长沙市郊不同种植年限菜地土壤磷状况及淋失风险分析

目的提出长沙市郊蔬菜土壤磷淋失临界值,对不同种植年限对土壤淋失风险的影响进行评价。方法选择长沙市郊3种不同种植年限蔬菜土壤为研究对象,采用化学测试方法分析菜地土壤有效磷含量与磷素淋失风险之间的关系。结果Olsen-P与CaCl2-P和土壤溶液中磷浓度之间存在极显著的正相关,并且随着Olsen-P浓度的增加,CaCl2-P和土壤溶液中磷也随之增加并存在一个明显的突变点。通过分析Olsen-P含量与CaCl2-P含量和土壤溶液中磷含量之间的关系,确定80mg·kg-1为长沙市郊菜地土壤磷淋失的临界值。利用GIS和指示克立格法得到长沙市郊蔬菜土壤超过临界值的磷淋失概率并划分为4个淋失风险等级,结果表明,超过30年的老蔬菜基地(陈家渡)和15年左右种植年限的蔬菜基地(黄兴镇)均存在高强度磷淋失风险,磷淋失风险系数分别为3和2.93。1-2年新开辟蔬菜基地(宁乡)磷淋失风险最低,淋失风险系数为0.06,基本不存在磷淋失的风险。结论长沙市郊菜地土壤磷淋失风险严重,种植年限越长,淋失风险越大。     

吉林省春玉米种植区土壤磷库特征及磷素淋失风险评价

【目的】探明春玉米主产区主要土壤类型的磷库特征,合理评估该区域土壤磷素淋失风险,为减少磷投入、实现土壤磷养分的高效利用及减小养分流失所导致的环境风险提供参考。【方法】于2018年在吉林省春玉米种植区,采集4种主要土壤类型(黑土、黑钙土、白浆土、暗棕壤)表层土(0～20 cm),测定全磷、速效磷(Olsen-P)和水溶性磷(CaCl_2-P)含量,分析土壤CaCl_2-P与Olsen-P含量的关系,确定4种土壤类型磷素淋失的临界值。【结果】黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤全磷含量平均值依次为0.48,0.51,0.55和0.79 g/kg,Olsen-P含量平均值依次为73.34,35.85,39.52和37.02 mg/kg。与第二次土壤普查结果相比,4种土壤类型的全磷含量均有所增加。根据《中国土壤》中土壤Olsen-P含量分级标准,可知大部分土壤的Olsen-P含量都处于极好水平(40 mg/kg)。土壤CaCl_2-P和Olsen-P含量之间的关系符合双直线模型。黑土、黑钙土、白浆土和暗棕壤磷素淋失"突变点"所对应的Olsen-P含量分别为78.82,47.37,48.61和54.00 mg/kg,CaCl_2-P含量为0.94,0.54,0.53和0.75 mg/kg。【结论】随着耕种时间的延长,春玉米种植区土壤全磷含量不断增加,其中Olsen-P含量增加更为明显。当土壤Olsen-P含量大于磷素淋失临界值时,41.4%的黑土、33.3%的黑钙土、30.4%的白浆土和22.7%的暗棕壤均存在磷素淋失风险。     

秦岭北麓两种土地利用下土壤磷素淋溶风险预测

鉴于猕猴桃、小麦-玉米轮作两种土地利用的施肥差异和磷素的环境风险,研究秦岭北麓两种利用方式下塿土磷素的淋溶风险与差异。测定两种利用耕层(0~20 cm)和剖面(0~100 cm)土壤Olsen-P、CaCl2-P含量,用耕层土壤Olsen-P、CaCl2-P作图预测磷素淋溶"突变点",分析两种利用方式土壤剖面CaCl2-P与Olsen-P含量的变化趋势和CaCl2-P的变化特征。得出猕猴桃园土壤磷素肥力较好,42.63%的果园土壤Olsen-P含量充足,达到丰产优质需求(60.90~79.60 mg·kg-1),96.43%的农田土壤Olsen-P含量低于大田作物高产适宜含量(20 mg·kg-1),平均值处于四级肥力水平。猕猴桃园磷素淋溶"突变点"对应的Olsen-P含量为40.11 mg·kg-1,有62.79%的果园土壤会发生磷素淋溶,淋溶风险较大;农田土壤磷素累积少,没有明显的淋溶"突变点",但多年的耕作使其也有微弱的淋溶发生。两种利用下土壤磷素的淋溶深度为40 cm,需要采取一些措施解决优质丰产与磷素环境风险的矛盾。     

