农用化学品在蔬菜生产中的使用及对地下水水质的影响——以河北省曲周县蔬菜生产区为例

采用农户问卷调查、现场采样及测试分析等方法,研究了农用化学品在蔬菜生产中的使用及对地下水的影响。结果表明,2002年曲周县蔬菜生产中平均使用量为1650.4kg·hm-2,其中来自化肥的养分投入为1126.7kg·hm-2,农药使用量为22.73kg·hm-2。蔬菜生产中过量施用氮肥较严重,同时农药滥用现象也普遍,高毒农药甲胺磷、氧化乐果仍在大量使用。从2002年10月到2003年4月,对该区地下水的硝酸盐污染进行了3次取样监测,结果是地下水硝酸盐超标率为9.3%。本研究为规范蔬菜种植区的农用化学品施用提供了基础数据。     

新疆棉田施肥现状调查与评价

通过对测土配方施肥项目取得的海量棉农抽样调查数据进行汇总整理,了解新疆棉田施肥现状。新疆棉田有机肥单位面积用量为12 256.43 kg·hm-2,区域差异明显,南疆棉田施有机肥较为普遍,而北疆棉田很少施用有机肥。新疆棉田化肥单位面积施用量为462.90 kg·hm-2,N:P2O5:K2O=1:0.58:0.13,南北疆区域差异明显。新疆棉田化肥单位面积施用量呈逐年递增态势,其中钾肥单位面积施用量增长尤为迅速。     

冬小麦-夏玉米轮作系统化肥农药投入调查研究

采用随机问卷调查的方法调查了山东省桓台县唐山镇、陈庄镇、果里镇1996、2003年农业生产中化肥、农药投入及粮食产出的现状,分析探讨了该县化肥、农药投入的合理性以及对农村环境存在的潜在威胁。调查结果表明,桓台县施用的化肥品种以碳酸氢铵、尿素磷酸二铵和各种复混肥为主;农药以各种高毒、高残留杀虫剂为主,如敌敌畏、对硫磷等。其中2003年的化肥单位耕地面积施用量1233.93kg·hm-2,纯N施用量718.96kg·hm-2,农药(商品量)12.39kg·hm-2,粮食产量14690.40kg·hm-2,分别比1996年增长了44.87%、16.15%、63.24%、3.89%。经分析,桓台县目前化肥、农药投入水平过高,化肥对粮食的增产效应已经不显著,且投肥结构不合理,N用量过高,P2O5投入较为合理,K2O用量严重不足。化肥、农药的过量施用对环境存在着严重的潜在威胁。     

贵州省化肥施用时空分异及环境风险评价

本文选择贵州省地市(州)为研究区域,采用化肥施用环境风险模型,分析贵州省1996—2015年间化肥施用的时空分析特征,定量评估化肥施用存在的潜在环境风险,确定化肥施用存在环境污染风险的重点区域。结果表明:以中国的化肥施用生态安全阈值250kg/hm-2来看,近20年来,贵州省化肥施用长期处于过量施用状态,施用量呈上升趋势,化肥施用年均增长率达3.5%。2015年贵州省的化肥施用强度为587.98kg/hm-2,是同年全国化肥平均施用强度446.12kg/hm-2的1.32倍,为化肥投入高水平区域。其中,贵州的化肥投入空间差异明显,贵阳的化肥施用强度最高为679kg/hm-2,而黔东南州的化肥施用强度最低为429kg/hm-2,两者化肥施用强度差异达1.58倍。2015年贵州省的化肥施用的环境风险程度为中度风险,但是贵阳市和安顺市处于重度风险。同时,贵州各地区存在重度的氮肥污染环境风险,贵阳市与六盘水市氮肥施用的环境风险指数达严重风险,尤为突出。     

