长期施用有机肥土壤磷素的演变规律研究

<正>施用有机肥是我国的传统农业措施之一。有机肥含有丰富的C、N、P、K和微量元素,养分全面,易于作物吸收利用,并且含有大量的微生物和生物酶。长期实践证明,施用有机肥是保持和提高土壤肥力最经济、最有效的方法之一。据农业部农技推广中心的数据,有机肥在肥料总投入量中的比例为:1949年99.9%,1957年91.O%,1965年80.7%,1975年66.4%,1980年47.1%,1985年43.7%,1990年37.4%。据李家康的研究,这一比例在1995年降至32.1%,2000年继续降至30.6%。再据《2004年中国环境状况公报》公布的数字,2003年全国有机肥施用量仅占肥料施用总量的     

增施猪粪有机肥以及不同比例替代化肥对冬小麦生长及土壤养分的影响

猪粪有机肥作为一种有机资源,其养分含量丰富,施用后可培肥地力,提高作物产量,是实现农业资源循环可持续的途经之一。以冬小麦为研究对象,研究等氮量情况下有机肥替代化肥对冬小麦整个生育期农艺形状、品质及土壤养分含量变化的影响。研究结果表明：100%氮素有机肥+100%氮素化肥混合处理(T2)下的冬小麦产量与品质最高,产量较CK增加177.53%,粗蛋白含量较T1增加8.1%,粗脂肪含量最高较CK增加9.7%,T2处理下冬小麦湿面筋含量最高为为25.7%;施肥处理后土壤有机质含量主要表现为T2>T3>T4>T5>T1>CK;与单施化肥相比,有机+无机结合的方式更有利于增加土壤N、P、K元素的累积。     

河北省主要矿区复垦复绿土地适宜性评价研究

矿区土地的适宜性评价研究是复垦复绿研究的基础.为此,结合河北省矿区地形实际情况并参考评价单元的划分依据,将矿区的复垦复绿土地划分为塌陷区、挖损区、压占区和矿石加工及影响区4个评价单元,又选取坡度、表土质地、有效土层厚度、灌溉条件、排水条件和有机质含量6个指标作为评价因子,运用主成分分析法确定权重,采取指数和法计算综合指数,对不同评价单元进行适宜性评价.结果表明,塌陷区的土地利用方向为耕地和林地;挖损区的土地利用方向为公园用地;压占区的土地利用方向为牧业和林地;矿石加工及影响区的土地利用方向为耕地.     

矿区复垦土壤种植小麦的重金属安全性

为分析矿区充填复垦土壤种植农作物的生态安全性,以中国徐州市柳新矿区复垦场地为例,对照当地农田土壤,对充填场地种植小麦不同部位As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn 7种重金属元素含量进行检测,分析了Cd、Cr在成熟小麦不同器官中的分布、富集情况,并利用单项污染指数法和综合指数法对小麦籽粒进行了风险评价。结果表明,三场地中Cd 和Hg在未成熟苗中的含量小于成熟茎中的含量,Cr、Cu和Zn则与之相反,Pb和As的含量规律性不太明显;复垦场地小麦未成熟根的重金属含量都小于成熟根中的含量;比照地中除Cr 和Zn之外,其余元素在未成熟根中的含量均大于成熟根的含量;参照粮食污染限量标准,小麦籽粒中Cd和Cr含量均超标。风险评价显示三场地小麦籽粒中Cd、Cr单项污染指数达到轻度至重度水平,综合污染指数处于轻度污染至中度污染水平之间。该研究对矿区粮食安全的监控具有重要的实际应用价值。     

开采沉陷区不同复垦技术下复垦土壤压实的空间变化

土壤的压实往往造成土壤结构的破坏和土壤的退化。试验对开采沉陷区采用不同复垦技术的复垦土壤进行土壤压实的测定,分析结果表明,在垂直方向上土壤的压实呈现一定的变化规律。泥浆泵复垦的田块在土壤深度5~10 cm处,平均压实度最大,在30 cm处,压实度最小,是由于含水的饱和状态泥浆难以排泄水分引起。铲运机复垦的田块和未复垦的田块,压实度随着深度的增加,压实度逐渐增加。总体上,铲运机复垦田块的平均压实度最大,其次为未复垦田块,泥浆泵复垦田块最小,通过横向对比,铲运机与未复垦田块的变化类似,压实度均呈一定范围的剧烈波动,而泥浆泵复垦田块压实度变化平缓,这与泥浆有一定的流动性有关。因此,泥浆泵复垦对土壤的破坏影响更为严重,技术存在一定的缺陷,有待进一步改进。     

