有机肥与磷肥配施对滨海盐渍化土壤磷素淋洗风险的影响

针对滨海盐渍化土壤水稻种植过程中出现的磷素淋洗风险,采用田间微区试验,研究了不同用量有机肥和磷肥对滨海盐渍化土壤有效磷含量及磷素淋洗风险的影响。试验设磷肥与有机肥两个因素,3个磷(P_2O_5)水平,分别为P0:无磷,0kg·hm~(-2);P1:低磷,64 kg·hm~(-2);P2:高磷,128 kg·hm~(-2)。3个有机肥(碳)水平,分别为C0:无碳(有机肥0 kg·hm~(-2));C1:低碳,450 kg·hm~(-2)(有机肥1 000 kg·hm~(-2));C2:高碳,900 k·hm~(-2)(有机肥2 000 kg·hm~(-2))。共设7个处理:T1:无磷施用;T2:低磷;T3:高磷;T4:低碳低磷;T5:低碳高磷;T6:高碳低磷;T7:高碳高磷。结果表明,磷肥施用显著提高了土壤剖面中H2O-P、Na HCO3-P含量;低磷低碳处理下0~20 cm土层土壤中磷饱和度(DPS)较低磷处理低,其他土层土壤中磷饱和度无显著变化;而低磷高碳处理可显著提高40~60 cm土层土壤中磷饱和度,高于28.1%的临界饱和度;高磷低碳处理表层土壤有效磷含量为31.8 mg·kg~(-1),对整个剖面土壤中磷饱和度影响不大,磷素淋洗风险较小;而高磷高碳处理在提高表层土壤有效磷含量的同时,显著提高了20~40、40~60 cm土层土壤中磷饱和度,且均高于临界饱和度,导致整个土壤剖面具有很高的磷素淋失风险。在滨海盐渍化土壤水稻种植中,配施450 kg·hm~(-2) C和64 kg·hm~(-2) P_2O_5(碳磷比为15.1)时,磷素淋洗风险较低,而过量施用磷肥和有机肥将导致土壤磷素淋洗,利用效率降低。     

蔬菜地土壤磷提取及模拟径流中磷素潜在流失的影响

蔬菜地磷素流失是一种典型农业非点源污染类型。通过观测地表径流中溶解态反应磷(DRP)、生物可利用磷(BAP)可以监测土壤磷素流失程度。受到各种客观条件的限制,这两个指标比较难于获取,而土壤中的总磷(TP)、Olsen(OP)、Mehlich-1(M-1P)和水溶性磷(Pw)可以通过常规分析手段获取。本文选取27个典型蔬菜样地,分析测定各样地土壤中的总磷(TP)、Olsen(OP)、Mehlich-1(M-1P)和水溶性磷(Pw)四个磷提取变量,采用了经典方法计算土壤磷流失潜能指标——磷吸持饱和度(DPS)。同时采用模拟径流实验得出典型蔬菜样地地表径流样中溶解态反应磷(DRP)、生物可利用磷(BAP)。结果表明:M-1P、Pw与DPS呈极显著正相关,相关系数分别达到了0.85和0.74(p<0.01);而M-1P、Pw与DRP浓度相关系数(r2=0.843和0.786,p<0.01)大于TP、OP与DRP浓度的相关系数(r2=0.554和0.722,p<0.01)。结论认为,通过测定M-1P、Pw和计算DPS能比较准确、便捷地预测土壤径流磷素流失风险程度。     

太湖地区农田土壤磷素动态及流失风险分析

自80年代初以来,太湖流域农田土壤(0～15 cm)磷素水平有了较大的提高, 全磷平均提高了0.1 g/kg左右,速效磷含量大多增加了4～5 mg/kg;种植经济作物的土壤由于磷盈余量大,磷素水平提高幅度更大;缺磷土壤的面积已经大大减少.与此同时,土壤磷素水平的提高增加了土壤磷向水体流失的风险.不同类型土壤的固磷能力有着较大的差别, 而区内某些固磷能力较低的土壤常常被用来种植经济作物,过量的磷素投入增加了土壤磷向水体流失的风险和流失量.     

