短期施用不同粪源堆肥对果园土壤肥力与重金属积累的影响

为了解不同来源畜禽粪堆肥对土壤及农产品质量的影响,选择一般农户猪粪堆肥(低重金属堆肥)和规模化养殖场猪粪堆肥(高重金属堆肥)在桃园中进行为期3年的培肥田间小区试验,探讨了短期施用不同粪源有机肥对果园土壤肥力及土壤-果实中重金属积累的影响。试验设5个处理,分别为对照(常规化肥)及化肥配施一般农户猪粪堆肥、2倍一般农户猪粪堆肥、规模化养殖场猪粪堆肥和2倍规模化养殖场猪粪堆肥。结果表明:施用堆肥可轻微增加土壤p H,但与对照未达到显著差异;施用堆肥可改善土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾水平,与对照之间的差异随施用年限的增加而增加;在改善全氮、有效磷和速效钾方面,规模化养殖场猪粪堆肥比一般农户猪粪堆肥的效果更明显。试验3年后,施用2种猪粪源堆肥对土壤中Pb、Co、Ni和Hg积累均无明显的影响,但对Cu、Zn、Cd、As产生了不同程度的影响。其中,施用2倍一般农户猪粪堆肥和施用规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cu和Zn的积累,施用2倍规模化养殖场猪粪堆肥显著增加了土壤中Cd和As的积累。所有处理的果实(桃子)中重金属均没有超标。但试验结果也表明,施用养殖场猪粪堆肥3年后,果实中Cu、Zn含量显著高于对照处理。研究认为,短期施用猪粪堆肥对果园土壤和果实中重金属污染风险较小。     

贵州省水耕人为土的形成、分类与分布规律

为了解中国西南山区水耕人为土的分布特征,促进土壤分类的定量化,利用2015—2017年笔者在贵州省调查的代表性土壤剖面的分析结果,结合贵州省以往的土壤调查资料,应用中国土壤系统分类的诊断分类方法探讨了贵州省水耕人为土的形成、分类、分布及其与成土环境的关系。结果表明,贵州全省拥有潜育、铁渗、铁聚和简育等4类水耕人为土,共鉴出11个亚类。出现的诊断层有“水耕表层”、“铁渗淋亚层”、“铁聚水耕氧化还原层”、“漂白层”等4个,鉴出的诊断特性包括“潜育特征”和“复钙作用”等2个。该省水耕人为土具有明显的有机质积累、粘粒淋淀特点,土壤酸碱度变化较大。研究结果表明,影响贵州省水耕人为土土类分异的主要成土因素是地形,简育水耕人为土和铁聚水耕人为土是该省水耕人为土的主要类型。     

种植马尾松对污染土壤重金属移动性的影响

研究了在重金属污染土壤上种植马尾松20 a后土壤重金属化学形态的变化,结果表明,马尾松林地土壤中交换态重金属组分和土壤溶液中重金属浓度均明显高于废弃农地.土壤重金属的剖面分布也表明,重金属在土壤中的迁移马尾松林地大于废弃农地,而迁移程度Cd >Zn > Cu > Pb.在重金属污染土壤上种植的马尾松可增加土壤重金属的迁移和流失潜力.     

适度深耕配施有机肥减少蔬菜对土壤重金属的吸收

为了解常规农业措施在污染农田安全利用实施中的效果,选择轻度和中度2种重金属污染农田,分别开展了3种耕作深度(20、30和40 cm)与2个有机肥施用水平(0、30 t/hm~2)的不同组合试验,探讨了深耕对土壤剖面中重金属分布与蔬菜吸收土壤重金属的影响。结果表明,深耕(30、40 cm)可显著稀释0～20 cm土壤重金属水平,减少蔬菜吸收土壤中的重金属,降低效果随耕作深度的增加而增强。深耕后,轻度污染土壤上生长的蔬菜中重金属含量都在标准值以下;但中度污染土壤上生长的蔬菜中部分重金属仍存在超标现象;在深耕同时,增施凹凸棒石+石灰混合改良剂可降低土壤中重金属的生物有效性,显著降低蔬菜对中度污染土壤中重金属的吸收。研究也发现,深耕后0～20 cm土层土壤有机质和全氮、有效磷、有效钾含量也因稀释而下降,并导致蔬菜生物量的下降,但配施有机肥可减轻因深耕引起的副作用。研究认为,适度深耕配施有机肥适用于轻度污染土壤的修复,用于中度污染土壤修复时还需要适当增施化学改良剂。     