生物有机肥对樱桃园土壤养分的改善作用

果树健康成长离不开土壤养分的改善,生物有机肥作为环境友好型的肥料,廉价易得,提供果树所需的各种营养成分,提高土壤中微生物的种类,从而改善土壤,使其持续生态的为樱桃园提供均衡的养分。     

有机无机肥配施对西北地区不同土壤类型氮素矿化影响

为揭示不同施肥措施和土壤类型对我国西北地区典型农田土壤氮素矿化特征的影响,通过室内恒温好气培养法,分别研究不施肥（CK）、单施尿素（U）、单施有机肥（M）和尿素配施有机肥（U+M）施肥模式对土壤氮素矿化动态过程的影响,并对土壤累积矿化氮量进行一级动力学方程拟合及相关性分析。结果表明,施肥和土壤类型均显著影响土壤铵态氮含量、硝态氮含量和累积矿化氮量,且两者之间存在显著的交互作用。不同类型土壤累积矿化氮量和矿化速率由大到小依次为塿土、黄绵土、黄河灌淤土、灰棕漠土。与CK处理相比,不同施肥处理显著增加土壤累积矿化氮量、矿化速率常数（k）和矿化势（N0）,处理间差异显著（P<0.05）。单施尿素和尿素配施有机肥处理的累积矿化氮量和矿化速率分别较CK处理增加2.83~6.71倍和3.83~7.70倍。相关分析表明,土壤累积矿化氮量与土壤有机质含量和全氮含量呈显著正相关关系。研究结果表明,有机无机肥配施处理可显著促进西北地区不同土壤类型氮素矿化,提高氮素有效性和供氮能力,有利于保持土壤矿质氮含量,对农田氮素高效利用有重要作用。     

废弃地复垦土壤重金属空间格局及其与复垦措施的关系

基于经典统计学、变异函数理论以及经验贝叶斯克里格法,以西南地区某历史遗留硫磺矿废弃地为研究对象,从点与区域两方面系统分析其复垦土壤重金属空间分布特征,揭示其与复垦措施的量化关系。结果表明,经典统计学、变异函数理论以及经验贝叶斯克里格法相结合方法用于揭示硫磺矿废弃地复垦土壤重金属空间分布格局是可行和科学的。该硫磺矿废弃地复垦土地的5种土壤重金属的变异系数均较大,这与复垦土壤无序、易变以及空间均匀性和突变性统一的特征相符合。土壤重金属富集系数均在2以上。在历史矿山开采、复垦措施和地形地貌的共同作用下,不同土壤重金属在全局空间上具有一定的相似,在南北和东西方向均基本呈现两头低和中间高的倒U字形趋势。绝大多数复垦土壤重金属的块基比在50%,复垦过程中覆土、培肥和土壤pH值调节措施等随机因素在各重金属的空间变异中占主导作用。无论是何种重金属,一区东部、二区北部、四区西部均呈现较高的重金属含量;一区和二区西部、三区北部地区含量相对较低。复垦为林地和草地的重金属平均含量均高于耕地,对于复垦为耕地后续需进一步防控重金属污染,特别是Cd元素;随着有效土层厚度的逐渐增加,土壤重金属总体呈下降趋势。有效土层厚度在30~100 cm之间土壤重金属无明显差异,建议研究区复垦覆土后有效土层厚度达到100 cm以上。随着土壤pH值变小,复垦土壤重金属总体呈上升趋势,通过调控pH值来降低土壤重金属含量需要持续保证在一定范围,建议研究区pH值持续控制在7~8。     

有机肥与化肥配施对茶叶生长和土壤养分的影响

设置醋糟有机肥和化肥不同配比的5个处理:100%有机肥、70%有机肥+30%化肥、50%有机肥+50%化肥、30%有机肥+70%化肥以及100%化肥,并以不施肥为对照(CK),研究不同肥料配比对春茶生长、产量、品质及茶园土壤养分含量的影响。结果表明,不同施肥处理都有促进春茶产量、品质和土壤养分含量的作用,但处理之间差异较大。增产作用以70%有机肥+30%化肥的处理最显著,比对照平均增产276.91%,30%有机肥+70%化肥的处理次之,50%有机肥+50%化肥的处理居中;茶叶的新梢长、叶面积、芽密度、百芽质量等生长指标,以及茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物等品质指标都以70%有机肥+30%化肥的处理为最高。茶园土壤中有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量均随有机肥在肥料中所占比例的增加而增加,即以100%有机肥的处理最高,70%有机肥+30%化肥的处理次之,但两者差异不显著。综合分析表明,70%有机肥+30%化肥的配施是值得在茶园推广应用的优化方案。     

