山东省种植区地下水硝酸盐污染空间变异及分布规律研究

近年来,我同部分地区地下水硝酸盐污染态势十分严峻,特别是集约化种植区由于施用大量氮肥导致的硝酸盐污染更为严重.为控制污染,应掌握地下水硝酸盐污染的空间变异规律与分布特征.采用地统计学方法,对山东省种植区地下水硝态氮含量数据进行空间变异分析.结果表明,不同区域地下水硝态氮含量存在一定的差异,存在明显的趋势效应以及变异性,且含量随地下水深度增加而减少.通过相关性分析,获得与地下水硝态氮含量相关性最高的两个因子(土壤有机质含量和全氮含量),并作为协克里金(Cokriging)插值方法中的协同因子,对山东省地下水硝酸盐污染进行插值.经比较分析,协克里金法比普通克里金法(OrdinaryKriging)的精度高,减少了80%的平均误差.协克里金法空间插值结果表明,空间分布规律表现在从西南到东北逐渐升高的方向性效应,而地下水硝态氮含量较高的区域主要分布在潍坊、青岛、烟台种植区,如青岛的平度、莱西,潍坊的寿光等农业较发达的种植区.     

不同过磷酸钙添加量对蔬菜废弃物堆肥的影响

试验研究了不同过磷酸钙添加量对蔬菜废弃物堆肥腐熟进程的影响。结果表明,添加过磷酸钙能够提高堆体温度,其中添加量为堆肥物料干重10.26%时的最高温度值最高,为64.33℃。堆肥结束时,添加过磷酸钙对各堆肥处理的C/N 值无显著影响,但降低了堆肥物料的pH 值,提高了电导率,其中添加量介于物料干重4.10%和10.26%时的EC 值显著高于CK 处理（P<0.01）;添加量低于物料干重10.26%时的GI值均显著高于CK 处理（P<0.01）,其中添加量为物料干重2.05%（S5 处理）时的值最大,为105.61%。添加过磷酸钙显著降低了堆肥的氮素损失率（P<0.05）,其中添加量为物料干重2.05%时的氮素损失率最低,仅为23.94%,且此添加量下的产投比最大,为3.93。本试验条件下,添加过磷酸钙可显著提高堆肥腐熟度,显著降低堆肥物料的氮素损失率,其适宜添加量为物料干重的2.05%。     

山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律

山东省是中国蔬菜的主要产区,常年蔬菜种植面积占全国的10%以上,设施蔬菜的面积占全国的近50%。1994~1997年山东设施蔬菜年平均施肥量达到N1351kghm-2、P2O51701kghm-2和K2O539.6kghm-2,在这段时间内施肥量逐年增加,2004年的施肥量与1997年相比氮肥和磷肥的用量有所减少,钾肥的用量有所增加,有机养分占总养分的比例明显增加。设施蔬菜土壤养分表观平衡为氮磷钾均盈余,且盈余量较大。设施蔬菜在大量施肥的情况下,肥料的利用率较低,1997年寿光设施蔬菜氮肥的表观利用率为21.33%,磷肥的表观利用率只有2.82%,钾肥的利用率较高达到61.34%。大棚蔬菜土壤pH值与露地相比有降低的趋势,土壤有机质含量高于露地土壤。山东省不同地区大棚土壤中碱解氮含量差异较大,以地处鲁西的德州最低,寿光的最高,平均达到205.4mgkg-1。不同地区大棚土壤中有效磷含量差异很大,寿光设施蔬菜土壤中有效磷含量最高,平均为225.2mgkg-1,土壤有效磷具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤有效磷含量之间存在极显著的正相关性(r=0.550**,n=35)。土壤母质类型对土壤速效钾具有一定的影响,寿光设施蔬菜土壤中速效钾含量最高,平均为369.7mgkg-1。土壤速效钾也具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤速效钾含量之间具有极显著的正相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为337.9mgkg-1,土壤水溶性镁的含量平均为67.8mgkg-1,明显高于露地土壤。设施蔬菜土壤中微量元素含量均高于露地土壤。     

