畜禽商品有机肥与化肥配施对土壤-萝卜系统重金属平衡影响

采用田间试验方法,研究了在等养分条件下畜禽商品有机肥与化肥配施对萝卜产量、重金属含量、积累量以及土壤-萝卜系统重金属平衡的影响。试验结果表明,中量有机肥与化肥配施(T3)可明显提高萝卜地上部生物量和肉质根的干鲜重。与单施化肥相比,配施商品有机肥能显著地降低萝卜植株体内污染元素铅含量和积累量,各处理收获物的铜、锌、镉、铅含量均低于食品中污染物限量标准(GB18406.1-2001)。单施化肥或有机肥配施比例较低(T2、T3)时易引起土壤中锌的亏缺,只有高量有机肥与化肥配施处理(T4)基本达到锌平衡。适量有机肥与化肥配合施用可保持农田生态系统铜和锌等微量营养元素的平衡,也能有效地降低重金属污染风险,是建立可持续农业的有效途径。     

商品有机肥对土壤-青菜体系重金属收支平衡的影响

以青菜(Brassica chinensis L.)为试材,通过田间试验研究等养分条件下,以猪粪为原料的商品有机肥与化肥配施对青菜产量、可食部重金属含量以及土壤-青菜体系重金属(Cu、Zn、Cd、Pb)收支平衡状况的影响。试验设置化肥(CK)、低量有机肥配施化肥(LOM,有机肥施用量2250 kg hm-2)、中量有机肥配施化肥(MOM,有机肥施用量4500 kg hm-2)、高量有机肥配施化肥(HOM,有机肥施用量6750 kg hm-2)4个处理。结果表明,不同比例畜禽商品有机肥配施化肥对青菜的产量没有显著的影响。过磷酸钙和有机肥是土壤-青菜体系重金属输入的主要来源,从收支平衡来看,所有处理的Cu、Zn、Cd和Pb的输入量均大于输出量,表现为盈余,盈余量随有机肥施用比例的增加而增加;4个处理青菜可食部的Cd、Pb含量均低于国家的食品限量指标。说明适量畜禽商品有机肥配施化肥可取得与单施化肥相当的产量,同时也不会造成青菜Cd和Pb的超标,可视为废弃物资源化利用的途径之一,但长期施用会给农产品带来一定的重金属安全风险。     

污泥农用对土壤和作物重金属累积及作物产量的影响

以3 a定位试验为基础,比较3种不同处理的污泥肥料（消化污泥、污泥堆肥及污泥复混肥）农田施用下土壤养分、土壤和作物籽粒中Mn、Cu、Zn、Pb、Cd 5种重金属的积累以及作物产量的变化情况,以阐明污泥农用对土壤及作物的影响。研究表明,3种污泥肥料提高了土壤中氮素和有机质的含量;与空白和普通化肥处理相比,3种污泥肥料增加了土壤中Mn和Cu的含量,而对土壤交换态重金属含量没有显著影响;3种污泥处理均增加了小麦籽粒中Zn的含量;相对普通化肥处理,3种污泥肥料处理对小麦和玉米产量均无显著影响。合理施用污泥肥料可以有效地提高作物产量;污泥肥料施用对土壤重金属有一定累积效应,但短期施用对土壤比较安全。     