浙江省新垦耕地土壤熟化指标研究

土壤熟化是新垦耕地培肥的重要过程,是土壤肥力和生产力逐渐提高的表现,但如何设定指标来判断土壤是否熟化至今还存在较大的分歧。为此,在对耕地土壤熟化的本质、土壤熟化与土壤质量的关系、熟土与生土的区别、熟化指标的选择进行分析的基础上,以浙江省为例,探讨了水田与旱地土壤的熟化指标与熟化标准。提出设立初步熟化和高度熟化二级熟化标准,分别对应土壤熟化的“下限”与“上限”的观点。认为熟化指标应针对土地利用中存在的问题而设计,可考虑用耕作层厚度、土壤有机质、pH、容重和盐分作为鉴别指标。土壤熟化的“上限”值可参照当前耕地质量评价中的高等级耕地评价标准作为鉴定依据;土壤熟化的“下限”值的制定应平衡农作物生长需求与区域培肥现实2个方面的关系。最后,基于浙江省典型耕地熟化前后土壤肥力性状的变化,结合国内土壤定量分类中的某些标准,分别提出了浙江省旱地和水田土壤熟化的鉴定指标和标准。     

不同来源畜禽粪的养分和污染物组成

畜禽粪中养分和有害物质的状况直接影响其利用价值。本文从浙江省采集了155个代表性畜禽粪样(包括93个猪粪样,31个鸡粪样,18个鸭粪样和13个牛粪样),采用化学分析和光谱分析方法鉴定了其营养物质、重金属元素和抗生素残留含量。结果表明,畜禽粪中Cd、Cr、Hg、Ni和Pb等重金属含量较低,但Cu和Zn含量普遍较高。Cu、Zn和As含量分别在18.56~1 788.04 mg·kg-1、12.46~10 056.68 mg·kg-1和0.69~76.43mg·kg-1之间,平均值分别为525.38 mg·kg-1、897.14 mg·kg-1和10.01 mg·kg-1。与我国农用污泥污染物控制的国家标准(GB4284—84)相比,Cu、Zn和As的超标率分别为53.55%、43.87%和0.65%。畜禽粪中四环素、土霉素和金霉素等抗生素的残留含量分别为0~16.75 mg·kg-1、0~29.60 mg·kg-1和0~11.63 mg·kg-1,平均残留含量:土霉素(5.10 mg·kg-1)>金霉素(2.17 mg·kg-1)>四环素(2.01 mg·kg-1)。四环素、土霉素和金霉素的检出率分别为61.29%、72.90%和69.03%。N、P和K等营养元素含量分别在9.80~43.60 g·kg-1、7.98~54.30 g·kg-1和8.76~35.20 g·kg-1之间,平均值分别为23.63 g·kg-1、24.81 g·kg-1和20.72 g·kg-1;P/N在0.40~2.98之间,平均为1.08。规模化养殖场畜禽粪中P、K、Cu、Zn、As和抗生素残留量明显高于农户家庭小规模养殖的畜禽粪。规模化养殖场中,猪粪重金属和抗生素含量高于其他畜禽粪。规模化养殖场畜禽粪中高含量Cu、Zn和抗生素的残留要求畜禽粪应限量施用,或在施用前进行适当前处理。     

生物质炭对土壤有机质活性的影响

为了解施用生物质炭对土壤碳组分的潜在影响,通过室内2年盆栽培养试验研究施用不同用量生物质炭对土壤有机碳积累、有机碳稳定性、微生物量碳和水溶性有机碳的影响,并与施用等碳量的小麦秸秆、酸洗生物质炭(去除生物质炭中的速效养分)及同时施用小麦秸秆与生物质炭的处理进行比较。结果表明,施用生物质炭可显著提高土壤有机碳的积累,增加土壤有机碳的氧化稳定性,降低土壤水溶性有机碳。施用生物质可在短时间内增加微生物量碳,但随着培养时间的增加,其微生物量碳逐渐下降,最终明显低于对照土壤(不施有机物料的处理)。土壤水溶性有机碳的下降可能与生物质炭对其吸附固定有关,而短时间内激发微生物量碳增加可能与施入生物质炭增加了土壤有效养分、改善土壤微生物生长环境有关。研究结果认为,长期单一施用生物质炭可能会引起土壤有机质生物活性的下降,但生物质炭与一般生物质有机肥配合施用可减免这些负影响。     