设施菜地土壤养分演变规律及对地下水威胁的研究

1994～1997年山东寿光设施蔬菜年平均施肥量达到N 1351.2kg hm-2、P2O5 1701.2kg hm-2和K2O 539.6kg hm-2;2004年与1997年相比,氮肥和磷肥的用量减少,钾肥的用量增加,有机养分的比例增加。日光温室蔬菜氮肥、磷肥、钾肥的表观利用率分别为21.33%、2.82%、61.34%。蔬菜土壤有机质含量高于露地土壤。寿光日光温室土壤中碱解氮含量平均205.4mg kg-1;速效磷的含量平均为225.2mg kg-1,具有明显的积累效应,与设施种植时间之间存在极显著的相关性(r=0.550**,n=35);土壤速效钾含量最高为369.7mg kg-1,也具有明显的积累效应,与设施使用时间具有极显著的相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为336.0mg kg-1,土壤水溶性镁的含量平均为70.6mg kg-1。日光温室土壤中微量元素除硼外,含量均高于露地土壤。地下水硝酸盐污染严重,而且上升迅速。     

番茄嫁接和施氮对氮肥去向和氮平衡的影响

【目的】定量番茄植株地上部带走的土壤氮量以及土壤残留的肥料氮量,评估嫁接和施氮对氮肥去向、土壤氮平衡以及土壤净残留肥料氮的影响。【方法】通过15N尿素示踪结合盆栽试验,试验番茄品种‘齐达利’和‘017’,包括嫁接和不嫁接以及施氮和不施氮处理。借助15N标记技术区分植株和土壤中源于肥料氮和土壤氮的贡献,进而追踪肥料氮去向;计算土壤氮吸收的加氮交互效应（即施氮与不施氮植株对土壤氮吸收的差值）,最终评估土壤氮的平衡。【结果】番茄植株干重和氮吸收量对施氮的响应取决于接穗品种和嫁接处理。肥料氮对整个植株氮吸收贡献率为35.9%—38.8%,对地上部氮吸收的贡献（35.9%—39.9%）高于根系（31.6%—36.2%）。土壤氮吸收的加氮交互效应在大多数情况下呈现正值,嫁接对加氮交互效应无显著影响。各处理肥料氮分配到植株地上部、土壤和损失的平均比值为4.0﹕2.6﹕3.4,作物-土壤系统对氮肥的总回收率（地上部吸收+土壤残留）为70%。在施氮量250 kg·hm-2水平,各处理的土壤残留肥料氮无法弥补植株地上部带走的土壤本身氮,从长期来看,这可能导致土壤本身氮肥力的消耗。【结论】如果选择增加氮肥投...     

山东省典型覆膜作物地膜残留情况解析

为阐明山东省地膜污染现状及地膜残留系数,2011—2014年采用问卷调查及取样检测方法对山东省典型覆膜作物(棉花和花生)的地膜残留状况进行系统调查,分析其影响因素,并通过定点试验监测方法研究地膜残留系数,以期为山东省残膜防治提供参考。结果表明:10个调查地块的土壤耕层地膜残留量范围介于5.33~46.99 kg/hm~2,平均23.91 kg/hm~2,未超过国家农田残膜限值标准,地膜污染状况较轻。统计分析表明,农田土壤地膜残留量与地膜厚度呈反比,与覆膜年限呈正比;与壤土区相比,砂土区地膜残留风险较小。受地膜厚度、覆膜年限、覆膜比例和土壤质地的综合影响,花生和棉花种植区的地膜残留量相当。3年的定点监测试验结果表明,棉花和花生的地膜残留系数分别为13.02%和8.56%,维持生产和地膜回收现状不变的情况下,两种作物的种植年限分别超过21年和19年,地膜残留量将超过国家农田残膜限值标准,成为残膜污染区域。因此,不能忽视地膜残留的防治工作,要以预防为主,注重防治结合。     

