0~30 cm,30~60 cm土壤全磷、有效磷、水溶性磷均呈现增加趋势,而微生物量磷则呈现先增加后降低的趋势;随土壤剖面土层的加深,各年限土壤全磷、有效磷、水溶性磷、微生物量磷含量均呈降低趋势,但种植年限9年以上设施土壤0~90 cm土壤剖面中微生物量磷约为20 mg/kg,且在各土层间差异不显著,表明多年种植后深度为30~60 cm,60~90 cm土壤微生物量磷含量有增加趋势;相关性分析表明,种植年限0-4年,4-9年时设施土壤有效磷与微生物量磷含量显著正相关,且呈对数函数关系;而种植年限在9年以上时二者呈二项式函数关系。结果表明,集约化设施蔬菜土壤随着种植年限增加土壤磷素累积增加,深层土壤微生物量磷含量呈增加的趋势,且磷素淋洗风险随种植年限增加而增强。     

设施土壤中连续施用生物炭对土壤磷形态及吸附与释放特性的影响

针对设施土壤中长期大量施用有机肥可能造成的土壤磷素过度积累及易流失等问题,本研究拟通过施用生物炭增加土壤中磷的吸附,从而减少磷流失。此外,目前关于在设施土壤中连续施用生物炭对土壤磷素形态和有效性的影响作用尚不清楚。为此,在辣椒大棚中通过长期定位试验,研究连续4茬施用生物炭对土壤有效磷、不同形态磷、磷吸附及释放的影响。结果表明：在每公顷施用15 t猪粪稻草有机肥基础上施用生物炭可显著增加土壤有机碳含量和土壤pH,并显著改变了土壤磷各组分含量,显著增加了NaHCO₃ P_i、NaHCO₃ P_o、Fe/Al-P_i和Ca-P_i含量,且显著降低了Ca-P_o含量。此外,连续4茬施用生物炭还增加了土壤对磷的吸附,从而降低土壤磷的释放。本研究结果说明,在设施土壤中长期大量施用有机肥下结合施用生物炭在保持土壤有效磷供应下可提高土壤磷的吸附,从而降低土壤磷素的流失风险。     

土壤磷的动态积累及土壤有效磷的产量效应

采用田间磷肥试验和田间定位监测相结合的方法,研究了不同磷用量下土壤磷素的动态积累对土壤有效磷(Olsen-P)在大白菜和辣椒上的产量反应,探讨用土壤有效磷反映土壤供磷能力和作为推荐磷肥用量的依据。结果表明:磷肥和土壤Olsen-P在白菜和辣椒上的产量效应均符合一元二次式。土壤磷素收支平衡33.7%~680.4%,土壤Olsen-P占土壤磷积累量的17.7%~28.9%。0~20 cm日光温室土壤磷素收支平衡124.1%~293.6%,0~20 cm土壤Olsen-P的年均积累量为23.1~32.2 mg/kg,土壤Olsen-P占土壤磷积累量的16.6%~24.2%。20~100 cm日光温室土壤Olsen-P的增加量随着施磷时间的延长而逐渐增加。土壤Olsen-P在植物上的产量效应符合一元二次式。农田磷的积累量与土壤Olsen-P的增加量呈直线正相关,土壤Olsen-P的增加量占农田积累磷的17.7%~28.9%。土壤供磷能力和磷素平衡是确定磷肥用量的重要参数。     

氮、磷、钾对设施蔬菜产量及养分循环的影响

为了增加农民收入,减少肥料浪费,研究氮、磷、钾肥施用对蔬菜产量的影响,以及氮、磷、钾肥在蔬菜、土壤中累积量。进行一个周年轮作设施番茄、菜花、芹菜田间施肥试验。当番茄、菜花、芹菜不施N、P、K肥时,减产6.0%~13.8%,年总收入分别减少39220元/hm2、36902元/hm2、22023元/hm2;氮、磷、钾素是蔬菜产量的限制因子。蔬菜中N吸收量：番茄和菜花＞芹菜,P吸收量：菜花＞番茄和芹菜,K吸收量：番茄＞芹菜＞菜花;番茄果实中氮吸收量低于菜花果实氮吸收量,植株氮吸收量也低于菜花植株。而果实中磷、钾的吸收量是高于植株,并且钾吸收量明显高于植株。氮、磷、钾吸收总量顺序为菜花＞番茄＞芹菜。番茄、菜花和芹菜收获后的土壤氮、磷、钾含量均高于种植前的土壤含量;受底施有机肥的影响,番茄土壤中残留氮含量、芹菜土壤残留磷含量都高于基础土壤含量2倍以上;菜花没施有机肥,土壤残留氮、钾含量低于番茄和芹菜。土壤残留磷含量比较高,造成资源浪费,也污染土壤环境。     

嘉兴市南湖区稻田土壤养分现状与管理对策

为摸清嘉兴市南湖区稻田土壤的养分现状,分别于2004年和2008年对该区进行了采样分析。结果表明,从1983年至2008年的25年间南湖区稻田土壤肥力水平有较大提高,土壤有机质、全氮、有效磷和有效钾含量分别增加了7.0%、4.1%、394%和11.3%;土壤有效磷的成倍增加与区内农户大量施用磷肥和畜禽粪肥以及磷在土壤中不易移动、容易积累的特性有关。从1983年至2004年的20年中,南湖区稻田土壤有效微量元素也发生了较大的变化,土壤有效铜、锌、铁、锰和钼的含量分别增加了13.6%、222%、26%、202%和81.8%,但土壤有效硼的变化不大。针对区内土壤磷素过量积累、化肥施用量高和养分利用率低的情况,提出了科学培肥、控制施用氮磷肥施用和针对性地施用微肥等养分管理对策。     