洋河流域典型旱坡地土壤磷素淋失风险研究

为深入研究土壤磷素含量与水体富营养化发生的关系,以秦皇岛洋河流域典型旱坡地为研究对象,采用网格法(5 m×5m)采集表层(0～30 cm)土壤样品31个,进行相关分析.结果表明,土壤有效磷、易解吸磷与地表径流中磷酸根态磷之间存在显著的相关性,一定程度上可用Olsen-P作为评价旱坡地土壤磷素淋失风险的指标;同时得出土壤Olsen-P含量为9.40 mg·kg-1为洋河流域土壤磷素淋失的临界值,土壤Olsen-P含量为42.73 mg·kg-1时,是土壤磷素淋失引起下游水体发生富营养化的临界值,并以此初步对洋河流域旱坡地进行了土壤磷素淋失风险评估.     

磷肥施用对蔬菜地土壤磷素淋失潜力的影响

通过室外土柱模拟淋洗试验研究表明,随着施磷量的增加,蔬菜地土壤全磷、无机磷含量提高,磷肥施用不仅造成表层土壤磷素含量积累,还会造成底层土壤磷素积累。与单施无机磷肥相比较,有机无机磷肥配施不仅显著提高表层土壤有机磷含量,而且增加底层土壤中有机磷的含量,促进磷的向下迁移。随着施磷量的增加,各土层土壤Olsen-P、CaCl2-P含量均逐渐增大,说明施用磷肥增加了土壤中磷素淋失的潜力。与单施无机磷肥相比较,有机无机磷肥配施造成底层土壤中Olsen-P、CaCl2-P含量的增加,提高了土壤中磷素淋失的潜力。     

杭州市郊典型菜园土壤磷素状况及磷素淋失风险研究

    采用化学测试方法研究杭州市郊25个典型菜园土壤的磷素状况以及农学和环境磷素测试值间的相互关系,以建立磷素淋失的评价指标结果表明,菜园土壤全磷(TP)和土壤测试磷如水溶性磷(CaCl2-P)、速效磷(Olsen-P)、Mehlich Ⅲ提取的磷(PM3)均存在较大的变幅,分别为07～29 gkg-1、048～1964 mgkg-1、1065～15160 mgkg-1和5053～90495 mgkg-1,72%的土壤超过菜园土磷素丰缺的有效磷临界值(Olsen-P＝60 mg·kg-1)草酸浸提的土壤磷饱和度(DPSox)和Mehlich Ⅲ浸提的土壤磷饱和度(DPSM3)分别在691%～4915%和582%～5256%之间,与TP、Olsen-P、PM3之间存在极显著的正相关,DPSox与DPSM3间存在极显著正相关通过分段线性模型分析水溶性磷与Olsen-P、DPSox和DPSm3的关系,均存在一个明显的突变点(土壤磷素淋失的临界值),该值分别为Olsen-P＝7619 mg·kg-1,DPSox＝26%,DPSM3＝22%,供试土壤中超过上述Olsen-P或者DPS临界值的占60%以上,存在磷素淋溶的风险土壤磷素淋失的Olsen-P临界值高于农学磷素丰缺的临界值,因此,合理施用磷肥和有机肥使土壤磷水平低于上述磷素淋失临界值,不仅可以满足作物的磷素营养需要,而且可以避免磷淋溶进入水体     

县域农田土壤磷素积累及淋失风险分析——以北京市平谷区为例

作物的磷素需求和投入的差异导致土壤磷素积累对环境的影响不同。通过分析京郊平谷区果树、蔬菜和粮食作物的磷素投入数量和农田土壤有效磷含量,比较研究不同作物体系中土壤磷素积累对环境的影响。结果表明,粮田、菜地和果园平均年际磷投入量分别为76、575kgP2O5·hm-2和693kgP2O5·hm-2,其中菜地和果园的磷素投入以有机肥为主,年际磷盈余分别达到498kgP2O5·hm-2和468kgP2O5·hm-2,远大于粮田的磷素盈余(38kgP2O5·hm-2)。这种状况造成粮田、菜地和果园土壤Olsen-P含量差异很大,分别为18.4(n=260)、44.3(n=108)mg·kg-1和40.4mg·kg-1(n=548)。分析钙质土壤Olsen-P与CaCl2浸提P的相关性发现,钙质土壤存在着Olsen-P与CaCl2-P突变拐点即磷的淋溶拐点,在拐点之后土壤CaCl2-P随土壤Olsen-P的增加而显著增加,且土壤磷淋溶拐点明显受土壤类型及质地的影响。按质地分类,砂壤、轻壤和重壤拐点分别是23.1、40.1mg·kg-1和51.5mg·kg-1,土壤质地由轻至重拐点Olsen-P值随之逐渐增加。根据质地模拟...     