磷肥种类及用量对土壤磷素有效性和棉花产量的影响

棉花生长发育过程中,磷是重要的营养元素之一。针对两种不同磷肥不同用量对于土壤磷素有效性以及棉花产量的影响进行田间试验,探讨合理的磷肥种类和用量。      

施磷水平对再生水灌溉小白菜Cd质量分数和土壤Cd活性的影响

为阐明施用磷肥水平对再生水灌溉下小白菜吸收Cd的影响,以清水为对照,研究了3种施磷水平(80、110、140mg/kg)对3种再生水灌溉方式(清水再生水混灌、清水再生水轮灌、全再生水)下小白菜生物量和Cd质量分数以及土壤活性Cd质量分数的影响。结果表明,全再生水灌溉显著增加小白菜生物量,也显著增加小白菜地上部Cd质量分数,在3个磷处理下Cd质量分数分别增加了54.4%、51.5%、31.7%。高量施磷(110、140mg/kg)显著降低了小白菜地上部Cd质量分数,和施磷80mg/kg处理相比分别降低了16.5%、33.8%。随着施磷水平的提高,土壤活性Cd质量分数降低,施磷140mg/kg处理下降低最为显著,和施磷80mg/kg相比,在3种再生水灌溉方式下分别降低13.5%、16.3%、15.1%。磷肥适量施用能减少再生水灌溉下小白菜对重金属Cd的吸收,有利于保障食品安全。     

溶磷真菌及其组合对复垦土壤磷解析和转化的影响

为了探索溶磷真菌在复垦土壤上对磷的作用效果,通过盆栽油菜试验,研究了黑曲霉(Aspergillus niger)、青霉(Penicillium)、被孢霉(Mortierella)及其组合对复垦土壤磷解析特性及无机磷转化的影响。结果表明,施用溶磷真菌可以增加复垦土壤有效磷、磷酸酶的量。溶磷真菌及其组合处理复垦土壤有效磷、磷酸酶量分别比基质处理(M)增加了58.6%~158.9%和3.7%~87.8%。施用有机肥可以明显改善复垦土壤的解析特性;被孢霉、被孢霉+青霉、黑曲霉+青霉、被孢霉+黑曲霉+青霉处理的土壤最大吸磷量都显著小于基质处理(M);不同处理复垦土壤吸附常数范围在0.036~0.069之间,溶磷真菌处理土壤磷吸附常数与基质处理(M)差异不显著;各处理复垦土壤磷平均解吸率在21.14%~34.57%之间,其中黑曲霉+青霉处理(Z2+Z3)复垦土壤平均解吸率最大,为34.57%。溶磷真菌对复垦土壤O-P、Fe-P、Al-P影响较小,对复垦土壤无机磷转化影响最大的是Ca2-P和Ca10-P,溶磷真菌可以抑制土壤中外来磷源向Ca10-P的转化,增加Ca2-P的量,溶磷真菌Z2+Z3处理Ca2-P的量最高,为28.73 mg/kg。综上,施用溶磷真菌可以增加复垦土壤有效磷量和提高磷素的有效性,有利于复垦土壤的熟化;黑曲霉+青霉处理(Z2+Z3)对复垦土壤解析特性及无机磷转化影响最大,为试验最佳处理。     

不同灌溉方式对保护地土壤有机磷组分的影响

菜田土壤长期节水灌溉试验结果表明,蔬菜保护地0~60 cm土壤剖面中,滴灌、渗灌和沟灌条件下,土壤有机磷组成中均以中等活性有机磷为主,其次为活性有机磷。滴灌和渗灌处理耕层(0~20 cm)土壤中易被作物吸收利用的活性有机磷和中等活性有机磷含量高于传统沟灌处理。在10~30 cm土层范围内,渗灌处理土壤活性有机磷含量高于滴灌,而滴灌又高于沟灌。而0~60 cm土壤剖面中,中等活性有机磷含量均是滴灌大于沟灌大于渗灌。在0~40 cm土层内中稳性有机磷含量渗灌明显大于沟灌大于滴灌。40 cm以下则是沟灌大于渗灌和滴灌。0~20 cm土层土壤高稳性有机磷含量的大小顺序为沟灌大于渗灌大于滴灌。     

