堆肥污泥连续施用对酸性砂土肥力影响及养分积累风险

为研究添加堆肥污泥对酸性砂土养分和肥力的影响,并探究污泥施用后的养分积累风险,本研究采用盆栽试验,通过施用不同量堆肥污泥,研究两年连续小麦-玉米轮作模式下酸性砂土养分和肥力变化规律,并利用有机指数(OI)和单因子标准指数(S_i)分别针对砂土有机碳(OC)和全氮(TN)、全磷(TP)进行积累风险评价。结果表明,连续两年在酸性砂土上施用污泥提高了土壤的有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、有效钾含量、pH值和土壤综合肥力指数(IFI),均随污泥施用量的增加呈上升趋势。砂土中连续两年污泥施用,土壤有机指数(OI)等级表现为Ⅰ级清洁型,故污泥添加导致土壤有机碳的淋失风险较小;全氮的S_i等级同样为Ⅰ级清洁型,而土壤全磷的S_i在2017年小麦和玉米季污泥施用量为37.50 t·hm^-2时,达到Ⅱ级较清洁型,因此与氮素相比,污泥施用增加了砂土磷素淋失风险。可见,污泥农用可以改善酸性砂土的养分状况,但也需要注意污泥过量施用造成的养分积累风险。本研究结果为污泥在酸性砂土的合理施用提供了依据。     

土壤深度对土磷素淋失的影响

利用渗漏池设施,研究了冬小麦-夏玉米轮作条件下不同土壤深度对土磷素淋失的影响。种植8季作物结果表明,对深度小于80 cm 的渗漏池,淋出土体的累积渗滤液量和累积全磷量随化学磷肥施用量的增加而减少; 随土层深度的增加,淋出土体的渗滤液和磷量均减少,且二者的减少率都很接近,表明磷素淋失主要受通过土体的土壤水分控制。相对于深度小于80 cm的土层,供试土壤的粘化层有效地减少了土壤渗滤液和磷素淋失。各深度渗漏池渗滤液中的磷以可溶态为主,约占全磷的70%左右,颗粒磷约占30%。合理施肥并加强水分管理是土区减少磷素向土壤深层迁移的有效手段。     

土壤深度对塿土磷素淋失的影响

利用渗漏池设施,研究了冬小麦-夏玉米轮作条件下不同土壤深度对塿土磷素淋失的影响。种植8季作物结果表明,对深度小于80 cm的渗漏池,淋出土体的累积渗滤液量和累积全磷量随化学磷肥施用量的增加而减少;随土层深度的增加,淋出土体的渗滤液和磷量均减少,且二者的减少率都很接近,表明磷素淋失主要受通过土体的土壤水分控制。相对于深度小于80 cm的土层,供试土壤的粘化层有效地减少了土壤渗滤液和磷素淋失。各深度渗漏池渗滤液中的磷以可溶态为主,约占全磷的70%左右,颗粒磷约占30%。合理施肥并加强水分管理是塿土区减少磷素向土壤深层迁移的有效手段。     

不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失

【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤p H显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤p H的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。     

潮土CaCl2-P含量对磷肥施用的响应及其淋失风险分析

【目的】 土壤有效磷 (Olsen-P) 与可溶性磷 (CaCl₂-P) 含量之间存在着平衡,研究磷肥施用量对潮土CaCl₂-P和Olsen-P及其比值的影响,评价磷素的淋失风险,可为潮土区合理利用养分资源、减少磷肥投入和流失提供理论依据。 【方法】 选择长期定位监测基地的5个处理 (对照、NPK、预备处理、NPKM和1.5NPKM处理,简称OP1、OP2、OP3、OP4、OP5),5个处理的土壤Olsen-P含量存在显著差异 (0.8、12.5、25.7、44.7、56.4 mg/kg),据此在每个处理上再设置5个施磷量水平 (F0、F1、F2、F3、F4),试验采取微区形式,随机区组设计,种植作物为夏玉米–冬小麦双季轮作。作物收获后,采集土壤样品,测定土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,建立Olsen-P和CaCl₂-P之间的定量关系。 【结果】 土壤CaCl₂-P含量为0.07～2.68 mg/kg,约为Olsen-P含量的0.5%～5.6%。短期高量磷肥施用可以显著提高土壤Olsen-P和CaCl₂-P含量,但土壤Olsen-P和CaCl₂-P的增加不同步。当土壤Olsen-P低于28.0 mg/kg时,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加而降低,当Olsen-P增加至28.0 mg/kg后,CaCl₂-P/Olsen-P比值随着Olsen-P的增加迅速增加,这表明磷肥施用首先提高土壤Olsen-P含量,Olsen-P增长到一定程度后CaCl₂-P才迅速增加。土壤CaCl₂-P和Olsen-P的关系符合双直线模型,突变点时土壤Olsen-P含量为30.2 mg/kg,对应的CaCl₂-P含量为0.3 mg/kg。当土壤Olsen-P含量超过30.2 mg/kg时,土壤磷素淋失风险增加。 【结论】 高量磷肥施用可以提高土壤CaCl₂-P含量,促进作物对磷的吸收,但同时增加了土壤磷素的淋失风险。研究区土壤磷素淋失临界值为30.2 mg/kg,微区试验中超过50%的小区土壤Olsen-P含量已经超过磷素淋失临界值,存在磷素淋失风险,应加强农田磷肥的科学施用和管理。      