微咸水灌溉对土壤盐分平衡与作物产量的影响

河北低平原淡水资源短缺,微咸水资源丰富,合理开发利用微咸水已经成为缓解水资源供需矛盾的重要途径之一。本研究于2011—2015年在河北省沧州市中国科学院南皮生态农业试验站进行,以冬小麦和夏玉米一年两熟种植体系为研究对象,开展了河北低平原区实施微咸水灌溉对冬小麦及下茬作物夏玉米产量及灌溉对土壤盐分周年平衡的影响。2013—2014年冬小麦灌溉处理设雨养旱作处理(CK)、拔节期淡水灌溉1水(F1)、拔节期用2 g·L~(-1)、3 g·L~(-1)、4 g·L~(-1)、5 g·L~(-1)的微咸水灌溉1次(B21、B31、B41、B51)、拔节期和灌浆期用淡水灌溉(F2)、拔节期用3 g·L~(-1)的微咸水+灌浆期用淡水灌溉(B31F1)、拔节期用淡水+灌浆期用3 g·L~(-1)微咸水灌溉(F1B31)、拔节期和灌浆期都用3 g·L~(-1)的微咸水灌溉(B32)、拔节期、抽穗期和灌浆期都用淡水灌溉(F3)。2014—2015年根据上年度的试验结果对试验处理进行了精简,冬小麦灌溉处理设CK、F1、B31、B41、B51、B42(拔节期和灌浆期都用4 g·L~(-1)的微咸水灌溉)。结果表明,一般年型下冬小麦生育期灌溉2水就能获得高产和稳产,平均产量为6 593.4 kg·hm~(-2)。利用小于5 g·L~(-1)的微咸水灌溉,与淡水灌溉相比,不会造成冬小麦产量降低,灌溉1次微咸水比雨养旱作处理增产10%~30%,可用微咸水替代1次淡水。微咸水灌溉条件下冬小麦收获时土壤盐分有所积累,表层土壤含盐量大于1 g·L~(-1),影响下茬玉米的出苗和生长,但夏玉米播种后用675~750 m3·hm-2淡水灌溉可满足耕层淋盐需求,达到玉米生长的安全阈值,与淡水灌溉处理的玉米产量相比不减产。利用夏季降雨,可使土壤盐分得到淋洗,当夏季降雨量大于300 mm时,冬小麦微咸水灌溉下土壤盐分达到周年平衡。沧州地区73%以上的年份,夏季降雨量大于300 mm,为土壤淋盐创造了条件,保证了微咸水替代一次淡水灌溉的安全性。     

重金属和生物有机肥对苹果根区土壤微生物的影响

通过土壤追施Cd ,Cu和生物有机肥,研究了重金属对红富士苹果根区微生物的危害以及生物有机肥减轻重金属对土壤微生物危害的效应。结果表明:施用生物有机肥后,果园根区土壤细菌、真菌和放线菌数量显著增加,细菌占绝对优势;土壤Cd浓度在10 30mg/kg范围内,随Cd浓度的增加,细菌数量大幅度减少;Cu元素对土壤微生物的危害情况与Cd相似,但程度比Cd轻;从生物有机肥中提取的有机质对Cd和Cu有明显的吸附作用,在pH值6～8的范围内,吸附率随pH升高而提高;在中性微酸的条件下(最适宜苹果栽培的土壤酸碱条件) ,有机质对Cu2 吸附率远高于对Cd2 的吸附率;生物有机肥明显减轻Cd ,Cu对土壤微生物的危害,并且对Cu污染土壤的改善效果更好     

深施有机肥对土壤微结构及作物的影响

众所周知,土壤结构状况是土壤肥力一个很重要的标志[1]。近年来又有文献报导,不仅大结构对土壤肥力有明显影响,微结构亦是判断土壤肥力状况的重要依据[2]。     

平衡施肥对玉米产量、效益及土壤-作物系统养分收支的影响

研究了黑龙江省玉米主产区宾县和肇东地区平衡施肥条件下,玉米产量、效益、各生育期养分吸收规律以及土壤-作物系统中氮磷钾三要素投入-产出平衡状况。结果表明,平衡施肥对宾县和肇东玉米产量及效益有明显的正效应。农民习惯施肥(FP)较推荐施肥(OPT)玉米平均减产9.0%,减收914元/hm2。平衡施肥有利于玉米植株对养分的均衡吸收,与农民习惯施肥相比,OPT处理的玉米氮、磷、钾吸收量平均增加了16.5、3.5、59 kg/hm2。苗期—大喇叭口期、拔节期以及灌浆期—成熟期是玉米养分需求的关键时期。宾县和肇东两地区土壤氮和磷的平衡系数均大于1,说明氮肥和磷肥用量能满足玉米高产的需求;而钾肥用量不足。宾县玉米氮、磷、钾肥利用率分别为33.3%、19.0%和46.7%;肇东玉米氮、磷、钾肥利用率分别为36.0%、22.9%和48.0%。从土壤养分收支平衡及肥料利用率方面考虑,应该在本试验推荐OPT处理氮、磷肥的基础上适当提高钾肥用量,以使OPT处理不断优化,达到玉米的高产、优质和高效。     

