我国农田磷养分平衡研究进展

从农田养分平衡的角度出发,通过磷平衡的计算方法、我国农田磷平衡的时空变异特征、不同作物农田磷平衡状况、磷平衡对土壤磷含量的影响等4个方面,综述了近年来我国农田磷平衡研究的主要进展。研究表明,我国农田磷平衡表现为整体盈余,且目前盈余程度仍在加剧;但不同区域间变异较大,部分农田磷亏缺,不同区域及不同作物间磷平衡呈现"两极化"发展趋势。不同研究者对于我国农田磷平衡的总盈余量、单位面积盈余量以及空间变异特征所得结果差异较大,不宜直接对比;而对时间变异、不同作物种植类型农田磷平衡以及土壤磷累积规律等方面的研究结果基本一致。为保持土壤磷养分库的稳定与提升,基于我国磷平衡研究现状,探讨了我国未来在磷平衡评价指标、改善磷平衡技术措施方面的几个研究方向,并提出政策措施引导、客观舆论宣传等建议。     

西欧发达国家提高化肥利用率的途径

西欧发达国家自１９８０年以来化肥用量不断下降,与此同期粮食总产和单产分别增加了５７和８０％,化肥用量下降而产量提高的原因之一是自５０年代以来化肥的持续施用使土壤肥力和土壤氮、磷、钾有效养分含量提高,而８０年代末期以来西欧发达国家推行的一系列生态农业政策则促进了氮肥利用率的提高和氮肥用量的下降。这些政策的主要目的是通过提高农业资源利用率和科技水平,促进高产水平下物质投入在生产系统内部的良性循环,减缓     

施肥对设施番茄-黄瓜养分利用与土壤氮素淋失的影响

以宁夏引黄灌区设施番茄-黄瓜为研究对象,利用田间定位试验,研究了不同施肥措施对蔬菜产量、养分吸收利用及淋溶水产生和氮素淋失动态的影响,并对氮素淋失量及淋失率进行了分析。结果表明,常规施肥和优化施肥间番茄和黄瓜果实产量差异都不显著,养分吸收量顺序为:K＞N＞P。两季蔬菜的N、P肥利用率都不到7%,而K肥利用率最高仅12.3%。氮素淋失量与施肥灌水和蔬菜生育时期密切相关。同一施肥处理下,黄瓜季氮素淋失量高于番茄季;氮素淋失以硝态氮为主,占总氮比例70%以上。番茄季总氮、硝态氮淋失率分别为2.95%～6.65%和2.50%～5.56%;黄瓜分别为3.40%～6.96%和2.89%～5.70%。两季蔬菜铵态氮淋失率都低于1%。通过优化化肥用量和施用高C/N比有机肥或秸秆调节土壤C/N,有利于降低氮素的淋失量,从而减少氮素的损失。     

长江三角洲地区不同种植年限保护菜地土壤质量初探

保护地蔬菜栽培中氮肥的大量施用引起土壤氮素累积现象非常严重[1-3 ],并出现盐分累积和次生盐渍化的发生[4-5 ];而且保护地蔬菜栽培多年后还造成土壤pH降低,施肥量越大,pH降低幅度越大[6].伴随着土壤理化性状变化,保护地土壤微生物区系也发生了明显的变化,细菌数量显著下降,真菌数量增加,微生物活性降低[7-8].     

中国农业面源污染形势估计及控制对策Ⅰ.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计

20世纪70年代以来,中国重要的湖泊和河流水域如五大湖泊、三峡库区、滇池、白洋淀、南四湖、异龙湖等氮、磷富营养化问题急剧恶化.研究结果表明,在中国水体污染严重的流域,农田、农村畜禽养殖和城乡结合部的生活排污是造成水体氮、磷富营养化的主要原因,其贡献率大大超过来自城市生活污水的点源污染和工业的点源污染.20世纪80年代初以来,在各重要流域菜果花(蔬菜、水果、花卉)播种面积增加了4.4倍.菜果花种植为新型产业,农民并未掌握合理的施肥技术.由于种植效益高,菜农为了追求效益,超高量使用氮、磷肥料,单季作物化肥纯养分用量平均为569～2000 kg·ha-1,为普通大田作物的数倍甚至数十倍,成为水体富营养化的主要潜在威胁之一.与此同时,农村养殖产业带的发展,使得一些地方畜禽养殖产生的氮、磷数量剧增,最大已达到1721 kgN·ha-1和639 kgP2O5·ha-1,大大超过了农田可承载的安全负荷,成为各大水域的重要污染源.而城乡结合部地带缺少排污管网等基础设施,加上这一地带城区快速扩张,使之成为城区面源污染的主要来源.分析结果还显示,尽管中国农业面源污染的程度已十分严重,然而,各主要驱动因素仍然有增无减,进入21世纪初,中国农业面源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧,农业和农村发展引起的水污染将成为中国可持续发展的最大挑战之一.     