外源施氮对再生水灌溉设施土壤氮素矿化特征的影响

【目的】明确再生水灌溉土壤氮素矿化过程及其特征。【方法】采集再生水和清水灌溉年限为5 a的常规施氮设施土壤,风干过2 mm筛备用。采用室内常温培养的方法,分别添加不同质量浓度外源氮肥,分析不同外源施氮量对设施土壤氮素矿化特征的影响;并利用Matlab构建矿化时间、外源施氮量与氮素矿化量的耦合模型。【结果】与清水灌溉土壤相比,再生水灌溉土壤矿质氮量提高了1.85～2.64倍;与再生水对照土壤相比,外源施氮200、160、140、100 mg/kg处理土壤矿质氮量分别提高了3.43、3.34、2.85、2.38倍;土壤氮素矿化速率大致可划分为2个阶段,第1阶段,0～14 d为矿化激发阶段,第2阶段,14 d以后为稳定矿化阶段;构建了土壤氮素矿化量与外源施氮量、矿化时间的二元二次函数模型,该模型决定系数达到0.9以上,运用该模型预测最佳外源施氮量为212.83 mg/kg,土壤氮素矿化量的最大值为233.23 mg/kg,而对应的矿化时间为26.75 d。【结论】外源施氮对再生水灌溉设施土壤氮素矿化具有正激发效应,外源施氮量为160 mg/kg时,土壤氮素净矿化量最大,达到85.89 mg/kg,土壤氮素矿化量与外源施氮量、矿化时间的关系可表达为二元二次函数。     

再生水灌溉对土壤盐碱性影响的大田试验研究

选择北京市大兴区北野厂灌区内3个典型区域作为研究对象,通过田间试验研究了再生水灌溉对土壤盐碱性的影响。研究发现:再生水灌溉量占总灌水量的比例越高的区域,农田和农沟断面处的土壤浸提液的EC值越大,pH值则越小。农田和农沟断面处土壤浸提液的EC值均随着深度的增加逐渐下降直至保持某一定值,而pH值正好与此相反。此外,合理利用再生水灌溉以及制定科学的农业措施能够有效防止土壤盐碱化。     

再生水灌溉条件下土壤Cd的运移及模拟研究

通过土柱模拟试验,分析了再生水灌溉条件下土壤Cd的运移规律。结果表明,pH值为7时,Freundlich等温吸附方程拟合效果较好并获得土壤运移参数Kf、β;在室内土柱穿透试验的确定系数(0.992)以及水动力弥散系数D的基础上,使用HYDRUS-1D软件TSM模型拟合Cd穿透曲线,获得土壤运移参数f、a;基于TSM模型,再生水灌溉100、300、500a时,累积质量浓度为0.742、1.419、1.783mg/kg。长期灌溉条件下,Cd质量浓度高于中国土壤环境质量标准最高容许量,再生水灌溉风险较高。     

沈阳地区土壤磷素状况及效力试验

对沈阳地区农田土壤磷素的状况及磷肥效力进行调查。采取多点试验方法,测定耕地土壤中磷素含量,考察其对春小麦产量的影响。结果表明,沈阳地区主要耕地0～20cm耕层的有效P平均含量为9.9mg/kg,属于较低水平;90%的农田通过施P措施可增产15.0%～26.0%。说明土壤有效P是影响作物产量的重要因素,增磷是培肥磷素肥力的重要措施。     

土壤水分对半干旱区石灰性土壤有机碳矿化的影响

为明确土壤水分对我国北方半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化的影响,采用室内恒温培育试验,以栗钙土、栗褐土、褐土为研究对象,研究了不同土壤水分条件下土壤有机碳(SOC)矿化差异。土壤含水率设置为田间持水率(WHC)的40%、70%和100%。结果表明,随着土壤含水率升高,3类土壤2种利用方式(玉米地、果园)土壤有机碳累积矿化量及矿化率增大,较高水分下的增幅(70%WHC~100%WHC)小于较低水分下的增幅(40%WHC~70%WHC);土壤有机碳矿化动态符合一级动力学方程,土壤潜在矿化碳库(Cp)为33.10~193.56 mg/kg,潜在矿化率Cp/SOC为0.41%~3.35%,Cp及Cp/SOC随土壤含水率升高而增大,Cp及Cp/SOC较高水分条件下的增幅较小;40%WHC下Cp/SOC与土壤有机碳量显著负相关,70%WHC及100%WHC下则与土壤有机碳量及黏粒量显著负相关(P0.05)。半干旱区域石灰性土壤有机碳矿化及土壤有机碳固存能力在较低水分条件下(40%WHC~70%WHC)受土壤水分变化影响较大。     

有机肥料对土壤及作物的影响

为充分利用有机肥料及促进农业可持续发展,详细论述有机肥料对土壤的培肥作用及其对作物产量、品质、抗逆性的影响。针对当前有机肥料应用中存在的主要问题,展望其今后研究及应用的发展趋势。