商品有机肥替代部分化肥对土壤养分和马铃薯产量的影响

为指导上杭县马铃薯生产上科学合理施用商品有机肥,以减少过量施用化肥,研究有机肥替代部分化肥对马铃薯产量、农艺性状及土壤养分的影响。通过田间试验,设置100%化肥(1 500kg)、减施化肥10%+有机肥4 500kg·hm-2、减施化肥20%+有机肥4 500kg·hm-2、减施化肥30%+有机肥4 500kg·hm-2处理,分析各处理对马铃薯产量、农艺性状及土壤养分性状的影响。结果表明:有机肥替代部分化肥能起到改善土壤理化性状,增加土壤肥力作用,显著增加商品薯率,但减施化肥20%+有机肥4 500kg·hm-2及减施化肥30%+有机肥4 500kg·hm-2处理的马铃薯产量、经济效益比对照均有所降低;综合比较以减施化肥10%+有机肥4 500kg·hm-2处理的效果最佳,与对照(100%化肥)相比,土壤有机质含量提高2.14g·kg-1,有效磷提高0.9mg·kg-1,速效钾提高0.6mg·kg-1,pH值提高0.3,马铃薯商品率显著提高,产量增加1 666.5kg·hm-2,经济效益增加1 023元·hm-2。     

江苏农业生产化肥减量施用的路径与措施

为农业生产化肥减量施用政策制定提供参考,利用1996—2015年江苏省农产品成本收益汇编资料和农村统计年鉴面板数据,研究江苏省主要粮食作物(籼稻、粳稻、小麦、玉米)和经济作物(油菜籽、棉花、桑蚕茧和蔬菜)的种植面积、化肥施用总量和化肥施用强度对农业生产减量施用化肥的影响。结果表明:1)1995—2014年江苏省的化肥施用强度以桑蚕茧和蔬菜作物最大,分别为50~60kg/667m~2和40~50kg/667m~2;棉花和粳稻其次,为30~40kg/667m~2;小麦、玉米和中籼稻第三,为20~30kg/667m~2;油菜最小,为20kg/667m~2左右。2)2014年江苏省的小麦、粳稻、蔬菜和其余5种作物的播种面积分别占总播种面积的30.72%、24.83%、16.61%和27.84%,化肥施用量分别占其总用量的25.21%、27.58%、21.71%和25.5%。3)针对江苏省化肥施用现状,提出了降低化肥施用强度、提高化肥利用效率、增强作物轮作体系等化肥减量施用可行路径。4)化肥减量施用措施的重点是控制小麦、粳稻等粮食作物,蔬菜、桑蚕茧等经济作物的化肥施用强度,并优先控制苏北地区农作物的化肥施用强度,完善减量施肥的相应法律法规,加强化肥施用量制度的建设,运用市场机制等完善管理制度。     

京津冀化肥投入特征与污染防控对策研究

为有效缓解京津冀区域种植业化肥源污染,亟需摸清其投入现状及存在问题,提出减施增效的污染防控对策。基于统计数据和实地调查数据,从宏观层面分析2010—2018年期间,北京市、天津市、河北省氮、磷、钾肥和复合肥(折纯量,下同)投入变化、京津冀区域化肥使用总量(氮、磷、钾和复合肥总折纯量,下同)变化、单位面积施用量变化以及施肥行为等特征。结果显示,2010—2018年期间京津冀区域的化肥施用量以2014年为转折点,呈现先逐年增加后转为下降趋势,2018年降至336.65万t。氮肥和复合肥是主要的肥料品种。2010—2018年期间N、P2O5用量整体呈下降趋势,2013年以后K2O用量由升转降,复合肥用量总体呈现上升趋势。2018年N、P2O5、K2O和复合肥施用量分别为123.12万、26.34万、25.70万t和161.50万t。北京市单位面积化肥施用量由2010年的358.45 kg·hm^-2提高到2017年的504.03 kg·hm^-2,增幅为40.61%。2018年降至485.58 kg·hm^-2,下降了18.45 kg·hm^-2。天津市单位面积化肥施用量呈明显下降趋势,从2010年的516.51 kg·hm^-2下降到2018年的370.16 kg·hm^-2,减少了28.33%。河北省单位面积化肥施用量维持在330.07~360.11 kg·hm^-2,总体变化较为平缓。京津冀地区整体单位面积化肥施用量为339.72~363.73 kg·hm^-2,平均348.66 kg·hm^-2。北京市、天津市单位面积化肥施用量明显高于全国平均水平,河北省单位面积化肥施用量接近全国平均水平。综上,2010—2018年期间,京津冀化肥投入呈现先升高后降低趋势。单位面积化肥施用量偏高,存在下调空间。北京市单位面积化肥施用量呈现增加趋势,更为值得关注。针对京津冀化肥投入存在的问题,文章提出了化肥减施增效的污染防控对策。     

