南方设施菜地填闲苋菜筛选及其氮磷淋失阻控效果研究

筛选经济效益高、易推广,且对夏季休闲期氮磷淋失阻控效果好的填闲作物,对减轻我国珠三角地区设施菜地土壤氮磷流失、保护水体环境具有重要意义.通过淋溶管法研究了夏季休闲期(7月至8月)种植4种苋菜(圆红苋菜、心红苋菜、青苋与南星苋)对设施菜地土壤淋溶液pH、无机氮磷浓度及收获后土壤速效养分等的影响.结果表明:苋菜作为填闲作物...     

甜玉米作为填闲作物对北方设施菜地土壤环境及下茬作物的影响

在北方设施菜地雨季休闲敞篷期种植填闲作物（甜玉米）,通过现场采样及室内分析测试,研究了正常施肥条件下休闲和填闲前后NO3--N的淋失状况、土壤电导率的变化以及对下茬作物产量和品质的影响。结果表明,种植填闲作物较休闲处理0～100cm土壤硝态氮表观损失量减少了28.4kg·hm-2,剖面NO3--N的累积峰也低于休闲处理;种植填闲作物可以显著降低表层土壤（0～20cm）的电导率,较正常休闲处理低41.4%;种植填闲作物并未造成下茬作物产量的降低,同时可显著降低下茬作物果实中硝酸盐含量,较休闲处理降低了28.9%。从降低NO3--N淋失的角度看,雨季敞篷休闲期种植填闲作物可以作为减少氮素淋失的一种有效手段,同时,对提高下茬作物品质,降低可食部分硝酸盐含量有明显的作用。     

填闲作物甜玉米对太湖地区设施菜地土壤硝态氮残留及淋失的影响

为控制我国南方太湖地区设施蔬菜管理体系中夏季休闲期氮素淋失,减轻其对地下水污染的风险,本田间试验在太湖地区设施菜地夏季揭棚休闲期种植填闲作物(甜玉米),研究了不同施氮条件下甜玉米填闲处理对土壤硝态氮含量、电导率和pH变化的影响,并通过收集淋洗液的方法观测了甜玉米对土壤氮素淋洗及对下茬作物莴苣产量的影响.结果表明:与休闲相比,甜玉米填闲处理可使表层0 ～ 10 cm土壤硝态氮含量从251.4 mg kg-1下降至143.5 mg kg-1,0 ～ 50 cm土壤硝态氮残留减少4.19％～ 30.72％;种植甜玉米可显著降低土壤(0 ～ 10 cm)电导率,降幅达30％以上,但对pH影响不显著.从减少氮素淋洗角度看,甜玉米填闲处理虽不影响淋洗液体积,但可使农民习惯施氮量条件下淋洗液中总氮浓度从102.6 mg kg-1降低至53.7 mg kg-1.与休闲相比,甜玉米填闲处理可减少总氮淋洗30.4％,且对下茬莴苣产量无显著影响.在南方设施菜地夏季休闲期,利用种植填闲作物甜玉米的方式降低土壤氮素淋失风险是较直接有效的措施.     

填闲作物对日光温室土壤环境作用效果比较研究

为了探讨温室土壤可持续利用的栽培模式,以连作3年黄瓜的日光温室土壤为研究对象,连续两年在夏季温室休闲期间引入甜玉米、大葱、菜豆(毛苕子)、速生叶菜等几种填闲作物,研究了其对土壤环境的影响.结果表明:在温室夏季休闲期种植大葱后,0～30 cm土层土壤中的细菌和放线菌数量明显增加,细菌和真菌的比值(B/F)显著增大,土壤微生物总量增加,且土壤微生物生物量增加,同时抑制了黄瓜致病菌镰刀菌的繁殖.土壤中的线虫总量、根结线虫数量、寄生性线虫数量受到抑制;在温室休闲期间种植速生叶菜和甜玉米后,土壤中的速效养分含量大量减少,土壤EC值减小.从本试验的结果来看,在温室夏季休闲期种植大葱可以明显改善土壤的生物环境,种植速生叶菜和甜玉米可显著降低土壤的养分积累,减缓次生盐渍化的形成.     