微生物发酵有机肥对温室番茄产量、品质和土壤肥力的影响

研究了施用微生物发酵有机肥对番茄产量、品质和土壤养分、微生物群落的影响。结果表明,微生物发酵有机肥+50%化肥比对照(不施肥)增产95.58%,比常规施肥增产47.56%;单施微生物发酵有机肥比对照增产68.70%,比常规施肥增产27.28%。微生物发酵有机肥可以显著降低番茄的硝酸盐含量,增加Vc、还原性糖、番茄红素、可溶性固形物含量,从而提高了番茄品质。能明显提高土壤有机质、碱解氮、速效钾、速效磷含量,降低土壤硝态氮含量,增强土壤酶的活性,可显著增加三大微生物类群的数量,从而提高土壤综合肥力。也可显著提高经济效益。可作为一种生产无公害蔬菜的施肥技术推广应用。     

在含盐新成土上施加有机肥和化学改良剂对土壤性质和作物产量的影响

A field experiment was conducted for two consecutive years in a farmer‘s field at Haji Mora Village, Dera Ismail Khan (D.I. Khan) in the Northwest Frontier Province (NWFP) of Pakistan to compare various management practices, such as the effect of various organic manures and gypsum in a rice-wheat cropping system on a saline-sodic Entisol (Zindani soil series). The treatments consisted of 1) a control (rice-wheat), 2) gypsum, 3) farmyard manure (FYM), 4) berseem (Trifolium alexandrinum L.) as green manure (GM), and 5) dhancha (Sesbania sp.) as GM. All treatments increased yields of both rice and wheat significantly (P (0.01) over the control, with the green manure treatments proving more economical than the others; while they decreased pH, electrical conductivity (EC), and sodium adsorption ratio (SAR) of the soil. Saturation percentage and available water of the soil were raised for all treatments due to an increase in organic matter content of the soil.     

肥料重金属含量状况及施肥对土壤和作物重金属富集的影响

本文对肥料中重金属的含量状况以及施肥对土壤和农作物重金属累积影响的研究进展进行了系统分析和总结。过磷酸钙中锌（Zn）、 铜（Cu）、 镉（Cd）、 铅（Pb）含量高于氮肥、 钾肥和三元复合肥,有机-无机复混肥料中的Pb含量高于其他化肥。有机肥如畜禽粪便、 污泥及其堆肥中的重金属含量高于化肥,猪粪中的Cu、 Zn、 砷（As）、 Cd含量明显高于其他有机废弃物,鸡粪中铬（Cr）含量高;污泥和垃圾堆肥中Pb或汞（Hg）含量高。商品有机肥Zn、 Pb和镍（Ni）含量高于堆肥,Hg含量高于畜禽粪便。多数研究表明,氮磷钾配施与不施肥相比土壤Cd和Pb含量增加,施用有机肥比不施肥提高土壤Cu、 Zn、 Pb、 Cd含量。施用化肥对农作物重金属富集的影响不明确,而施用有机肥可提高作物可食部位Cu、 Zn、 Cd、 Pb 的含量,影响大小与有机肥种类、 用量、 土壤类型和pH以及作物种类等有很大关系。在今后的研究中应着重以下几个方面, 1）典型种植体系下土壤重金属的投入/产出平衡; 2）不同种植体系下长期不同施肥措施对土壤重金属含量、 有效性影响的动态趋势; 3）典型种植体系和施肥措施下土壤对重金属的最高承载年限; 4）现有施肥措施下肥料中重金属的最高限量标准。     