磷肥对甜玉米籽粒植酸和锌有效性的影响

为明确磷肥对甜玉米籽粒营养特性的影响,利用不同品种的磷肥定位试验以及磷肥梯度水平试验,探讨甜玉米籽粒植酸、磷(P)、锌(Zn)含量及Zn有效性的时间(不同灌浆期)和空间(果穗上、中、下部;籽粒果皮、胚乳和胚)变化及其对外源磷肥的响应特性。试验结果表明,甜玉米籽粒的P和植酸含量随磷肥用量的增加而增加,Zn含量及其有效性则呈现下降趋势。磷肥投入对吐丝后16～24 d籽粒的植酸、P和Zn的积累(mg plant^–1)的影响最为显著,而对不同灌浆时期Zn有效性均表现出抑制效应。在中磷水平下,果穗不同穗位籽粒植酸(g kg^–1)和Zn有效性的差异并不显著。高磷水平显著提高了中、下部果穗植酸的含量,但对不同穗位籽粒Zn含量和Zn有效性均存在抑制效应。对籽粒内不同部位(果皮、胚乳和胚)进行比较,植酸、P以及Zn含量均以胚中含量最高,积累量占比则以胚乳中最高;而Zn有效性以胚中最高。高磷处理可显著提高籽粒内不同部位植酸和磷含量,降低Zn含量及其有效性。综上,合理磷肥施用可促进籽粒Zn积累,而过量磷肥投入会显著增加不同灌浆时期,以及胚乳和胚中的植酸含量和积累量...     

平谷桃园养分投入对土壤养分的影响

以平谷区101个桃园为研究对象,调查了施肥现状及其对土壤养分的影响。【结论】所调查的桃园施用的有机肥以鸡粪、羊粪、猪粪、牛粪为主,化肥投入以复合肥或氮磷钾配合施用居多；2016年比2006年总N、总P2O5和总K2O投入量高出1.6倍、1.6倍和1.8倍。由于桃园多年的过量养分投入,2016年调查结果与2006年调查结果和1981年二次土壤普查结果比较,土壤有机质、全氮、碱解氮、有效磷和速效钾含量均有大幅度提高；调查结果还显示,随着氮肥的施入土壤中平均碱解氮含量变化趋势不明显,随着磷肥的施入土壤中平均有效磷含量成显著的上升趋势,随着钾肥投入量的增加土壤中速效钾含量呈现先上升后下降的趋势。调查结果还显示平谷土壤氮素盈余量为444.6 kg N/ hm2,作物氮素吸收量/施氮量占比仅为45%；平谷土壤磷素盈余量为516.6 kg N/ hm2,作物磷素吸收量/施磷量占比仅为22%；由此可见,桃园氮养分和磷养分盈余造成了果园土壤氮和磷环境风险加大。因此,桃园要进行合理的养分管理以保证产量和品质的形成,以及桃园的可持续发展。     

长期定位施肥对蔬菜保护地土壤磷素空间分布的影响

以长期定位施肥蔬菜保护地土壤为材料，研究不同施肥处理对土壤磷素在剖面上分布特征的影响。结果表明：不同施肥处理土壤全磷和速效磷含量在剖面中均呈现随土层深度增加而减少的趋势，而且在同一土层内，施有机肥各处理土壤速效磷含量高于不施有机肥各处理。在0~60cm土体内施有机肥各处理土壤磷素活化系数明显高于对照和不施有机肥各处理。在土壤剖面中施肥各处理有机磷含量均高于对照，配施有机肥处理也高于单施化肥处理。磷素在土壤中的积累和长期施用有机肥是导致土壤磷素向下层移动的主要因素。     

山西中部菜田土壤养分调查分析

在山西省中部菜田土壤调查取样分析结果表明,土壤普遍存在碱解氮和速效磷的累积,速效钾、速效硼有减少的趋势,老菜田表现较为明显。祁县地区有机质、碱解氮含量偏低。依据土壤养分含量的丰缺状况：阳泉市、榆次、清徐、太原小店区菜田土壤碱解氮达到高含量水平的占30%以上,达到中含量水平的占50%,祁县地区碱解氮有73%的为极低含量水平。阳泉市、榆次土壤速效磷达到高含量水平的占80%以上。山西省中部菜田施肥技术应该控制氮、磷、增施钾肥和补施硼肥,大量施用秸杆类有机肥。     

不同类型生物炭混施对土壤磷素淋失的影响试验研究

[目的]研究旨在将竹炭和木炭混施入土壤,比较分析不同生物炭处理对土壤磷素淋失的影响,以期为寻求更高效的生物炭土壤改良技术提供新的思路。[方法]基于土柱淋洗模拟试验,设置CK(不施生物炭和磷肥)、P(单施磷肥)、1:0(施磷肥和木炭)、0:1(施磷肥和竹炭)和1:1(施磷肥和按1:1混合的木炭、竹炭)5组处理,以不同填装容重和淋洗间隔进行两轮实验,测定淋溶液中正磷酸盐含量及pH 值。[结果]两轮实验结果表明:施用生物质炭可显著增加土壤pH值,有效抑制磷素淋失20 %以上。竹炭抑制土壤磷素淋失的效果显著优于木炭,将木炭和竹炭以1:1的比例混施能够提高木炭对磷素淋失的抑制效果。[结论]不同类型生物炭混施技术在控制土壤磷素淋失方面具有良好的应用前景,为寻求更高效的生物炭土壤改良技术,应进一步加强对生物炭的性质、施用量、土壤类型和肥力状况等的综合试验研究。