不同种类填闲作物阻控设施菜地氮磷淋溶效果及机制研究

设施菜地揭棚休闲期种植填闲作物是阻控淋溶发生的重要措施,在降雨频繁地区氮磷阻控效率高的填闲作物尚不明确。以休闲为对照,种植5种填闲作物：高粱（Sorghum bicolor L.）、玉米（Zea mays L.）、黑麦草（Lolium perenne L.）、马齿苋（Portulaca oleracea L.）和羽衣甘蓝（Brassica oleracea var. acephala DC.）,研究了不同种类填闲作物对设施菜地氮磷淋溶、土壤速效氮、土壤微生物的影响。结果表明：与休闲处理相比,种植填闲作物高粱、玉米、黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝分别显著减少了12.6、16.6、27.4、28.9和26.8 kg?hm-2的氮淋溶,显著减少了0.10、0.05、0.04、0.04和0.13 kg?hm-2的磷淋溶。氮淋溶阻控率由高到低依次为马齿苋、黑麦草、羽衣甘蓝、玉米、高粱,磷淋溶阻控率由高到低则依次为羽衣甘蓝、高粱、玉米、马齿苋、黑麦草。5种填闲作物中黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝的氮阻控率分别达到52.3%、55.1%和51.2%,较高粱和玉米氮阻控率平均提高了近一倍。这是因为黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝在休闲前期（21 d）就有一定的覆盖度,与休闲相比分别减少了23.5%、17.1%和26.7%的淋溶水量,而高粱和玉米前期覆盖度差,在前期降水多后期降水少的情况下其淋溶水量与休闲无显著差异;种植黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝耕层土壤（0~20 cm）中硝态氮的含量为40.1~52.8 mg?kg-1,而种植高粱和玉米土壤硝态氮的含量为67.8~72.7 mg?kg-1;此外,与高粱和玉米相比,马齿苋和羽衣甘蓝还显著提高了耕层土壤nirS型反硝化细菌和根际土壤中nosZ型反硝化细菌的丰度,可能增强了土壤的反硝化过程。综上,黑麦草、马齿苋和羽衣甘蓝作为降雨频繁地区的夏季填闲作物可显著减少氮磷淋溶,其中羽衣甘蓝对氮磷综合阻控的效果最佳。     

甜玉米填闲减缓菜田土壤硝酸盐淋溶的研究

为提高菜田氮肥的利用率,降低氮肥对环境的污染风险。在中德合作项目东北旺试验田（土壤类型为潮土）,三年（1999～2001）9季蔬菜长期传统施氮灌水与推荐施氮灌水处理的地力基础上,于高温多雨的夏季选择甜玉米作为填闲作物,以休闲处理作对照,研究甜玉米在土壤硝态氮淋溶关键期对土壤残留硝态氮素分布及对后茬蔬菜产量的影响。研究结果表明甜玉米生长迅速、生物量大、吸收氮素能力强,吸氮量可达205.6～246.1 kg/hm²;与休闲处理相比,种植甜玉米能有效的吸收0～60 cm土壤中残留氮素,实现了土壤残留氮素的再利用。0～180 cm剖面中土壤硝态氮的残留量都有不同程度的降低,有效阻抑了氮素向土壤深层的淋洗。甜玉米也获得了较高的经济产量,穗净鲜重达9.2～10.2 t/hm²。后茬作物菠菜收获后未被利用的氮素大部分残留在土壤浅层;甜玉米处理与休闲处理相比未显著影响后季菠菜的生长,产量达18.4～20.7 t/hm²。该研究表明：甜玉米是较为理想的填闲作物。     

海南稻菜轮作休闲期适宜填闲作物初筛

国内外研究表明休闲期种植填闲作物可减少土壤氮淋洗损失,提高氮素循环利用,而填闲作物应具备生物量大、深根、吸氮量大等特点。在海南稻菜轮作休闲期(4～6月)通过田间试验比较研究了10种作物的株高、干物质累积量、吸氮量以及根长密度等。结果表明:高丹草在播后5周时的株高达66.4 cm,显著高于其它作物(9.5～47 cm,多数甚至低于20 cm),因此如果休闲期在5周以内,高丹草适合作为填闲作物。休闲期延长至63 d,田箐、王草、墨西哥玉米草的生物量、吸氮量和20～40 cm根长密度都显著高于其余作物,可作为填闲作物。其中王草一般采用种茎移栽,耗时、耗工,因此田箐和墨西哥玉米草作为填闲作物容易被农民接受。另外田箐吸氮量极显著高于王草和墨西哥玉米草,而且抗旱性和抗涝性都较强,因此在海南稻菜轮作休闲期干湿季交替的气候条件下,田箐更适合作为填闲作物。     

保护地菜田土壤氮素淋溶阻控措施及其效果研究

在保护地菜田条件下,以水果苤蓝为供试作物,研究优化施肥、C/N调控、种植填闲作物等3种不同措施对土壤硝态氮累积与淋溶的影响。结果表明,种植当季,优化施肥和C/N调控处理均可有效阻控硝态氮淋溶。综合考虑水果苤蓝生长期和填闲/休闲期,3种措施阻控硝态氮淋溶的强度,由强到弱依次为:种植填闲作物>优化施肥>C/N调控。建议控制施肥量的同时,采用合理的管理方式,多方面阻控硝态氮的累积与淋溶,保护环境安全。     