太湖地区农田土壤磷素动态及流失风险分析

自80年代初以来，太湖流域农田土壤（0－15cm)磷素水平有了较大的提高，全磷平均提高了0．1g/kg左右，速效磷含量大多增加了4－5mg/kg；种植经济作物的土壤由于磷盈余量大，磷素水平提高幅度更大；缺磷土壤的面积已经大大减少。与此同时，土壤磷素水平的提高增加了土壤磷向水体流失的风险。不同类型土壤的固磷能力有着较大的差别，而区内某些固磷能力较低的土壤常常被用来种植经济作物，过量的磷素投入增加了土壤磷向水体流失的风险和流失量。     

滇池湖滨缓冲带和农田土壤无机磷分布及淋失特征

为了明晰滇池湖滨土壤磷素分布状况,评估其淋失特征,对昆明市滇池南部湖滨缓冲带及农田Ⅰ(邻近缓冲带)和农田Ⅱ(离农田Ⅰ约1.5 km)剖面土壤理化性质、磷素分布特征及其与地下水关系进行研究。结果表明:湖滨缓冲带土壤有机碳和全氮含量均显著高于农田土壤,缓冲带土壤浅表地下水中COD和总磷含量也显著高于农田Ⅱ。湖滨缓冲带土壤0~40 cm土层全磷含量与农田土壤的差异不显著,但有效磷(Olsen-P)含量显著低于农田土壤。Ca-P是滇池湖滨土壤无机磷的主要组分,占无机磷总量的63%~69%。湖滨缓冲带土壤O-P含量及其占无机磷总量比例显著高于农田土壤,而Al-P和Fe-P含量及其占无机磷总量比例则显著低于农田土壤,表明缓冲带建设已经导致湖滨土壤无机磷组分及分布呈现明显分异。相关分析显示,湖滨浅表地下水埋深与其COD和总磷含量呈极显著负相关关系,同时表层(0~20 cm)土壤Olsen-P、Al-P和Fe-P含量与地下水总磷含量也存在显著或极显著负相关关系。这表明土壤表层是滇池湖滨区土壤磷素淋失的主要层次,而浅表地下水埋深是影响湖滨区土壤磷素淋失的重要因素之一。     

柳枝稷种植年限对盐碱土壤理化性质的影响

盐碱地的合理开发与利用是中国农业可持续发展的重要保障。能源作物柳枝稷(Panicum virgatum)具有一定的耐盐碱性,可在盐碱地种植。为探明柳枝稷对盐碱土壤的改良效应,在宁夏银北典型盐碱地区,通过田间试验研究了柳枝稷种植年限对盐碱土壤容重、孔隙度、全盐含量、pH值、有机质、碱解氮、速效磷及速效钾等理化性质的影响,并采用灰色关联度分析法评价了柳枝稷种植1年(T1)、3年(T3)、5年(T5)对盐碱土壤的综合改良效应。结果表明,盐碱地种植柳枝稷后,有效改善了土壤的水盐及养分情况,提高了土壤肥力水平,使土壤环境向着有利于植物生长的方向发展。与盐碱荒地(CK)相比,5年生柳枝稷田0—20 cm和20—40 cm土层土壤容重分别降低了8.97%和17.75%,土壤全盐含量分别降低了80.53%和80.68%,土壤pH值分别降低了13.26%和15.21%。盐碱地土壤养分含量随着柳枝稷种植年限的延长呈增加趋势。柳枝稷种植5年后0—20 cm和20—40 cm土层土壤有机质较盐碱荒地分别提高了131.42%和147.91%,碱解氮含量分别提高了149.27%和167.73%,土壤速效磷含量分别增加了103.28%和37.52%,速效钾含量分别增加了41.40%和29.71%。柳枝稷种植年限对土壤物理性质和土壤养分的影响主要集中在表层土壤,在0—20 cm和20—40 cm两个土层表现较为明显,改良效应总体优于40—60 cm土层。灰色关联度分析结果表明,柳枝稷种植年限对盐碱土的综合改良效应从大到小依次为T5T3T1CK。可见,种植柳枝稷有利于改善盐碱土壤微环境,降低土壤pH和盐分含量,增加土壤有机质和养分,能有效改良盐碱土壤。     