施用粪肥和沼液对设施菜田土壤磷素累积与迁移的影响

针对有机蔬菜生产普遍施用粪肥和沼液的现状,利用多年田间定位试验,研究基施不同数量粪肥(CM1:30 t·hm-2;CM2:60t·hm-2;CM3:90 t·hm-2)和追施相同量沼液对有机设施蔬菜产量、土壤磷素累积及其移动性的影响。结果表明,2011—2014年不施粪肥单施沼液处理中(CK:0 t·hm-2粪肥)累积磷素盈余量为290 kg P·hm-2,0~30 cm土层土壤中Olsen-P和磷饱和度(DPS)均超过了磷素淋失的环境阈值。粪肥配施沼液处理显著增加了磷素盈余和磷素在土壤中的累积,试验期间2011—2014年累积磷素盈余量为不施粪肥单施沼液处理的6~22倍。随着粪肥施用量的增加,土壤全磷、Olsen-P、Ca Cl2-P、Mehlich3-P和DPS均迅速增加,当粪肥用量达到60 t·hm-2时,显著增加了0~60 cm土层土壤全磷、Olsen-P、Ca Cl2-P、Mehlich3-P含量和DPS,大量粪肥施用并配施沼液处理使表层土壤DPS接近或达到100%。有机蔬菜生产中盲目大量施用粪肥和沼液,显著增加了土壤磷素累积和淋失风险,4年连续每茬90 t·hm-2粪肥施用并配施沼液处理导致磷素在土壤剖面的迁移到达90 cm土层。与不施粪肥单施沼液处理相比,粪肥配施沼液显著提高了作物产量,但是较多量粪肥投入并没有继续增加作物产量,而显著增加了磷素淋失风险。因此,在有机蔬菜生产中推荐施用不超过30 t·hm-2粪肥并配施沼液模式。     

种植年限对设施菜田土壤剖面磷素累积特征的影响

以山东寿光集约化设施菜田为研究对象,分析了不同种植年限设施菜田土壤磷素投入和土壤磷素累积的差异,比较不同种植年限土壤剖面中无机磷、有机磷、Olsen-P和CaCl2-P含量的变化特征。结果表明:磷素过量积累是设施菜田的显著特征,主要由于有机肥以粪肥投入为主,复合肥中P素比例偏高,收获作物带走量仅占磷素投入的7.2%;随着种植年限增加,P素累积现象明显,过量的磷素盈余导致了土壤剖面中不同形态磷含量的上升,其中以无机磷尤其明显;用来表征土壤有效磷指标的Olsen-P与CaCl2-P有显著的相关性,研究区域中当土壤(Olsen-P)达到80.7mg·kg-1时,土壤CaCl2-P开始显著升高,增大了设施菜田磷素淋溶风险。     

水稻土磷环境敏感临界值的研究

采用室内测试方法研究了3组质地(粘土、重壤土和轻壤土)水稻土水溶性磷(0.01mol·L-1CaCl2-P)与土壤测试磷(Olsen-P和Bray1-P)及土壤磷饱和度的关系。结果表明,水稻土因淹水耕作,其磷释放潜力明显高于旱地土壤,水溶性磷随土壤测试磷的增加而增加。土壤测试磷及磷的饱和度与土壤水溶性磷的关系存在转折点,当土壤磷超过转折点时,土壤水溶性磷和磷的释放潜力明显增加。在好气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P50～75mg·kg-1、Bray1-P90～140mg·kg-1和磷饱和度21%～23%之间;在厌气条件下,供试水稻土磷环境敏感临界值(转折点)在Olsen-P35～45mg·kg-1、Bray1-P75～115mg·kg-1和磷饱和度16%～18%之间,超过临界值土壤磷素可对环境产生非常明显的负影响,不应再施用磷肥和粪肥。     

Phosphorus Status and Risk of Phosphate Leaching Loss From Vegetable Soils of Different Planting Years in Suburbs of Changsha,China