4种填闲作物对天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良作用的初步研究

通过夏季填闲的方式来解决设施农业次生盐渍化在20世纪初就已被提出,但相关研究在天津黄瓜温室土壤次生盐渍化改良方面还没有开展。通过盆栽试验研究了4种填闲作物（毛苕子、苏丹草、甜玉米和苋菜）对天津地区黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良作用。结果显示,与对照土壤相比,4种填闲作物均能显著降低土壤可溶性盐分和Na^＋的含量（P〈0．05）,显著降低土壤养分和有机质的含量（P〈0．05）;毛苕子、甜玉米和苋菜能显著增大土壤K^＋／Na^＋的比值;高种植密度对次生盐渍化土壤的改良效果更为突出;4种填闲作物相比,毛苕子对黄瓜温室土壤次生盐渍化的改良效果最佳。既为改良天津黄瓜温室土壤次生盐渍化提供实践参考,也为延长设施土壤使用年限,促进天津设施蔬菜产业发展提供一种可行途径。     

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。     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥＋传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥＋优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥＋优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥＋传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥＋优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥＋优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU—Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1％-9％,气体损失占施肥总量的5％-14％,各处理氮素淋失表现为N1FI〉N3F2=N2F2〉N1D1〉N2D2〉N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72％-87％,气体损失量比畦灌处理平均降低了40％,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32％。36％。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。     

设施高肥力蔬菜地氮素调控下磷素特征研究

设施蔬菜种植中存在不合理施肥现象,土壤养分严重失调。为了解设施蔬菜地高氮肥力水平下不同氮素水平对磷素的养分吸收影响,2004—2007年在山东寿光进行不同氮素水平调控和秸秆还田试验,并于2007年冬春季进行裂区淋滤试验。结果表明,不同水平的氮素调控影响磷素含量变化,空白(NN)、有机肥(MN)、有机肥+秸秆(MN+S)供氮水平下土壤全磷含量逐年下降,降幅NNMNMN+S,全磷增幅传统氮素(CN)传统氮素+秸秆(CN+S)氮素优化+秸秆(SN+S)氮素优化(SN)。CN、CN+S供氮水平下土壤速效磷含量达到213.7、225.4 mg·kg-1,增长了17.1%、23.5%,磷素累积明显;其他供氮水平下速效磷含量逐年下降,降幅NNMNMN+SSN+SSNCNCN+S,减少氮素供应有利于减缓磷素累积,促进磷的吸收利用。除NN供氮水平下土壤有机磷含量下降外,其他处理均不同程度增加,CN、CN+S供氮水平下土壤有机磷含量累积明显(308.4、331.4 mg·kg-1),分别增长了28.5%、38.2%。SN+S供氮水平下磷的吸收系数(P2O5,mg·100 g-1)达到了1 571,增长了143.6%;CN、CN+S供氮水平下磷的吸收系数出现了负增长,CN供氮水平下达到了416(P2O5,mg·100 g-1),下降了35.5%。添加小麦秸秆极大地提高了磷的吸收能力,在一定程度上能减缓土壤速效磷的累积。淋溶液中全磷含量SNSN+S,有机磷含量SNSN+S,秸秆还田对阻控有机磷素淋溶有一定的作用,但整个冬春生长季渗滤液中全磷含量在2.6~12.0 mg·L-1,有机磷含量在0.42~4.1 mg·L-1,淋出液水质仍超过了国家安全水质标准。因此,在高肥力水平下进行氮素调控,优化氮素供应量,促进了磷素的吸收利用,对农民在高肥力水平下施肥具有指导意义。建议农民在以后的种植中减少氮肥供应量及添加高碳源秸秆进行还田,以提高肥料的利用率,减少氮磷对土壤及水体的污染。     

几种新型氮肥对叶菜硝酸盐累积和土壤硝态氮淋洗的影响

应用土柱模拟试验的方法,研究了在高肥力菜田土壤条件下,施用几种新型氮肥对两茬叶菜硝酸盐积累和土壤硝态氮淋洗的影响。结果表明,在高肥力菜田土壤上,施用几种新型氮肥都未能明显提高第一茬油菜的生物量,硫硝铵（A SN）却降低了生物量,而第二茬菠菜不施肥处理生物量下降。尿素＋硝化抑制剂DM PP（En tec46）、尿素＋硝化抑制剂DCD（U＋DCD）和有机无机复混肥（OIF）3种氮肥显著降低了油菜硝酸盐含量。尿素＋玉米秸秆（U＋M S）和硫硝铵＋硝化抑制剂DM PP（En tec26）减少了土壤NO3^--N的向下淋洗,而尿素＋保水剂（U＋SAP）增加土壤NO3^--N的向下淋洗。     

