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。     

山东省设施蔬菜施肥量演变及土壤养分变化规律

山东省是中国蔬菜的主要产区,常年蔬菜种植面积占全国的10%以上,设施蔬菜的面积占全国的近50%。1994~1997年山东设施蔬菜年平均施肥量达到N1351kghm-2、P2O51701kghm-2和K2O539.6kghm-2,在这段时间内施肥量逐年增加,2004年的施肥量与1997年相比氮肥和磷肥的用量有所减少,钾肥的用量有所增加,有机养分占总养分的比例明显增加。设施蔬菜土壤养分表观平衡为氮磷钾均盈余,且盈余量较大。设施蔬菜在大量施肥的情况下,肥料的利用率较低,1997年寿光设施蔬菜氮肥的表观利用率为21.33%,磷肥的表观利用率只有2.82%,钾肥的利用率较高达到61.34%。大棚蔬菜土壤pH值与露地相比有降低的趋势,土壤有机质含量高于露地土壤。山东省不同地区大棚土壤中碱解氮含量差异较大,以地处鲁西的德州最低,寿光的最高,平均达到205.4mgkg-1。不同地区大棚土壤中有效磷含量差异很大,寿光设施蔬菜土壤中有效磷含量最高,平均为225.2mgkg-1,土壤有效磷具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤有效磷含量之间存在极显著的正相关性(r=0.550**,n=35)。土壤母质类型对土壤速效钾具有一定的影响,寿光设施蔬菜土壤中速效钾含量最高,平均为369.7mgkg-1。土壤速效钾也具有明显的积累效应,设施种植时间与土壤速效钾含量之间具有极显著的正相关性(r=0.502**,n=35)。设施表层土壤中水溶性钙的含量平均为337.9mgkg-1,土壤水溶性镁的含量平均为67.8mgkg-1,明显高于露地土壤。设施蔬菜土壤中微量元素含量均高于露地土壤。     

基于减少土壤硝态氮淋失的作物搭配种植模式研究进展

农业生产中为获得较高作物产量而投入大量的化学肥料,同时不合理的田间管理措施使硝态氮在土壤中大量累积,增加了淋溶风险。不同作物搭配生长及种植模式在协同提高作物产量、充分利用光热资源、提高集约化生产能力方面是一种有效的栽培措施,同时在高效利用土壤养分、改善生态环境、降低硝态氮污染方面具有很大潜力。本文从不同类型作物搭配生长及不同种植模式(设施蔬菜与填闲作物、粮食作物与经济作物、粮食作物与粮食作物、粮食作物与露地蔬菜、蔬菜与蔬菜)方面综述了高效利用土壤氮素、降低土壤硝态氮累积与淋失的效果,并根据不同类型作物特点进行了机理上的解释。文末以搭配作物根系为突破点对作物种植模式进行了研究展望。     

不同施氮模式对日光温室番茄产量、品质及土壤肥力的影响

在日光温室栽培条件下,研究了不同施氮模式对番茄产量、品质及土壤肥力的影响。结果表明,与当地习惯施肥模式（N1）相比,分别减施化肥氮26%（N2）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N（N3）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4）、减施化肥氮45% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N5）的集成模式对产量和品质无显著影响; 减氮模式下植物吸收的总氮量、氮素利用率和氮肥农学效率均高于习惯施肥模式,其中N5模式的氮素利用率和氮肥农学效率显著高于N1模式（P<0.05）,说明减少化肥氮的施用量结合调节土壤C/N和/或滴灌措施能够保证番茄的产量和品质,达到减肥增效的目的。结果还看出,番茄拉秧后0—100 cm土层累积的硝态氮含量低于习惯施肥模式,对0—20 cm表层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响不显著; 减氮条件下,N3和N5模式土壤细菌/真菌比值高于N1模式。综上研究结果表明,N3和N5 两个集成模式具有明显优势。     

山东省种植区地下水硝酸盐污染空间变异及分布规律研究

近年来,我国部分地区地下水硝酸盐污染态势十分严峻,特别是集约化种植区由于施用大量氮肥导致的硝酸盐污染更为严重。为控制污染,应掌握地下水硝酸盐污染的空间变异规律与分布特征。采用地统计学方法,对山东省种植区地下水硝态氮含量数据进行空间变异分析。结果表明,不同区域地下水硝态氮含量存在一定的差异,存在明显的趋势效应以及变异性,且含量随地下水深度增加而减少。通过相关性分析,获得与地下水硝态氮含量相关性最高的两个因子（土壤有机质含量和全氮含量）,并作为协克里金（Cokriging）插值方法中的协同因子,对山东省地下水硝酸盐污染进行插值。经比较分析,协克里金法比普通克里金法（Ordinary Kriging）的精度高,减少了80%的平均误差。协克里金法空间插值结果表明,空间分布规律表现在从西南到东北逐渐升高的方向性效应,而地下水硝态氮含量较高的区域主要分布在潍坊、青岛、烟台种植区,如青岛的平度、莱西,潍坊的寿光等农业较发达的种植区。     