1987-2013年广东省农业化肥和农药施用量特征分析

化肥和农药的使用对农业生产具有极大的促进作用,但也伴随着环境污染问题。本研究对广东省1987-2013年的化肥施用总量,氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、农药的施用量和单位面积施用量、化肥施用强度等进行分析。研究发现:自1987年开始,广东省农业化肥施用总量、氮肥、钾肥、磷肥、复合肥、农药施用量逐年递增,但增幅各不相同;钾肥和复合肥增长较多;化肥施用强度不断增加,2012年比1987年增长了2.87倍,远远超过了国际上公认的化肥施用安全上限(225 kg/hm2)。广东农业化肥和农药施用量在改革开放初期、城镇化发展初期、种植结构调整期和政策调整期,均表现出不同的特征。     

中国化肥施用强度的驱动因素分解与控制路径研究

20世纪90年代以来,中国(不含港、澳、台,下同)化肥施用量呈现持续增长的态势,直至2016年首次出现负增长,但化肥施用强度并没有实质性的下降。当前,中国的化肥施用强度仍明显高于国际安全标准。在分析1990—2018年中国化肥施用量与施用强度的基础上,利用因素分解模型,从高耗肥农作物和高强度区域2个层面剖析结构份额和效率份额同化肥施用强度变动之间的关系。结果表明:研究时段内,中国化肥施用量与化肥施用强度整体呈上升趋势,不同区域间农作物种植结构的差别是造成宏观层面不同区域化肥施用强度存在差异的重要原因之一。在高耗肥农作物层面,种植业结构偏向水果、蔬菜是造成高耗肥农作物上化肥施用强度增长的主导因素,结构驱动率高达66.74%。在高强度区域层面,结构份额和效率份额共同促使化肥施用强度增加,但2017年以来,效率份额的驱动作用明显提高。经济发展水平、农业劳动力转移、城镇化发展水平等因素对化肥施用强度具有显著(P<0.1)影响。未来,应进一步调整优化农作物种植结构,适当减少高耗肥农作物种植面积,同时不断推进节肥技术推广,注重提高化肥投入的技术效率。     

陕西省化肥施用量增长变化特征分析

为了控制化肥施用总量增长,降低化肥施用强度,依据2000～2015年的化肥消费量数据,运用趋势分析法、弹性系数法和对比分析法对陕西省化肥施用量的增长变化进行了研究。结果表明:(1) 2000²015年陕西省化肥消费量持续增加,化肥消费总量从2000年的131.19×107kg增长到了2015年的231.95×107kg,增长了76.80%,明显高于全国增幅。(2)化肥施用结构发生了较大变化,复合肥、钾肥的用量比例持续提高,氮肥、磷肥所占比例持续下降。(3)化肥施用强度不断上升,2015年陕西省化肥施用总强度达到了810.12 kg/hm2,是发达国家的3.6倍,是生态县施用上限的3.24倍,过度施肥问题严重。     

填闲作物消减蔬菜生产棚室土壤硝态氮潜力研究

为了明确填闲作物对棚室蔬菜土壤NO₃^--N的消减潜力, 揭示不同填闲作物消减土壤剖面累积NO₃^--N的特征, 并为探索阻控棚室蔬菜土壤氮素淋溶损失机制及预防地下水污染提供理论依据, 本研究以华北平原传统的棚室蔬菜轮作体系作为研究对象, 在蔬菜休闲期采用种植深根型填闲作物甜玉米、甜玉米+牛膝间作和白菊花的田间原位修复技术。结果表明:甜玉米和甜玉米+牛膝处理的总含氮量和吸氮量较高, 分别为20.11、19.62 t·hm^-2和240.34、287.56 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的5.81 t·hm^-2和57.13 kg·hm^-2;根长密度和根干重均随土壤剖面深度的加深而降低, 其中白菊花处理的根长密度与根干重在0~30 cm土层显著高于其他处理, 30 cm土层以下的根干重在各处理间无差异, 根长密度在数值上表现为间作甜玉米> 甜玉米> 白菊花> 间作牛膝;甜玉米对土壤剖面0~200 cm土层的消减量高达907.87 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的891.16 kg·hm^-2和甜玉米+牛膝间作的879.93 kg·hm^-2。因此, 在蔬菜作物轮作的间歇期, 种植填闲作物能有效地降低硝态氮在土壤中的累积, 控制土壤剖面硝态氮向下淋溶。     