长期施用化肥对作物产量和土壤性质的影响

１４年定位试验结果表明,在砂姜黑土、白散土和灰潮土上,以适量氮磷钾化肥配合施用,冬小麦、夏玉米、夏大豆、夏花生的增产效果最好,而单一施用一种化肥的肥效逐年降低。施肥提高了土壤有机质和氮磷钾养分的含量,而降低了ｐＨ值,土壤铜、锰、铁的有效性提高。土壤磷素积累,但降低了锌的有效性,故需隔年施用锌肥。     

长期单施有机肥和化肥对土壤养分和小麦产量的影响

【目的】等氮、磷、钾养分投入条件下,探索黄淮海小麦主产区化肥和有机肥施用对小麦的增产效果以及土壤养分的演变规律,为小麦科学施肥及土壤肥力的提升提供依据。【方法】本研究以8年长期定位试验为平台,在冬小麦—夏玉米的传统种植制度下,有机肥和化肥处理均分别设置5个施氮 (N) 量:0、120、240、360、600 kg/hm2,共9个处理。化肥处理的磷、钾用量等同各有机肥处理带入的量。于每年小麦收获期测定小麦产量和土壤养分含量。【结果】在土壤养分方面,土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均随有机肥用量的增加而增加,并且呈逐年增长的趋势。化肥在提高土壤有机质及全氮方面与施肥量无明显关系,年际间差异不明显,基本处于同一水平。增施化肥在开始几年能够缓慢提高土壤有效磷和速效钾的养分含量,之后保持稳定。在同一施氮水平下,有机肥处理土壤有机质、全氮、有效磷钾养分含量均显著高于化肥各处理。在作物增产方面,施氮240、360、600 kg/hm2的有机肥处理小麦产量均显著高于施氮120 kg/hm2的有机肥处理,但三个处理之间差异不显著;化肥各处理间均差异不显著。除施N 120 kg/hm2水平下,化肥处理产量显著高于有机肥处理外,其他相同氮水平下化肥处理与有机肥处理无显著差异。【结论】有机肥在培肥土壤方面,效果明显优于化肥,并且有机肥处理随施肥量的增加能够持续提高土壤养分库容量,而化肥对于土壤养分的提升效果不大,始终处于一个相对较为稳定的水平。有机肥和化肥施用均对小麦产量具有显著的提升效果。在N 120 kg/hm2的低氮条件下,化肥对小麦的增产效果优于有机肥,而在高于N 240 kg/hm2的养分条件下,有机肥与化肥增产效果基本一致。另外,当产量提高到一定水平后,增加施肥量无助于作物产量的提高。     

生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响

以湖南省华容县低产稻田为例,采用小区试验,分别用2.5 t·hm-2、7.5 t·hm-2、15.0 t·hm-2、22.5 t·hm-2生物有机肥替代50%的无机肥,研究不同用量生物有机肥对低产稻田土壤养分和水稻产量的影响。结果表明:用有机肥替代部分无机肥能有效提高土壤pH值、有机质、全氮、速效磷、速效钾和缓效钾含量;土壤各养分随着生物有机肥施用量的增加呈上升趋势;影响水稻产量的各指标均表现为先减后增的趋势;从综合效益来看,推荐施肥方式为有机肥15.0 t·hm-2+50%常规施肥。     

硅藻土有机肥对Cd-Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响

通过室内土壤培养试验研究硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤重金属形态和有效性的影响。结果表明,添加硅藻土有机肥可提高Cd、Zn复合污染土壤的pH值,降低土壤有效态Cd、Zn的含量。硅藻土有机肥对Cd、Zn复合污染土壤Cd、Zn形态有明显的影响,表现为明显降低土壤交换态、松结有机态Cd、Zn含量,提高紧结有机态和残渣态Cd、Zn含量。相关分析表明,土壤交换态、松结有机态Cd、Zn的含量与土壤有效态Cd、Zn的含量均呈极显著相关,氧化锰结合态Cd与土壤有效态Cd含量显著相关。硅藻土有机肥用量(土壤重量的5%和10%)对土壤有效态Cd、Zn和不同形态Cd、Zn含量无显著差异。     