生姜的营养特性及钾对生姜产量和土壤肥力的影响

以安丘生姜为试材,研究了生姜不同生长期的养分吸收特性,以及不同钾水平对生姜产量和土壤肥力的影响。结果表明：姜对钾素的需求最多,每生产1 000 kg姜需要从土壤中吸收6.1 kg N、2.36 kg P2O5、9.4 kg K2O。K3处理〔K2O 70 kg?（667 m2）-1〕的生姜产量最高,但与K2处理〔K2O 50 kg?（667 m2）-1〕之间差异不显著。通过产量和施肥量的拟合曲线获得最高产量的钾肥施用量为60 kg?（667 m2）-1,综合考虑不同钾水平对生姜养分吸收和土壤肥力的影响,得出本试验条件下生姜周年生产的钾肥（K2O）投入量为667 m2 50～60 kg比较适宜,同时适宜的氮钾比例为4∶5～4∶6。     

北方设施菜地土壤N2O排放通量日变化及最佳观测时间确定*2

选择不同季节的4个N2O高排放通量日（2012年8月28日和12月27日、2013年3月14日和6月14日）,利用静态暗箱-气相色谱法对设施菜地土壤N2O排放通量进行连续24h原位观测,以探讨其日变化特征,并确定1d内的最佳观测时间。结果表明,设施菜地施肥后(2012年12月27日除外)N2O排放通量呈明显的单峰型日变化规律,排放峰值一般出现在14：00左右,比气温峰值时间滞后约2h。同茬作物基肥后第13天与追肥后第2天相比,前者N2O日排放通量峰值和日均排放通量分别较后者高3.4～12.9倍和6.8～7.0倍。相关分析表明,4个典型日内,仅2012年12月27日的N2O排放通量与气温、3cm地温和10cm地温无显著相关,其它日均呈显著正相关。说明观测日土壤温度处于N2O形成适宜范围内,且气温日较差较大时,温度才是影响N2O排放通量日变化的主要因素。对24h内N2O排放通量的矫正分析结果表明,2012年8月28日和12月27日、2013年3月14日和6月14日分别在18：00-21：00、10：00-次日6：00、21：00、16：00-18：00的观测值,可以代表当天的 N2O 排放通量。若在其它时段采样,应进行有效的矫正处理,否则会导致对典型日N2O排放的估计偏高13.4%～240%或偏低13.1%～64.5%。     

国产和进口阴离子交换树脂膜埋置法测定土壤中的有效磷

对采自全国各地 2 0个土壤样品进行测定 .结果表明 ,树脂膜法测定的土壤磷值与碳酸氢钠法测定的土壤有效磷和植物实际吸磷量间具有极显著的相关性 ,国产树脂膜可代替进口树脂膜用于大田土壤有效磷测定     

不同浓度石油烃对油菜产量、土壤中石油烃残留量及土壤微生物的影响

通过盆栽试验,研究了不同浓度石油污染物对油菜产量、土壤石油烃残留量和土壤微生物区系的影响。研究结果表明：石油烃浓度低于500mg/kg时,可以促进油菜生长,表现为油菜产量增加,但是该石油烃浓度已经严重影响土壤中的微生物种类数量,表现为土壤中的放线菌数量急剧降低,细菌、真菌数量增加,油菜收获后土壤中石油烃含量小于安全值300mg/kg;当浓度超过500mg/kg时,随浓度的增加,对油菜的抑制作用增强,表现为油菜产量降低,土壤石油烃含量大于临界值500mg/kg,土壤细菌数量呈下降趋势、放线菌数量急剧降低、真菌数量变化不明显。综合各类指标,可以暂定在潮土上,石油烃对油菜的临界浓度暂定为500mg/kg。     

不同氮肥用量对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响

在设施栽培条件下,采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究了不同氮肥用量：农民习惯施氮量（N1,尿素,纯氮1000kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量（N2,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、70%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N（N3,尿素,纯氮700kg·hm^-2）、50%农民习惯施氮量结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4,尿素,纯氮500kg·hm^-2）对设施番茄产量、品质和土壤硝态氮累积的影响。结果表明,与农民习惯施用氮肥相比,减施氮肥处理（N2、N3和N4）的番茄产量没有降低,N4处理产量最高,比N1增产9.7%。N2和N4处理氮肥的农学效率和肥料的产投比均显著高于N1处理（P〈0.05）,其中N4处理最高,为28.9kg·kg^-1和12.6,施肥效益最高。不同施氮肥处理间果实Vc含量虽没有显著差异,但N4处理是N1处理的1.2倍。番茄果实的硝酸盐含量随氮肥施用量的增加而增加,两者呈显著的正相关关系（R^2=0.8307,P〈0.05）,N3和N4处理果实硝酸盐含量均显著低于N1处理（P〈0.05）。0～100cm土层累积的硝态氮随氮肥施用量的增加而增加,N1处理土层累积的硝态氮含量最高,减施氮肥处理均降低了土壤对硝态氮的累积。土壤硝态氮多累积在0～40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50%,这部分残留的氮素可被下季作物吸收利用。果实硝酸盐含量与土壤累积的硝态氮存在显著的相关关系（R^2=0.8003,P〈0.05）,说明土壤硝态氮含量过高能够增加果实对氮素的吸收和积累。在寿光设施蔬菜生产条件下,在农民习惯施氮量基础上减氮30%～50%既可以保证较高产量和较好的果实品质,同时降低土壤中硝态氮累积,从产量、肥料效益和土壤可持续利用角度来看,N4处理更具优势,具有较好应用价值。