青藏高原不同年限日光温室中高寒草甸土壤机械组成、养分与微生物活性变化

选取青藏高原东部种植年限分别为5、10和15 a的日光温室以及天然草地为研究对象,探讨了大棚蔬菜栽培对高寒草甸土壤机械组成、养分含量以及微生物活性的影响。结果表明:(1)随着种植年限的延长,土壤粒径呈变细的趋势。与对照相比,种植5、10和15 a后,温室土壤10!m粒径颗粒质量分数分别提高8.5、19.3和20.3百分点;(2)除铵态氮(NH_4~+-N)外,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、硝态氮(NO_3~--N)、全磷(TP)、有效磷(PO_4~(3-)-P)含量和阳离子交换量(CEC)随着种植年限的延长而升高,表现出显著积累趋势。种植10 a的温室土壤TP和PO_4~(3-)-P含量达到最大值,分别为1.4 g·kg~(-1)和80.8 mg·kg~(-1)。与对照相比,种植15 a的温室土壤SOC、TN、AN、NO_3~--N含量和CEC分别增加55.1%、93.8%、48.5%、138.3%和81.8%;(3)温室土壤微生物活性随种植年限的延长而增强。与对照相比,种植5 a的温室土壤脲酶和酸性磷酸酶活性分别升高46.2%和41.7%,种植10 a的温室土壤微生物生物量氮(MBN)含量和蔗糖酶活性分别升高66.7%和26.6%,种植15 a的温室土壤微生物生物量碳(MBC)含量和过氧化氢酶活性分别升高50.3%和100.0%。可见,日光温室栽培改善了高寒草甸土壤理化性质,提高了土壤微生物活性。     

不同利用方式下黄壤旱坡地磷素状况及环境影响分析

通过对贵州黄壤进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流,探索不同利用方式下黄壤旱坡地磷素水平及其地表径流磷浓度的差异。结果表明,不同利用方式下黄壤旱坡地中全磷和有效磷(Olsen-P)含量的大小顺序为连作烟地>烤烟-玉米轮作地>连作玉米地>林地;CaCl_2浸提磷(土壤易解吸磷)和Na0H浸提磷(藻类可利用的土壤总磷)与土壤全磷和有效磷有显著的相关性;土壤富磷化的同时,其磷素的流失风险明显地提高。连作烟地地表径流总磷(TP)和磷酸根态磷(Ortho-P)浓度明显大于连作玉米地.而林地地表径流TP浓度明显小于旱地;黄壤旱坡地地表径流中TP和Ortho-P与土壤有效磷之间存在极显著的相关性(r为0.957、0.875),因而连作烟地磷素的环境影响潜能明显高于其它旱地以及林地。     

有机肥施用对珠三角菜地土壤磷污染风险的初步研究

通过田间小区试验研究有机肥施用量对菜心产量、土壤磷形态的影响,分析土壤磷形态之间的相关性,评估菜地红壤磷污染风险。结果表明,有机肥施用并未提高菜心的产量和生物量,而超过一定使用量之后,反而降低菜心产量和生物量;土壤无机磷形态以Fe-P和Al-P为主,占土壤无机磷质量分数的90%以上。有机肥施用提高土壤各形态无机磷的质量分数,且有机肥用量越高,土壤Fe-P、Al-P、Ca-P和O-P质量分数越高。有机肥过量施用显著提高土壤速效磷和水溶性磷质量分数;分别对Olsen-P和CaCl2-P与各形态磷进行逐步回归分析,只有Olsen-P和CaCl2-P与Ca-P具有线性关系（p〈0.05）,方程为Y1=36.95＋0.622 1X,Y2=-0.102 5＋0.048 6X。表明施用有机肥下,Ca-P是菜地土壤有效磷的最直接来源,可以作为红壤磷污染风险评价指标。     