不同酸化剂对石灰性土壤pH值、磷有效性的影响

以滴灌方式通过少量多次向土壤施用酸化剂,研究不同酸化剂对石灰性土壤的酸化效果及对玉米磷吸收的影响,以期为提高石灰性土壤的磷素有效性提供理论依据。试验设置对照及两种酸化剂(磷酸脲,硫酸铵+氯甲基吡啶),酸化剂投入量相当于P2O5=60或120 kg/hm~2的等价酸,共计5个处理。施用酸化剂显著降低局部土壤pH值,磷酸脲的作用最佳,土壤pH值最大降幅为0.11个单位,同时也显著提高土壤有效磷含量;在等养分投入和管理水平下,施用酸化剂能增加玉米植株的生物量,提高植株的磷素累积量,且与对照相比,120 kg/hm~2的硫酸铵+氯甲基吡啶处理的玉米产量提高了8.3%。滴灌条件硫酸铵+氯甲基吡啶的酸化效果优于磷酸脲,且高酸化剂量土壤酸化强度较大。滴灌条件下施用酸化剂或酸性肥料是提高石灰性土壤养分有效性和作物增产的一种有效方法。     

城市污泥改良沙地土壤过程中氮磷的淋溶特征与风险分析

针对城市污泥组成成分的特点,以科尔沁沙地土壤为研究对象,分析其应用于沙地土壤改良的可行性及对地下水的潜在风险.室内土柱淋溶模拟试验研究结果表明,不同的污泥施入量可明显增加沙化土壤表层中氮磷养分含量,提高沙化土壤质量,同时污泥施用量对淋出液中氮磷养分含量存在显著影响,且氮素的淋溶风险大于磷素.当污泥施用量为30 t/hm2时,淋出液中总氮(TN)、总磷(TP)含量与不施用污泥的对照处理间未存在显著差异,且随淋洗次数的增加,TN含量呈现先下降后趋于稳定的变化趋势,TP含量呈现逐渐下降,而硝态氮(NO3--N)含量较不施用污泥的对照处理增加11％～33％,但与其差异不显著(P＞0.05).当污泥施用量为60,90 t/hm2时,淋洗液中TN和TP含量显著增加(P＜0.01),随淋洗次数的增加,TN和NO3--N含量呈现先上升后趋于稳定的变化趋势,而NO3--N含量在第3次淋洗后均超出地表水环境质量标准中Ⅲ类水质标准限值(20 mg/L),对地下水体污染风险增加.合理控制污泥施用量不仅可以实现城市污泥的资源化利用,同时也可控制其对地下水的影响.     