辽河三角洲稻区两种合理氮肥推荐阈值的方法研究

为研究辽河三角洲单季稻区合理氮肥投入阈值，于2012、2014、2016、2018年依托长期田间定位试验，借助不同的分析方法，即产量-效应曲线法和土壤氮素平衡法，研究不同施氮水平（纯氮0~420 kg·hm^-2）对水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡的影响。结果表明：采用产量-效应曲线法得出辽河三角洲地区的理论施氮量为217 kg·hm^-2，采用土壤氮素平衡方法得出的理论施氮范围为221~235 kg·hm^-2。当施氮量为210~260 kg·hm^-2时，水稻产量（10 071~10 227 kg·hm^-2）及氮肥利用率（36%~43%）均较高，施氮量超过260 kg·hm^-2时，水稻氮肥利用率显著降低。综合考虑水稻产量、氮肥利用率以及土壤氮素平衡三个指标，目标产量超过10 000 kg·hm^-2时，辽河三角洲地区氮肥施用推荐阈值为217~235 kg·hm^-2。本研究得到的推荐氮肥用量比当地农民常规用量（270~300 kg·hm^-2）降低了13%~28%，有效减少了氮素在土壤中的盈余与淋失风险，为该地区水稻减氮高产栽培提出了切实可依的理论依据。     

长期施肥对设施菜田土壤氮、磷时空变化及流失风险的影响

研究山东省设施农业生产体系养分的投入情况,常年施肥的设施菜田土壤肥力变化以及土壤氮、磷累积和迁移在时间和空间上的变化规律,为未来设施菜田清洁生产,降低氮磷流失风险提供理论参考。通过对山东省不同区域设施黄瓜和番茄化肥和有机肥施用情况的调研,以及对种植5、10、15年和20年的设施菜田土壤进行0~100 cm分层取样,以周围粮田土壤作为参照,分别测定土壤理化性质等指标。结果表明:设施蔬菜化肥养分投入量显著降低,有机肥的养分投入量和化肥投入相当,总养分投入量仍然过高,黄瓜氮、磷、钾的总投入量分别为1033、765 kg·hm~(-2)和1068 kg·hm~(-2),番茄为710、503 kg·hm~(-2)和755 kg·hm~(-2);设施蔬菜果实养分输出占总养分投入比例提高,分别为25%(N)、10%(P_2O_5)和29%(K_2O);长年施肥的设施菜田土壤中,硝态氮发生严重淋洗,速效磷含量随着种植年限的延长而增加,表层0~20 cm土壤中,速效磷含量达到了345 mg·kg~(-1),常年轮作模式种植,加剧了土壤酸化以及速效养分的累积和迁移;40~60 cm是硝态氮向深层土壤迁移和累积的关键土层,主要发生在种植10~15年间;速效磷的累积在前期5~10年,主要发生在浅层土壤0~40 cm,并随着种植年限的延长逐渐向深层发生迁移,在10~15年间主要表现在深层土壤40~100 cm。设施菜田养分投入量降低,但投入总量仍然过高;长期化肥-有机肥配合施用会促进土壤速效养分的累积和迁移,对环境造成潜在威胁;硝态氮和速效磷在设施菜田中由浅层向深层土壤迁移和累积存在时空差异,10年左右的种植年限是设施菜田0~100 cm土层中养分累积和迁移速率转变的关键时期。     