The aim of the study was to develop an index to assess the environmental risk of P loss potential in vegetable soils with chronic difference of plantation in the suburbs of Changsha, Hunan Province, China. Chemical methodology was used to study soil phosphorus status and the relationships between available P in soil and potential soil leaching P. The results showed that there was a significant linear relationship between Olsen P and CaC12-P or P concentration in soil solution. Olsen P increased sharply when either CaCI2-P or P concentration in soil solution reached a certain level. It was confirmed that 80 mg kg-t of Olsen P was the critical value of soil P leaching in the vegetable soils. P leaching probability over the critical was assessed by GIS and indicator Kriging and four secondary risks of phosphorus leaching loss were defined. In the area with vegetable cropping for over 30 yr （Chenjiadu） and 10-15 planting years （Huangxingzhen）, the indices of phosphorus leaching loss risk were 3 and 2.93, respectively. These two areas belonged to strong secondary of risk of phosphate leaching loss. In the new vegetable planting field less than 2 yr （Ningxiang）, the index was 0.06, which had almost no risk of phosphorus leaching. In vegetable soils in the suburban region of Changsha, the phosphorus leaching peotential is high and the phosphorus leaching loss is related to chronic length of vegetable cropping.     

Phosphorus Status and Risk of Phosphate Leaching Loss From Vegetable Soils of Different Planting Years in Suburbs of Changsha,China

The aim of the study was to develop an index to assess the environmental risk of P loss potential in vegetable soils with chronic difference of plantation in the suburbs of Changsha, Hunan Province, China. Chemical methodology was used to study soil phosphorus status and the relationships between available P in soil and potential soil leaching P. The results showed that there was a significant linear relationship between Olsen P and CaCl2-P or P concentration in soil solution. Olsen P increased sharply when either CaCl2-P or P concentration in soil solution reached a certain level. It was confirmed that 80 mg kg-1 of Olsen P was the critical value of soil P leaching in the vegetable soils. P leaching probability over the critical was assessed by GIS and indicator Kriging and four secondary risks of phosphorus leaching loss were defined. In the area with vegetable cropping for over 30 yr (Chenjiadu) and 10-15 planting years (Huangxingzhen), the indices of phosphorus leaching loss risk were 3 and 2.93, respectively. These two areas belonged to strong secondary of risk of phosphate leaching loss. In the new vegetable planting field less than 2 yr (Ningxiang), the index was 0.06, which had almost no risk of phosphorus leaching. In vegetable soils in the suburban region of Changsha, the phosphorus leaching peotential is high and the phosphorus leaching loss is related to chronic length of vegetable cropping.     

Does Biochar Addition Influence the Change Points of Soil Phosphorus Leaching?

Phosphorus change point indicating the threshold related to P leaching, largely depends on soil properties. Increasing data have shown that biochar addition can improve soil retention capacity of ions. However, we have known little about weather biochar amendment influence the change point of P leaching. In this study, two soils added with 0, 5, 10, 20, and 50 g biochar kg-1 were incubated at 25°C for 14 d following adjusting the soil moisture to 50% water-holding capacity (WHC). The soils with different available P values were then obtained by adding a series of KH2PO4 solution (ranging from 0 to 600 mg P kg-1 soil), and subjecting to three cycles of drying and rewetting. The results showed that biochar addition significantly lifted the P change points in the tested soils, together with changes in soil pH, organic C, Olen-P and CaCl2-P but little on exchangeable Ca and Mg, oxalate-extractable Fe and Al. The Olsen-P at the change points ranged from 48.65 to 185.07 mg kg-1 in the alluvial soil and 71.25 to 98.65 mg kg-1 in the red soil, corresponding to CaCl2-P of 0.31-6.49 and 0.18-0.45 mg L-1, respectively. The change points of the alluvial soil were readily changed by adding biochar compared with that of the red soil. The enhancement of change points was likely to be explained as the improvement of phosphate retention ability in the biochar-added soils.     