滴灌施肥对设施番茄产量和氮素表观平衡的影响

针对设施蔬菜传统栽培管理模式中水肥过量使用,导致水资源浪费、硝态氮淋失污染地下水、病虫害增加等问题,以山东省寿光市一年两季设施番茄传统灌溉施肥模式为对照,通过测定番茄产量和土壤硝态氮累积量以及经济和环境效益分析,研究了滴灌施肥一体化栽培管理模式对设施番茄产量和氮素表观平衡的影响。结果表明,与传统水肥管理模式相比,滴灌施肥一体化模式显著提高了番茄产量,全年增产19.6%,净收益提高33%;氮肥和灌溉用水量分别减少了80%和36%。传统水肥管理模式090 cm土层NO3- -N平均残留量和表观氮素盈余分别高达N 107551和99961 kg /hm2,而滴灌施肥一体化模式则分别为N 57246和-4640 kg/hm2,大大降低了氮素淋洗和气态损失的潜在风险。     

微咸水灌溉对土壤盐分和作物产量影响研究

黄淮海平原部分地区分布着相当大面积矿化度在2～5g/L之间的浅层微咸水,有很大开发利用潜力。如何对其进行安全有效地开发利用是目前急需研究的重要课题。通过微区定位试验,研究了鲁西北低平原地区小麦玉米两熟制下微咸水灌溉对土壤盐分与作物产量的影响以及麦秸覆盖对微咸水灌溉土壤盐分的调控作用。结果表明,麦季利用3～5g/L矿化度的微咸水补充灌溉,两年后没有发生积盐现象,微咸水灌溉带入土体的盐分通过咸淡水轮灌和雨季自然淋洗,1m土体总盐量达到周年平衡。麦秸覆盖能够改善盐分在土体中的垂直分布,使土壤根系分布密集层保持较低盐分水平,缓解盐分对作物的危害,并有显著的增产效果。两年试验结果表明,与淡水灌溉比较,微咸水灌溉配合麦秸覆盖对作物年产量无显著差异,而不配以覆盖则导致减产。     

鸡粪和垃圾有机肥对苋菜生长及土壤重金属积累的影响

采用盆栽试验,在红壤和潮土中分别施入土壤重量5%、10%和15%的鸡粪或垃圾有机肥,研究其对苋菜（Amaranthustricoclor L.）生长、土壤化学性状及重金属含量的影响。结果表明,与对照相比,施入鸡粪或垃圾有机肥显著增加苋菜的鲜重、主根长和株高;土壤有机质、EC值、速效磷和速效钾含量均大幅增加,但土壤全氮含量无明显变化。与对照相比,潮土中施用两类有机肥使苋菜植株Cu和Zn含量分别增加26.3%~36.0%和1.2%~20.3%,但未超出国家食品卫生标准对Cu和Zn的允许含量;Cd、Cr和Pb含量都较对照降低,没有出现积累现象。红壤施用两类有机肥,苋菜植株中Zn、Cd和Pb分别下降42.7%~59.9%、0~48.9%和4.1%~71.3%,达到显著水平。有机肥的施入量为5%时,两类土壤中重金属都没有出现明显积累;当施入量为10%和15%时,两类土壤的Cu、Cd、Cr和Pb含量显著增加,出现明显积累趋势,其中除了施用鸡粪使土壤有效Cu含量下降外,两种有机肥均增加了两类土壤中重金属Zn、Cd、Cr和Pb的有效态含量。试验结果提示,从土壤培肥与环境质量安全综合考虑,有机肥的用量应控制在一个适宜范围内。     