沼液与有机肥配施条件下氮损失风险的研究

本研究旨在探索沼液、有机肥配施等氮量替代化肥的模式,期望能够在保持产量稳定的前提下,降低稻田氮素损失的风险。本试验以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(NPK)、100%沼液、75%沼液+25%猪粪有机肥、50%沼液+50%猪粪有机肥和100%猪粪有机肥六个处理,采用密闭室间歇通气法研究了不同生育时期的稻田氨挥发特性,同期测定稻田田面水氮含量,以及全施肥期径流流失量。试验结果显示,在等施氮量条件下,常规化肥处理水稻产量达12 752.70 kg·hm~(-2),其农田氨挥发总量为76.99 kg·hm~(-2),径流氮损失量39.11 kg·hm~(-2);100%沼液施用处理和75%沼液+25%猪粪有机肥配施处理氨挥发量较高,分别为120.66、88.01 kg·hm~(-2);而50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理氨挥发总量和径流氮流失量均低于常规化肥处理,分别为58.03、22.00 kg·hm~(-2),其产量与常规化肥处理相比无显著性差异;100%猪粪有机肥施用处理尽管氨挥发总量和径流氮流失量表现最低,但其产量低于50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理。综合比较而言,50%沼液+50%猪粪有机肥配合施用处理在保持一定产量的基础上又能减少氨挥发及氮流失风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

关中夏玉米区陕单308高产栽培技术研究

采用二次饱和D-最优设计,以关中夏玉米区对陕单308产量影响最主要的密度及氮、磷肥施用量为试验因子,建立了陕单308产量回归模型;分析了产量的主效因子及各因子对产量的效应。结果表明,陕单308在关中夏玉米区有着严格的留苗密度区间,一般留苗50784~56250株/hm2。氮肥不但是产量的主效因子,而且分别与密度、磷肥交互作用密切,足量的氮肥(N 343.3 kg/hm2)与适量的密度(50784~59859株/hm2)互作能够产生较大的增产效果。氮磷搭配施用有利于增加粒重提高产量;提出了目标产量分别为7500~8249 kg/hm2和8250~9000 kg/hm2的高产栽培最佳农艺技术措施。     

巢湖流域种植模式改变对养分表观平衡及土壤化学性质的影响

为明确巢湖流域内的农田养分平衡状况,制定面源污染防控措施,本研究以巢湖流域传统休耕-水稻种植模式（n=26）作为参照,选取该区域典型的大棚番茄-水稻轮作模式（由休耕-水稻种植模式转变而来,n=26）为研究对象,探究不同种植模式下的养分盈亏状况,并分析种植模式改变对土壤化学性质的影响。结果表明,休耕-水稻种植模式下氮盈余34.02 kg·hm^-2·a^-1,其盈余率为16.7%;磷和钾分别亏损2.96、13.71 kg·hm^-2·a^-1,两者亏损率分别为9.1%和19.7%。大棚番茄-水稻轮作模式下氮、磷、钾盈余量分别为589.27、194.93、144.22 kg·hm^-2·a^-1,三者盈余率分别为61.5%、66.4%、26.9%。长期大量施肥下,大棚番茄-水稻轮作导致土壤积累的硝态氮、铵态氮、有效磷和速效钾含量分别为休耕-水稻种植模式土壤的50.05、7.05、1.95倍和1.72倍。对比休耕-水稻种植模式,大棚番茄-水稻轮作模式下过量施用氮肥导致土壤pH平均下降了0.83个单位,电导率平均增加了0.73 mS·cm^-1,该模式下土壤呈明显的酸化和盐渍化趋势。研究表明,当前巢湖流域大棚番茄-水稻轮作模式下的养分收支呈盈余状态,土壤积累了大量速效养分,存在一定的流失风险。     