不同磷效率小麦对磷的吸收及根际土壤磷组分特征差异

【目的】研究不同磷效率小麦根际土壤磷组分特征及磷高效小麦对土壤中不同形态磷素的活化利用特征,以探明磷高效小麦高效吸收利用磷素机理。【方法】在土培盆栽条件下,以小麦磷高效品种CD1158-7、省A3宜03-4和低效品种渝02321为材料,研究每kg土中施磷0、10、20和30 mg（表示为0、10、20、30 mg•kg-1）条件下其生物量、磷素积累量、根际与非根际土壤水溶性磷、无机磷组分、有机磷组分的浓度差异。【结果】不同磷效率小麦生物量、磷素积累量随着施磷量增加均有不同程度的增加,且高效品种显著高于低效品种。不同施磷处理,根际土壤水溶性磷浓度均低于非根际土壤。在低磷处理（不施磷、施磷10、20 mg•kg-1）条件下,高效品种根际土壤水溶性磷出现了亏缺,而施磷量较高（施磷30 mg•kg-1）时,其根际土壤水溶性磷则出现了富集。根际与非根际土壤无机磷组分浓度为Ca10-P＞O-P、Fe-P＞Al-P＞Ca8-P＞Ca2-P,且Ca10-P浓度占无机磷总量的50%以上。不施磷、施磷10 mg•kg-1,高效品种根际土壤中Ca2-P浓度是低效品种的1.22和1.23倍、1.31和1.59倍。低效品种根际土壤Al-P浓度在不施磷处理下是高效品种1.13和1.23倍。施磷量减少,不同磷效率小麦根际土壤均表现出O-P、Fe-P的减少。根际与非根际土壤4种有机磷组分中,以中活性有机磷浓度最高,其次为中稳性有机磷和高稳性有机磷,而活性有机磷的浓度最低。不施磷和施磷10 mg•kg-1处理,低效品种渝02321根际土壤活性有机磷浓度是高效品种CD1158-7和省A3宜03-4的2.00与1.76倍、1.68与1.63倍。【结论】磷高效小麦具有较强的磷素积累、物质生产和水溶性磷吸收能力。低磷胁迫下,磷高效品种活化吸收Al-P、Ca-P、活性有机磷能力强于低效品种。     

不同形态磷在砂土中的移动性研究(英文)

预测土壤中磷的长期淋洗性需要了解土壤特性和不同形态磷的行为.本研究用模拟试验评估了不同磷负荷砂质土壤中不同形态磷的移动性.分别从浙江省衢州市和温州市采集具不同磷含量的蔬菜地土壤,每一地点分别采集2个深度的土壤(0～10 cm和10～30 cm),表层土壤(0～10 cm)通过添加不同量的磷酸盐、CaCO和无定形氧化铁,形成研究需要的不同磷含量和不同磷形态的系列土壤样品;淋洗柱长30 cm,由10 cm经培养处理的表层(0～10 cm)土壤和未经培养处理的亚表层土壤(10～30cm)构成,每一淋洗土柱连续经历12个循环的0.002 mol?L-1CaCl2溶液淋洗,收集的淋洗液用于分析钼酸反应总磷(TRP)、可溶态钼酸反应磷(DRP)和颗粒态钼酸反应磷(RPP);试验结束后鉴定土壤中水溶态磷、MehlichⅢ-P和磷的化学形态变化.结果表明:添加无定形氧化铁和碳酸钙可显著改变砂土中磷的形态,降低土壤磷的有效性;无定形态氧化铁在降低土壤磷有效性方面的作用大于碳酸钙;淋洗液中磷的形态主要为DRP,颗粒态磷占总磷的比例为1.2%～39.8%;TRP和DRP的损失与培养处理后表土中磷含量存在显著的相关.相关分析和淋洗试验后土壤中磷形态变化结果都表明:表土柱中淋移的磷主要来源于水溶性磷(H2O-P)和NaHCO3-P,与NaOH-P、HCl-P和残余磷的相关不明显;从表土淋失的磷有27.1%～54.2%被淋出土体,其余下移至10～30 cm土层中.研究结果还表明,添加无定形氧化铁可增加土柱中颗粒态磷的迁移.     

长期不同施肥土壤中磷淋溶“阈值”研究

对长期 (2 4年 )不同施肥土壤中磷淋溶趋势的研究结果表明 :土壤耕层 Ca Cl2 - P和 Water- P的含量远比 Olsen- P要小得多 ,可以淋溶的磷素含量普遍较低 ;长期施用厩肥和化肥加秸秆并休闲的土壤更易发生磷素淋溶 ;Ca Cl2 - P和 Water- P之间以及 Water- P和 Olsen- P之间的相关系数均达到极显著水平 ;土壤耕层中 Olsen- P含量达 2 3mg/ kg,是该土壤发生磷素淋溶的“阈值”。     

临安山核桃林地土壤磷素状况及其淋失风险分析

以天目山地区临安市岛石镇下塔村和湍口镇湍口村发育于石灰岩的山核桃林地土壤为研究对象,采集林地表层（0～20 cm）土壤样品,用于评估长期施肥对山核桃林地土壤磷素状况的影响及其潜在的淋失风险。土壤分析表明：土壤Olsen\|P存在较大的空间变异,含量低的近于0 mg·kg-1,而最高的含量达 893 mg·kg-1。土壤CaCl2\|P与Olsen\|P相关分析显示,岛石镇和湍口镇土壤Olsen\|P的临界值分别为193和293 mg·kg-1。据此,岛石和湍口两地土壤发生磷淋失的林地分别占调查林地的30%和45%。表明研究区已经有相当数量的山核桃林地因土壤磷素积累而存在淋失风险,需要引起重视。