腐植酸钾与磷肥施用方式对土壤磷素移动性的影响

为探明腐植酸与磷肥施用方式对土壤磷素移动性和淋失量的影响,通过室内土柱淋溶试验,分别设计了不施肥(CK)、基施腐植酸钾追施/不追施磷肥(HA-P、HA)、基施磷肥追施/不追施腐植酸钾(P-HA、P)和磷肥腐植酸钾共同基施(P+HA)共6个处理,来探讨将腐植酸水溶性肥料中的主要原料腐植酸钾与磷肥按照不同施用方式施入土壤后对土壤磷素剖面迁移能力和淋出的影响。结果表明:在相同的灌溉条件下,HA-P处理显著增加了土壤磷素的淋出,分别比P-HA、P和P+HA3个处理的磷素淋出总量高244.08%、78.51%和35.34%,而P-HA则显著降低了土壤磷素的淋出量;P+HA和P-HA处理土壤剖面的速效磷和全磷含量均随土层深度的增加而显著增加,与P处理结果相似,而HA-P处理剖面各层土壤的速效磷和全磷含量差异较小;HA处理会使土壤磷素淋出略有增加。研究表明,腐植酸钾与磷肥等量输入时,以腐植酸钾为基肥、磷溶液进行追肥的施用方式对土壤磷素移动的促进作用最大,有较高的淋失风险,而基施磷肥、追施腐植酸钾则可以显著控制土壤剖面磷素移动,降低土壤磷素的淋出量。     

不同施磷量对蔬菜地土壤硝态氮淋失的影响

【目的】在两种蔬菜地土壤上研究不同磷肥施用量对土壤硝态氮淋失的影响,为武汉城郊蔬菜合理施用磷肥和安全生产提供理论依据。【方法】利用大型原状土柱渗漏装置,2种实验土壤(粉质粘土和粉质粘壤土)均为武汉城郊典型蔬菜土壤,分别采自华中农业大学校内蔬菜基地和湖北新洲。试验期间共种植了四种蔬菜(小白菜、 辣椒、 苋菜及萝卜)。试验设置了4个P2O5水平处理(0、 125、 250、 375 kg/hm2),氮肥施用量均为N 750 kg/hm2,钾肥施用量均为K2O 500 kg/hm2。试验期间年降雨量为1043.0 mm,各土柱总灌溉量为120.1 L。秋冬季每15天、 春夏季每10天收集一次淋洗液,另外根据天气和降雨情况适当调节,每次收集淋洗液时记录淋洗液体积并测定淋洗液硝态氮浓度。在每季蔬菜生长成熟后将蔬菜收获称重,烘干后测定蔬菜中氮素含量。【结果】1)与不施磷肥相比,施用磷肥显著增加了两种土壤上小白菜、 苋菜、 萝卜产量以及四季蔬菜总产量,其产量随磷肥施用量增加而增加或显著增加,在磷肥施用量最大时产量达到最大值。粉质粘土上的产量显著低于粉质粘壤土上的产量,粉质粘壤土总产量约是粉质粘土总产量的1.63~2.36倍。2)施用磷肥显著增加了小白菜、 苋菜氮素吸收累积量以及四季蔬菜总吸收累积量,且两种土壤上总氮素吸收累积量均在磷肥施用量最大时达到最大值。粉质粘壤土上氮素总吸收累计量显著高于粉质粘土上氮素总吸收累积量。3)磷肥水平对土壤总渗漏液体积并无显著影响(粉质粘壤土P2O5 125 kg/hm2处理除外),粉质粘土渗漏水量显著大于粉质粘壤土。4)施用磷肥降低或显著降低土壤淋失液硝态氮浓度(粉质粘土苋菜季除外),随着磷肥施用量的增加硝态氮淋失浓度不断降低,4季蔬菜平均淋失浓度最大降低了38.6%(粉质粘土)和28.8%(粉质粘壤土)。5)磷肥施用显著降低了两种土壤上硝态氮淋失量(苋菜季除外),且在粉质粘土上随着磷肥施用量的增加硝态氮淋失量不断降低,而在粉质粘壤土上硝态氮淋失量先降低后上升。粉质粘土硝态氮淋失量显著大于粉质粘壤土,磷肥施用降低硝态氮淋失量分别达到达26.4%~33.7%和23.5%~39.9%。【结论】磷肥施用增加了蔬菜产量和作物氮素吸收累积量,从而显著降低了两种土壤上硝态氮的淋失; 土壤质地对硝态氮淋失有较大影响,质地较轻的粉质粘壤土硝态氮淋失显著小于质地较重的粉质粘土; 粉质粘壤土上施用P2O5量为250 kg/hm2时能提高产量同时减少硝态氮淋失,而粉质粘土上施用P2O5量为375 kg/hm2时能获得较大产量和较少硝态氮淋失量。     