重庆市露地蔬菜生产施肥现状与活性氮损失及温室气体排放估算

集约化蔬菜系统是当前全球高投入和高环境代价热点系统,降低不同区域蔬菜生产环境代价是实现蔬菜绿色生产的关键。本研究以重庆市铜梁典型露地蔬菜为研究对象,采用农户问卷调查方法,并结合生命周期评价（Life cycle assessment,LCA）方法,系统评价该地区露地蔬菜生产的施肥现状与环境代价（活性氮损失和温室气体排放）,并比较蔬菜种类间差异。最后,基于推荐施肥量估算其节肥减排潜力并明确节肥减排措施。结果表明：重庆市铜梁区蔬菜生产系统肥料用量高,当季氮、磷、钾平均用量分别为483、321 kg·hm^-2和369 kg·hm^-2,普遍超过作物自身养分需求,且重基肥、轻追肥。高肥料投入导致该地区蔬菜生产系统环境代价高,平均活性氮损失和温室气体排放分别为141 kg·hm-（ 2以N计）和6 352 kg CO_2e·hm^-2,氮肥投入贡献了86.6%~92.9%的温室气体排放。不同蔬菜种类间肥料投入量和环境代价差异大,其中,茄果类蔬菜的肥料投入和环境代价最高。不同蔬菜类型节肥减排潜力大。单位面积上,与推荐施肥量相比,该地区蔬菜生产系统氮、磷、钾肥的节肥潜力分别为48%、55%和39%,降低活性氮损失和温室气体排放的潜力分别为46%和48%。     

有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田磷素状况及棉花产量的影响

为探究有机肥添加对不同磷肥用量新疆棉田土壤磷素有效性、植株磷吸收和分配、产量构成和棉田磷平衡的影响,采用大田试验的方法,在不同磷肥用量(0、50、100、150 kg·hm-2,以P2O5计)基础上,设置未施有机肥对照处理和添加有机肥处理(有机肥4500 kg·hm-2),测定棉花不同生育时期土壤有效磷含量、植株吸磷量和磷分配比例、籽棉产量,计算了棉田磷肥利用率和磷素平衡状况.结果 表明:棉田土壤有效磷表现出随施磷量增加而增加的趋势,添加有机肥的处理土壤有效磷含量整体高于未添加有机肥处理.植株累积吸磷量呈现出随施磷量增加而增加的趋势,在施磷水平为150 kg·hm-2时,植株累积吸磷量整体较高.籽棉产量随施磷量增加表现出先增加后略有降低的趋势,添加有机肥处理的产量总体高于未添加有机肥处理,且在施磷量100 kg·hm-2时最高,为5642 kg·hm-2.磷肥利用率在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时达到最优,为37.24％;随施磷量的增加,棉田土壤磷素盈余量呈增加的趋势,在施磷量100 kg·hm-2并配施有机肥时,棉田磷素收支开始出现盈余,盈余量为16.82 kg·hm-2.综上,在磷肥减施条件下有机肥添加可通过提高土壤磷素有效性、调节棉花磷素吸收和分配来影响棉籽产量;在综合考虑土壤磷素有效性、棉花磷素吸收和产量、磷肥利用率和棉田磷素收支平衡的基础上,建议新疆棉田磷肥施用量为100 kg·hm-2,并配施有机肥.     

基于猕猴桃树体养分携出量确定果园合理施肥量——以周至县俞家河流域为例

为定量年生长周期内猕猴桃树体各器官养分含量及养分携出量,确定猕猴桃果园年养分需求量和合理施肥量,在猕猴桃年生长周期内采集秦美、哑特和华优3个品种猕猴桃树体各器官样品,测定养分含量,计算养分携出量。同时在参照研究区成龄果园树体养分贮藏量的基础上,通过果园养分吸收量推算猕猴桃果园合理施肥量。结果表明:不同品种猕猴桃果实产量、单果质量、单叶质量及叶个数、枝条修剪量间均没有显著差异,各器官氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量亦无显著差异。猕猴桃果园每生长1 kg叶片吸收的养分量为N 2.81 g、P 0.31 g、K 2.13 g;每收获1 kg鲜果移出的养分量为N 1.40 g、P 0.47 g、K 2.23 g;每修剪1 kg枝条移出的养分量为N 3.70 g、P 0.47 g、K 2.94 g。年生长周期内果园因叶片吸收、果实收获、枝条修剪和树体贮藏的总养分量为N 162kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 36 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 146 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中来自肥料的养分为N 38.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 5.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 20.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)。研究表明,不同品种成龄猕猴桃果园的推荐施肥量均为N 380 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 77 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 87 kg·hm~(-2)·a~(-1),N∶P_2O_5∶K_2O为1∶0.5∶0.3。