人工湿地对保护水环境的影响

本文系统地介绍了国际上关于湿地的定义,我国湿地的变化及其在水环境污染防治的作用,分析了目前我国在对人工湿地的认识和利用上的几个误区。提出正确认识人工湿地在水环境上的作用,特别指出需要保护稻田,重视其作为人工湿地的作用。     

农村土地利用方式对嘉兴土壤氮磷含量及其垂直分布的影响

为了探讨农村不同土地利用方式对土壤氮磷含量的影响,采用现场采样及室内分析测试方法,对嘉兴市水稻田、菜地、果园、畜禽养殖、农村庭院5种土地利用方式下的土壤氮、磷及其垂直分布进行了比较研究,结果表明:(1)不同农村土地利用方式土壤中TN、TP、Olsen P含量均呈自上层向下层逐渐降低的趋势.(2)在不同土地利用方式下,0～40 cm土层土壤TN含量差异显著,而40～80 cm土层土壤TN含量差异不大.(3)在不同土地利用方式下,0～80 cm各土层土壤TP、Olsen P含量的差异均显著.在0～80 cm土壤剖面中,养殖场、庭院、果园、菜地土壤TP平均含量分别为水田土壤的4.0、2.1、1.9、1.8倍;土壤Olsen P平均含量分别为水田土壤的35.5、10.6、10.0、4.4倍.     

中国土壤调查结果的地统计特征

【目的】我国于1979—1987年进行了第二次土壤普查（以下简称“二普”）,2005—2017年进行了农田耕层土壤养分调查。两次调查均为地面采样量大的全国性调查。两次调查生成数据是我国目前最精细的土壤资源与质量时空数据。通过地统计检验方法,探讨我国在这两次调查中所获土壤质量数据的地统计检验特征,为这些数据用于表征土壤资源与质量时空分布状况,及其在其他行业和研究领域的应用提供参考。【方法】检验方法是在我国东、南、西、北、中不同地域选取7个代表性类型区,提取7片区在两次调查中获得的土壤剖面点和耕层采样点0—20 cm土层的土壤有机质含量。选择土壤有机质含量作为检验指标的原因之一是有机质含量是最重要土壤质量性状之一,其二该要素可量化表达。剖面点数据源于二普对典型土壤类型的剖面采样,采样特征为优先选取典型土壤类型,全国完成了10万个0—100 cm剖面分层采样、化验。经数据整合和多要素匹配,有6万个剖面点获得坐标。耕层采样点数据源于2005—2017年农田耕层养分调查,采样为网格化均衡分布的大样本量,全国完成了1 000万个有GPS定位坐标的耕层样本。每片区含土壤剖面点500—1 300个,耕层采样点50 000—250 000个。用普通克里格插值方法进行地统计分析和检验。对每片区剖面点和耕层采样点数据分别随机选取80%数据作为训练样本集建模,20%作为验证样本集。将验证样本预测值与实测值进行线性回归,计算R ²（决定系数）和RMSE（均方根误差）,以此评价两组数据表达土壤要素空间分布特征的可靠性和误差。【结果】剖面数据的地统计检验显示,7片区二普剖面点数据表达的有机质含量分布状况可靠性均达极显著水平,但校验集预测值与实测值相关性较差,R ²值较低,为0.223—0.380,RMSE较高。2005—2017年耕层采样点数据地统计检验显示,通过网格化均衡分布和大样本量的地面采样,耕层采样点所获有机质含量分布图的可靠性和预测精度优于剖面点数据,R ²提高,RMSE下降。两组数据地统计结果还显示：尽管相隔30年,两时段调查展现的土壤有机质含量有一定变化,但两组数据反映的各片区土壤有机质含量空间分布总体规律相似。【结论】当土壤调查为网格化均衡分布的大样本量采样时,就表征土壤要素空间分布特征而言,其可靠性和精度较好;二普生成大比例尺土壤专题图数据（土壤图,有机质含量图,pH图,土壤氮、磷、钾养分含量图）和2005—2017年农田耕层养分调查数据均源于网格化均衡分布的大样本量地面调查,可靠性和精度优于二普剖面点数据。但剖面点含数据类别多,具有点坐标,也有可靠的土壤专题图表达,对了解多类别土壤要素空间分布特征极具价值。二普与农田耕层点养分调查间隔约30年,两时段数据有利于了解土壤质量时空演变。本研究还显示,获取精细土壤质量数据需要进行大样本量地面调查和采样,对于表征土壤类型、土体构造等稳定性要素而言,若地面采样量较小,将难以获得可靠性和精度优于二普的数据。从实际需求和我国已有工作基础考虑,今后土壤调查重点可考虑以土壤功能调查或缺区补漏调查为主。     

不同轮作模式农田磷养分表观平衡及其对土壤Olsen-P含量的影响

通过连续3年监测上海郊区43块定位农田研究,比较了50种作物以及5种不同轮作模式农田的磷养分表观盈余状况及其对土壤Olsen-P含量的影响。结果表明:(1)不同作物农田的磷养分盈余趋势为水生蔬菜类果树类旱作蔬菜≥草皮大田作物;不同轮作模式农田磷养分盈余趋势为菜菜轮作果树单作菜作轮作草皮单作作物轮作;(2)不同作物及轮作农田收获后土壤Olsen-P含量随土壤深度的增加而逐渐降低,磷养分盈余量多的农田土壤Olsen-P含量也高;(3)不同作物以及轮作农田磷养分盈余与收获时土壤表层(0~30cm)的Olsen-P含量呈显著正相关。     

滇池流域保护地西芹施肥研究

滇池流域保护地西芹氮磷钾不同配比试验研究表明与农民习惯施肥量相比,在氮磷化肥减量38.4%～87.4%不会导致西芹减产.适宜的氮磷钾比例和用量能降低西芹食用部分硝酸盐含量,提高西芹产品品质,减少土壤中硝酸盐残留260.2～416.4 mg/kg,从而减少因硝酸盐流失导致的滇池水体污染风险,土壤硝酸盐在生长中后期达到最高值.减少氮磷用量65%,能提高氮肥利用率8%,提高磷肥利用率4%.