施用鸡粪后土壤磷的累积特征

根据不同方式计算鸡粪施用量,进行连续6茬蔬菜施用鸡粪田间试验,研究农田土壤中磷的累积特征。结果表明:土壤中全磷、树脂态磷、碳酸氢钠提取态磷、氢氧化钠提取态磷和稀盐酸提取态磷含量均随着鸡粪用量的提高而显著提高,且含量增幅随着种植茬数的增加而提高,故在生产实践中以作物需磷量配施鸡粪较优,否则由此所引起的土壤盈余磷素流失或淋失对地表水和地下水水质的潜在影响风险较大。     

不同有机肥对设施土壤有效磷累积与淋溶的影响

采用田间试验,研究了不同有机肥对设施土壤有效磷累积、淋溶及季节性变化的影响。结果表明,等磷量条件下,鸡粪、猪粪处理与化肥处理相比,更能增加土壤Olsen-P的累积量和淋溶量,且施用量越大作用越明显。鸡粪TC3、猪粪TS3土壤表层Olsen-P累积量分别比化肥高出50.60%、70.29%;20 cm以下淋溶量分别比化肥处理高出159.5%、111.6%。商品有机肥与化肥相比降低了表层Olsen-P含量,且用量越大作用越明显;商品有机肥土壤淋溶量也低于化肥处理,但用量越大,淋溶量有上升趋势。设施土壤Olsen-P含量高低与施肥时期密切相关,周年呈现"M"形变化规律。不同肥料影响不同,影响大小顺序为猪粪>鸡粪>化肥>商品有机肥。因此,为减少设施土壤Olsen-P的累积与淋溶,鸡粪、猪粪施用量要适当减少,商品有机肥可适当增加。     

潮土累积磷的供磷能力及其有效磷消耗特征

[目的]长期过量施肥极大地提升了土壤中磷的累积量.研究土壤累积磷的有效性及其消耗特征,可为发掘土壤中的磷资源,保持土壤磷肥力的可持续性提供理论基础.[方法]依托"国家潮土肥力与肥料效益长期监测站"26年的长期定位试验,从中选取5个磷地力水平地块,其土壤基础Olsen-P含量分别为1.2、14.3、27.6、55.4、7...     

紫色土磷素流失的环境风险评估-土壤磷的“临界值”

采用室内培养的方法,研究了3种类型的紫色土旱地和淹水土壤磷素流失的环境阈值。结果表明:无论是淹水土壤或旱地生境,3种紫色土Olsen-P与CaCl2-P之间都存在一个"临界值",酸性、中性和钙质紫色土磷素淋失临界点的Olsen-P含量分别为67.2、85.8和113.8 mg kg-1。淹水土壤磷素环境敏感值在酸性、中性和钙质紫色土上,Olsen-P含量分别为49.2、77.9和92.1 mg kg-1。3种紫色土在淹水还原条件下土壤磷环境敏感临界值比旱地低,淹水还原条件提高了紫色土磷向水体释放的风险。淹水土壤Olsen-P含量与田表水TP、DP浓度之间存在"临界值",酸性、中性和钙质土临界值处土壤Olsen-P含量分别为(65±1.41)mg kg-1(、96.7±2.7)mg kg-1和(105.5±1.1)mg kg-1。土壤0.01 mol L-1 CaCl2-P与田表水TP、DP之间呈极显著的线性关系。可以利用这些指标对紫色土区域土壤磷环境风险进行评价,并确定区域磷肥的最佳管理策略。     

大沽河流域农田土壤磷有效性及全磷淋失影响因素试验

以青岛市大沽河流域砂壤、河潮土、砂姜土 3种农田土壤为研究对象,开展室内土柱试验,研究土壤pH、温度、含水率等理化性质与生物炭和氮肥配施对土壤有效磷(Olsen—P)和全磷(TP)淋失的影响,以期为提高农田土壤磷素有效性、减少全磷淋失提供参考依据.结果表明:3种土壤的pH在偏中性或弱碱性时磷素有效性最高,pH偏酸性时,...     