滨海滩涂湿地不同植被土壤磷的生物有效性及其影响因子分析

滨海湿地是全球磷主要的源汇转换器之一,土壤磷的生物有效性对滨海湿地的结构、功能有着决定性作用。研究滨海湿地土壤磷的生物有效性及影响因子对滨海湿地的保护和修复具有重要意义。以江苏大丰麋鹿自然保护区的湿地土壤为研究对象,对互花米草(Spartina alterniflora)、海三棱藨草(Scirpus mariqueter)、白茅(Imperata cylindrica)、芦苇(Phragmites australis)4种植物群落及裸地下土壤进行分层采样,采用模拟生物活化过程的磷素分级方法(biologically based P,BBP法),分析环境因子对不同植物土壤磷素组分的影响。结果表明,(1)大丰麋鹿自然保护区滨海湿地土壤磷素组分含量表现为:CaCl_2-PCitrate-PEnzyme-PHCl-P。(2)无植被覆盖裸地土壤的CaCl_2-P和Citrate-P含量显著高于植被覆盖下土壤的含量(P0.05),植物的生长会显著降低土壤中根系可截留磷素和有机酸可提取磷素的含量。(3)芦苇0—20 cm土层内的CaCl_2-P含量显著最低,与其他3种植物相比,芦苇根系对表层的磷素的截留能力更强;海三棱藨草的Enzyme-P在两个土层都显著最低(P0.05),与其他3种植物相比,海三棱藨草根系发生的酶活化磷素的过程较激烈。(4)土壤Citrate-P含量与含水率显著相关(P0.05),影响土壤Citrate-P含量的主要环境因子是土壤含水率;HCl-P含量与有机质显著相关(P0.01),影响土壤HCl-P含量的主要环境因子是有机质。(5)土壤速效磷与Citrate-P含量显著相关(P0.05),说明大丰麋鹿自然保护区土壤中速效磷主要来自于土壤中有机酸活化释放的无机磷。综上,研究区中生物有效态的磷主要来自于土壤中有机酸活化的无机磷,不同植物土壤磷的生物有效性有显著差异,而含水率和有机质是影响江苏大丰麋鹿自然保护区土壤磷生物有效性的主要环境因子。     

广州城郊菜地土壤磷素特征及流失风险分析

通过化学分析和土壤淋洗试验对广州城郊菜地土壤磷素特征和流失风险进行了研究和分析。结果表明.广州城郊菜地土壤全磷含量极高;与自然土壤相比较,菜园土壤无机磷比例增大、有机磷比例降低;无机磷中的AI-P、Fe-P比例增加.O-P比例降低,Ca-P比例基本一致;土壤Olsen P、Bray-1 P、Mehlich-1 P、0.01mol/L CaCl_2和H_2O提取的磷含量相当高;土壤淋洗液中溶解态磷和总磷持续保持很高的浓度,土壤磷供应强度大。菜园土壤中磷进入水体引起水体磷浓度增加,导致水体富营养化风险大;土壤磷的测定值可作为土壤磷流失风险和对水环境影响程度的评估依据。菜地应作为农业非点源磷污染的优先控制区、应通过严格控制磷肥的投入和合理施肥等控制磷的流失。     

土壤磷素解吸模型及其特征值的作物效应

土壤有效磷数量和强度及其缓冲系数是评价土壤磷素供应能力的重要指标。通过解吸实验、盆栽和田间试验研究土壤磷解吸特性及其与供试蔬菜的效应。38个磷素解吸实验表明,土壤镉解吸模型的修正式能很好地模拟土壤磷素解吸动态特征,有32个回归模型达到显著水平。土壤磷解吸模型可同时求得表征土壤磷有效性的磷可解吸数量Q和土壤溶液初始磷浓度Cli及其缓冲系数b。盆栽试验表明,土壤磷解吸特征值Q和Cli与空心菜(Iponoea aqatica)和菜心(Brassica parachinensis)吸P量有显著水平的抛物线型关系,且与土壤类型无关。田间试验表明,Q值与供试蔬菜鲜重产量亦有显著水平的抛物线型关系,可求得试验条件下空心菜和莴苣(Lactuca sativa)磷肥施用的Q值临界指标分别为11mg/kg和13mg/kg。解吸模型研究为评价土壤磷素有效性提供了一种新方法。     