等氮配施有机肥对喀斯特峰丛洼地农田作物产量与养分平衡的影响

基于自2006年在广西喀斯特峰丛洼地区开展的长期玉米/大豆套作定位施肥试验,选择2010—2014年监测数据,探讨等氮量投入条件下,不同比例有机肥替代无机氮肥对喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作系统作物产量及土壤养分的影响,为喀斯特峰丛洼地农田作物高效施肥及提高土壤肥力提供理论依据。试验选取4个处理:对照(不施肥,CK)、平衡施用化肥(NPK)、有机粪肥替代30%化肥氮(C7M3,按氮素计算,不足30%的PK用无机肥补充,肥料总量与NPK处理相同,有机粪肥为牛粪,下同)、有机粪肥替代60%化肥氮(C4M6,按氮素计算,不足60%的PK用无机肥补充),每个处理4次重复。于2010年、2012年、2014年大豆收获后采集土壤样品,测定土壤养分状况。结果表明:1)施肥处理土壤有机质、全氮、速效磷及速效钾含量均高于CK处理,其中C4M6处理有机质含量显著高于NPK处理(P0.05),全氮、速效磷和速效钾含量随着有机粪肥施用量的增加而增加。2)长期不同施肥处理玉米和大豆产量分别是不施肥处理的4.15~4.36倍、2.47~2.58倍。不同施肥处理的增产效果为C4M6NPKC7M3,但施肥处理间差异不显著(P0.05)。3)长期不施肥CK处理玉米产量随着试验年限推移呈下降趋势,降幅为5.45 g·m~(-2)·a~(-1),大豆产量却表现出增加趋势,增幅为1.50 g·m~(-2)·a~(-1)。长期施肥处理中,玉米和大豆产量总体呈增加趋势。4)施肥处理中,玉米季表现为钾素亏缺(NPK处理除外),大豆季表现为氮素亏缺。综合两季作物,只有C4M6钾素表现亏缺,亏缺量为7.9 kg·hm~(-2)。磷素在各施肥处理中盈余量较大,分别为81.2 kg·hm~(-2)(NPK)、83.4 kg·hm~(-2)(C7M3)和74.8 kg·hm~(-2)(C4M6)。综上,在喀斯特峰丛洼地玉米/大豆套作制度下,基于作物产量及土壤养分表观平衡特征提出有机粪肥可以代替部分化肥施用,在玉米季适当"减氮、稳磷和增钾",大豆季"稳氮、减磷和减钾"的施肥措施。     

高分子材料对土壤-作物氮磷分布及春小麦产量的影响

为揭示不同高分子材料对土壤-小麦氮磷的互作效应,在滴灌土壤中添加腐植酸、改性高分子和复合高分子3种材料,研究其对不同粒级土壤氮磷含量和储量的变化特征,以及对春小麦各器官氮磷积累及产量的影响。结果表明,高分子材料对不同粒级全氮含量影响较大。与对照（CK）相比,腐殖酸处理（H）显著增加了>20～40 cm土层中>2、>1～2、>0.25～1和≤0.053 mm粒级范围的全氮含量;改性高分子材料（P）和复合高分子材料（HP）处理分别显著提高了表层土壤（0～20 cm）中>2、>1～2和≤0.053 mm粒级范围和>2、>0.25～1和≤0.053 mm粒级范围的全氮含量。对不同粒级全磷含量的研究发现,H和P处理分别显著提高了表层土壤中>0.25～1和>2 mm粒级范围内的全磷含量,同时在>20～40 cm土层中,H和P处理均在>1～2、>0.053～0.25 mm粒级范围内的全磷含量与CK处理存在显著差异。进一步对不同粒级氮磷储量的研究表明,H处理主要增加了>0.25～1 mm粒级范围内的氮磷储量;P处理有利于提高>1～2、>0.25～1、>0.053～0.25和≤0.053 mm粒级范围内的全磷储量。高分子材料尽管不利于春小麦茎的氮磷积累量及干物质量的增加,却提高了其它器官氮磷积累量及干物质量,特别是在成熟期的籽粒中这种增加幅度更大。其中H和P处理中籽粒的氮磷积累量较CK分别增加了25.6%、24.9%和40.9%、26.7%（P<0.05）,同时籽粒产量提高了19.7%和12.6%（P<0.05）。冗余分析表明,>1～2和>0.25～1 mm粒级范围内的氮磷储量是春小麦增产的主要驱动因子之一。该研究结果明确了高分子材料对土壤氮磷养分的作用机制,为当地的应用和推广提供更为深入的理论基础。