味精尾液对石灰性潮土无机磷特性及pH值的影响

通过恒温培养试验,探究了以味精尾液为原料的土壤调理剂对北方石灰性潮土无机磷特性和p H值的影响。结果表明,施用味精尾液后土壤有效磷(Olsen-P)、Ca_2-P、Al-P、Fe-P分别增加了70%~120%、155%~288%、29%~42%、6%~10%,Ca10-P减少了7%~8%,且有效性较高的Ca_2-P和Olsen-P持续性好;能够显著降低土壤p H值,培养60 d时,与CK相比,p H值下降了1.17~1.27个单位,而且在一定程度上还能减缓施入土壤的磷肥向无效态转化,提高磷肥有效性。在石灰性土壤施用味精尾液后,运用SPSS软件对土壤Olsen-P及各形态无机磷进行相关性和回归分析得出,Ca_2-P和Fe-P是北方石灰性潮土Olsen-P的主要组分,并得出了Ca_2-P、Fe-P与Olsen-P的回归方程:Y(Olsen-P)=-18.724+1.173X_1(Ca_2-P)+0.905X_4(Fe-P)。     

磷在稻田土壤中的淋溶和迁移模拟研究

稻田土壤磷(P)的淋溶和迁移受到人们的普遍关注。对水稻土施P后立即进行高强度淋洗的研究表明,施P对各处理淋出液的P浓度没有明显影响,各种形态的P淋溶到60cm土层以下的浓度不超过0.1mg/kg,折合每公顷损失P量分别为可溶活性P约1.2~1.4kg,非活性P为1.2~1.6kg,全P为2.5~2.8kg,对地下水影响小。施P量低于400kg/hm2时,施入的P没有移出上层土壤;当施P量高于800kg/hm2时,P从上层向下移动现象明显;施P量超过1600kg/hm2后,移动距离可达10cm。并预测出上层土壤可能发生P的移动和淋溶的土壤Olsen-P阈值为74.1mg/kg,超过该值发生P移动和淋溶的可能性增加。     

粪污肥料化产物对土壤磷淋失的影响

以华北平原广泛分布的潮土为研究对象,采用室内模拟和室外淋溶试验,通过比较生物有机肥（BOF）、普通有机肥（OF）、沼液（BS）、猪场废水（WLF）、化学肥料（CF）和不施肥（NOP）6个施肥处理对土壤磷淋失量、土壤速效磷含量及小白菜产量的影响,以明确不同肥料施用后土壤磷的转化及淋失能力的差异。结果表明：（1）由于下层土壤对从上层淋溶下的磷的吸附作用,模拟淋溶及室外淋溶实验中各处理组之间磷淋失量差异性不一致,淋失量平均值最大的分别为CF及WLF组。（2）不同肥料处理组在不同土壤深度中速效磷（Olsen-P）含量存在差异,与NOP组相比,CF处理组在0?20cm、BOF处理组在0?60cm深度土壤的Olsen-P含量显著增加,其余处理组与NOP组在4个深度土壤中均无显著差异。（3）在室外淋溶实验中,CF组小白菜产量比施有机肥组高17.8%～82.0%,比NOP组高923.5%,施有机肥组的产量比NOP组高462.4%～768.7%;各组之间植株磷吸收量均存在显著差异,CF组磷吸收量比施有机肥组高22.0%～124.7%,比NOP组高1504.3%,施有机肥组磷吸收量比NOP组高614.0%～1214.9%。综合实验结果可知,从控制磷淋失量、促进植物生长及磷吸收的角度看,BOF和OF是最适合粪污处置的应用方式。     

磷肥和有机肥对不同磷水平土壤磷渗漏影响研究

采用土柱培养的模拟试验方法研究了在不同磷水平土壤上大量施用磷肥和有机肥对土壤测试磷、土壤磷渗漏的影响及影响机理。结果表明,不同磷水平土壤施用磷肥或有机肥土壤CaCl2-P、Olsen—P和土壤渗漏液中可溶性磷均显著增加;单位量磷肥或有机肥所增加土壤各形态磷量随土壤磷水平的增加而增大;随着磷肥或有机肥用量的增加,单位量磷肥或有机肥所增加各形态磷量也逐渐增大,差异均达到显著和极显著水平。在施用磷肥的基础上增施有机肥可以提高土壤CaCl2-P、Olsen—P含量和土壤渗漏液中可溶性磷的增长幅度。土壤磷的渗漏量与土壤测试磷呈显著正相关;单位量磷肥或有机肥所增加的土壤渗漏磷量随着磷肥或有机肥用量以及土壤磷水平的增加而增加。Olsen—P含量与土壤磷吸持指数（PSI）呈显著负相关关系,与土壤磷的吸附饱和度（DPS）呈显著正相关关系。