Green Manuring with Clover and Ryegrass Catch Crops Undersown in Small Grains: Effects on Soil Mineral Nitrogen in Field and Laboratory Experiments

Abstract

In three field trials in southern Norway, Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.), white clover (Trifolium repens L.) or subterranean clover (T. subterraneuni L.) was undersown in spring grain at three N fertilizer rates and ploughed under in late October as a green manure for a succeeding spring grain crop. The content of topsoil (0-20 cm) mineral nitrogen was determined during the growth of the grain crop, after grain harvest and after ploughing. In addition, mineralization of nitrogen and carbon was measured in green-manured soil incubated at 15°C and controlled moisture conditions. During grain crop growth, ryegrass tended to reduce soil mineral N compared with the other treatments. After grain harvest, in a small-plot experiment where extra nitrate was added, ryegrass reduced soil nitrate N (0-18 cm) from 4.2 to 0.4 g m^?2 within 13 days, while the clovers had negligible effect compared with bare soil. Up to 9.4 g N m^?2 was present in above-plus below-ground ryegrass biomass at ploughing. In incubated ryegrass soil, there was a temporary net N immobilization of up to 0.9 g N m^?2 as compared with unamended soil. In clover-amended soil, mineral N exceeded that in unamended soil by up to 5 g N m^?2.     

浙北平原不同种植年限蔬菜地土壤氮磷的积累及环境风险评价

长期过量施肥可导致蔬菜地土壤养分大量累积、养分利用效率下降和环境污染风险增加。以浙北平原不同种植年限蔬菜地土壤为研究对象,采用化学测试方法研究了菜地土壤氮和磷的积累及其淋失潜力的变化。结果表明,随着种植年限的增加,蔬菜地土壤全磷、有效磷（Olsen P）和NO3-N呈明显的积累;蔬菜种植年限为〈2、2～5、6～10、11～20、20～30和＆gt;30a的表土全P平均分别为0.66、0.75、1.07、1.49、2.40和2.12g·kg-1,有效P平均分别为13.2、37.8、42.2、70.2、137.9和101.7mg·kg-1,NO3-N平均分别为9.15、13.58、50.18、46.48、73.28和74.20mg·kg-1,同时土壤N和P垂直下移渐趋明显。土壤水溶性磷含量随土壤有效磷（OlsenP）积累的变化存在一个明显的突变点,相对应的土壤OlsenP临界值约为60mg·kg-1。随着种植年限增长,蔬菜地地表径流中氮和磷浓度呈明显增加,利用年限为20～30a的蔬菜地径流中可溶性P和NO3-N浓度分别约为利用年限〈2a蔬菜地的13.12和9.48倍。研究认为,长期超量施肥已导致这一地区蔬菜地土壤养分的过度积累,在蔬菜生产中应重视和提倡平衡施肥,控制土壤氮磷的积累。     

Catch crop strategy and nitrate leaching following grazed grass-clover

Cultivation of grassland presents a high risk of nitrate leaching. This study aimed to determine if leaching could be reduced by growing spring barley (Hordeum vulgare L.) as a green crop for silage with undersown Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) compared with barley grown to maturity with or without an undersown conventional catch crop of perennial ryegrass (Lolium perenne L.). All treatments received 0, 60 or 120 kg of ammonium‐N ha^?1 in cattle slurry. In spring 2003, two grass‐clover fields (3 and 5 years old, respectively, with different management histories) were ploughed. The effects of the treatments on yield and nitrate leaching were determined in the first year, while the residual effects of the treatments were determined in the second year in a crop of spring barley/perennial ryegrass. Nitrate leaching was estimated in selected treatments using soil water samples from ceramic cups. The experiment showed that compared with treatments without catch crop, green barley/Italian ryegrass reduced leaching by 163–320 kg N ha^?1, corresponding to 95–99%, and the perennial ryegrass reduced leaching to between 34 and 86 kg N ha^?1, corresponding to a reduction of 80 and 66%. Also, in the second growing season, leaching following catch crops was reduced compared with the bare soil treatment. It was concluded that the green barley/Italian ryegrass offers advantages not only for the environment but also for farmers, for whom it provides a fodder high in roughage and avoids the difficulties with clover fatigue increasingly experienced by Danish farmers.