3种铜制剂对作物种子的生态毒性效应

采用生物培养试验,测定了棕壤条件下,美国铜基杀菌剂 Koeide2000(KCD)、波尔多液营养保护剂(BNPP)和硫酸铜(CS)3种铜制剂对作物(小麦、番茄、油菜)种子发芽、根茎伸长和发芽种子质量抑制的生态毒性效应.结果表明,铜制剂对3种作物种子根的伸长抑制率均明显大于对种子发芽、茎伸长和发芽种子质量的抑制率.统计分析表明,铜制剂施用浓度与植物发芽指数的相关系数最高,其次是根伸长抑制率.可以植物发芽指数、根伸长为指标研究铜制剂污染毒性与植物响应的剂量及效应关系.不同植物对铜制剂污染物的毒性响应具有明显差异,3种植物对铜制剂的敏感顺序为油菜>番茄>小麦,油菜可用作铜制剂污染土壤毒理诊断的指示植物.此外,由于铜制剂自身性质的不同,作物对其毒性响应不同,尤以对CS最敏感,BNPP和KCD次之.因此,在评价粉剂型铜制剂对环境的影响时,应充分考虑其自身的特点.     

施氮模式对番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究不同施氮模式:农民习惯施肥(N-farmer)、减施化肥氮26%(74%N-farmer)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N(74%N-farmer+S)、减施化肥氮26%结合调节土壤C/N和采用滴灌(74%N-farmer+S+D)、减施化肥氮45%结合调节土壤C/N和采用滴灌(55%N-farmer+S+D)的集成模式对设施番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响.结果表明,55%N-farmer+S+D模式下番茄产量最高为108 349 kg·hm~(-2),产投比最高为26.1;与N-farmer模式相比,74%N-farmer、74%N-farmer+S、74%N-farmer+S+D和55%N-farmer+S+D模式的氮素利用率和氮素农学利用效率均有增加,其中55%N-farmer+S+D模式的氮素当季利用率为9.56%.氮素农学效率为43.67 kg·kg~(-1),均显著高于N-farmer模式(P<0.05);氮肥生理利用效率在各施氮模式间没有显著差异,55%N-farmer+S+D模式的效率最高为598.06 kg·kg~(-1);55%N-farmer+S+D模式的氮素果实生产效率和收获指数分别为493.81 kg·kg~(-1)和53.84%,均高于N-farmer模式.氮平衡结果表明,N-farmer模式的表观损失最高,55%N-farmer+S+D模式显著低于N-farmer模式;相同土壤剖面中不同模式硝态氮含量随番茄生育进程均呈先增高后降低的趋势;番茄盛果期和拉秧期,74%N-farmer+S、74%N-farmer+S+D和55%N-farmer+S+D模式在0～100 cm剖面累积的硝态氮含量均低于N-farmer模式,拉秧期N-farmer模式累积的硝态氮含量最高达705.24 kg·hm~(-2),74%N-farmer+S+D模式累积的硝态氮含量最低为453.75 kg·hm~(-2);番茄在3个不同生育期,土壤硝态氮多累积在0～40 cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%.综合以上分析结果,集成模式55%N-farmer+S+D具有明显优势,能够提高氮肥的吸收和利用效率,减少土壤硝态氮的残留.     

牛场有机废弃物生物处理及有机无机复混肥生产技术

针对牛粪水分含量高、粗纤维素多、难发酵等问题,研制出一种高效生物发酵菌剂,对牛场有机废弃物进行高效生物堆肥化处理。通过对堆肥的稳定度和腐熟度的深入研究,总结出一套完整的堆肥技术。根据发酵牛粪的特点,设计了一套完整的有机无机复混肥生产工艺。在此基础上,根据生产工艺要求选用配套设备,有机无机复混肥料的配方根据用途和土壤条件确定。     

石油污染物对油菜产量品质及生理指标的影响

通过盆栽试验,研究了石油污染物对油菜生物量和叶绿素含量、POD、硝酸还原酶活性、根活力、细胞膜透性和Vc、总糖含量等一系列生理及品质指标的影响.研究结果表明:石油烃浓度低于500 mg/kg时,对油菜生长具有一定的促进作用,表现为油菜产量、株高、硝酸还原酶活性增加,而且这个浓度时对油菜品质的影响也很小,但是当石油烃的浓度超过500mg/kg时,随着浓度的加大,对油菜的伤害也越来越严重了,表现为油菜产量、叶绿素含量、根活力、硝酸还原酶活性大幅降低,细胞膜透性和POD大大增加,而且品质也随之下降.综合各项指标,石油烃对油菜的临界浓度暂定为500mg/kg.