不同有机废弃物对土壤磷吸附能力及有效性的影响

城郊农地是循环有机废弃物的重要场所,但长期施用畜禽粪和城市污泥可引起土壤磷素积累、磷饱和度提高,增加土壤向环境流失磷的风险。为了解施用不同来源的有机废弃物对城郊耕地土壤磷素化学行为的影响,选择4种不同磷含量的土壤,探讨在等量磷素情况下,施用KH2PO4、猪粪/稻草秸秆堆肥、沼渣、猪粪、鸡粪、生活垃圾堆肥和2种污泥等不同磷源时,土壤有效磷含量及磷吸附能力的差异。结果表明,施用有机废弃物增加了土壤有效磷和水溶性磷含量,降低了土壤对磷的吸附能力,但影响程度因有机废弃物来源而异。施用猪粪/稻草秸秆堆肥和猪粪降低土壤磷最大吸附量比例(9.03%~15.60%)与施KH2PO4(10.59%~16.63%)相当,但施用沼渣、鸡粪和生活垃圾堆肥降低土壤磷最大吸附量的比例(5.09%~9.84%)明显低于施KH2PO4;施用2种污泥降低土壤磷最大吸附量的比例(4.32%~6.77%)最小。不同有机废弃物对土壤有效磷的影响差异较小,但对水溶性磷的影响较大。施用有机废弃物后,土壤磷最大吸附量的下降值与施用有机废弃物中铁、铝、钙含量呈负相关;土壤水溶性磷的变化量与施用有机废弃物后土壤交换性钙的增加量呈负相关,表明有机废弃物中铁、铝和钙等矿质成分的增加,可在一定程度上减少有机废弃物在土壤循环处理时磷对环境的负影响。在农田施用有机废弃物时,不仅要考虑有机废弃物磷素状况,也应适当考虑其他矿质成分的组成特点。该研究可为城郊农地科学施用有机废弃物提供依据。     

水土保持措施降低河网平原区果园地表氮磷铜流失

河网平原因地下水位高、内排水较差,进行水果生产需要深沟排水以便适合果树根系的生长,但这些直接与水体连接的排水沟也大大促进了果园氮、磷等养分的流失。为了解不同水土保持措施对水网平原果园地表养分流失的影响,本文采用天然降雨条件下的小区试验研究了生物措施(种植黑麦草)、化学措施(表施沸石+石灰石粉)和工程措施(在排水沟内设置沉砂坑)对水网平原果园地表径流氮、磷、铜流失的影响。结果表明,生物措施能减少18.6%的径流水量流失;生物措施、化学措施和工程措施能分别减少52.6%、16.3%和38.3%的泥沙流失。地表泥沙携带侵蚀是果园氮、磷、铜流失的主要途径,生物措施能使总氮流失减少23.6%;生物措施、化学措施和工程措施能使总磷流失分别减少38.66%、18.53%和22.68%,总铜流失分别减少41.4%、18.4%和29.9%。三种水土保持措施对降低磷、铜流失的效果好于降低氮流失的效果。同时采用生物措施、化学措施和工程措施可使氮、磷、铜流失量明显降低,有助于果园周围水体环境的保护。     

水稻土的酸化特征及其起因

以浙江省为例,探讨了水稻土的酸化特征,并通过定点观察研讨了该省水稻土的酸化速率和酸化原因。结果表明:浙江全省水稻土pH值主要在4.50~6.50之间,以酸性为主,pH值中值为5.70;与第二次土壤普查结果相比,目前水稻土呈现明显的酸化:pH值在5.5以下的土壤比例明显地增加,而pH值在5.5~7.5之间土壤的比例明显地下降,pH值中值下降了0.39个单位。定点调查表明,近30年内水稻土的pH值下降量在0.17~0.83之间,下降速率表现为蔬菜地>桑园地>苗木地。分析认为,氮肥施用量的增加、长期旱作及大气酸沉降是引起水稻土酸化的主要原因;与其它土地利用方式相比,长期种植水稻可减缓土壤的酸化。