玄武岩砖红壤磷肥活化效果及其机理研究

应用不同活化剂处理不同性质的磷肥,并对其在玄武岩砖红壤中的生物效应及作用机理进行了研究.结果显示在玄武岩砖红壤上,活化剂处理磷肥均能显著提高蔬菜生物量,其中对磷矿粉无机活化剂处理后的生物效应最大;对磷铵则是有机2号活化剂的生物效应最大.玄武岩砖红壤中的铁、锰与磷素有效性关系密切,且在还原条件下的土壤锰对磷的固定作用更大;硅可促进土壤中磷的释放;供试活化剂不仅可促进难溶磷的释放,还可控释水溶性磷,使土壤供磷性能平稳.在体系中,活化剂对磷的促释和控释机理在于通过对土壤铁、锰、铝含量的调节而实现对磷的活化.     

不同施肥水平下菜地径流氮磷流失特征

研究施肥对菜地径流氮、磷流失的影响,对控制水体富营养化有重要意义。采用田间小区监测的方法,研究常规施肥、减量施肥1和减量施肥2等三种施肥水平对菜地径流氮磷流失的影响。结果表明,（1）不同施肥水平的径流氮、磷流失浓度均较高,径流TN、NH4＋-N、NO3--N的平均流失质量浓度分别在20.5~34、2.2~2.4、6.3~9.5 mg L-1之间,径流TP、DP的平均流失质量浓度分别在7.7~11.1、2.1~2.4 mg L-1之间,菜地土壤径流氮、磷流失风险较大。（2）减量施肥可明显降低径流TN和NO3--N的流失浓度,与当地常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别降低径流TN流失浓度的40%、32%和NO3--N流失浓度的23%、35%,而减量施肥对径流TP、DP的流失浓度影响不大。（3）不同施肥水平的径流TN、NO3--N流失负荷分别在5.8~7.6、1.6~2.3 kg hm-2之间,与常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别减少TN、NO3--N流失负荷的24%、19%和11%、29%。不同施肥水平的径流TP、DP流失负荷分别在1.7~2.9、2.5~2.7 kg hm-2之间,减量施肥并不能减少径流TP、DP的流失负荷。     

南京东郊蔬菜种植基地地表水氮、磷、重金属含量及影响因素

南京东郊典型蔬菜基地地表水环境质量的调查分析表明:(1)在当前的生产和生活条件下,地表水尚未受Pb、Cu、Zn、Cd和Cr污染,但有不同程度的氮、磷污染。(2)河流氮、磷污染比池塘严重。河流水中氨氮和水溶性磷的比例相对较高,而池塘水中硝态氮、有机氮和有机磷的比例相对较高,这种差别有助于识别地表水中氮、磷的来源。河流底泥中总氮、总磷和重金属含量(Cr除外)比塘泥高,表明河水氮、磷及重金属污染风险比池塘水高。(3)南京东郊蔬菜基地地表水中氮、磷及重金属主要来自城市生活污水的排放,其次来自蔬菜栽培中有机肥过量投入造成的流失。因此,保护城郊地表水应从城市生活污水净化和蔬菜栽培中有机肥的合理施用入手。     

松嫩草甸不同退化程度生境土壤磷素动态研究

对松嫩草甸不同退化程度生境的几种代表植物群落土壤磷素状况的研究表明,各群落相同土层的全磷含量没有显著的差异,说明土壤磷库具有较强的弹性,土壤退化落后于地上植物群落的退化.各群落土壤全磷的季节变化相似,均经历迅速累积,达到峰值后下降,之后又有一个缓慢积累的过程.羊草、寸草苔和碱茅群落全磷含量随土层的加深而减少,虎尾草群落土壤全磷聚集于10~20cm土层.随退化程度的加重,土壤速效磷含量增加,虎尾草群落土壤速效磷占全磷的比重最高(2.8%),表明退化生境植物群落对速效磷素的利用并不充分.各群落土壤微生物量磷含量均高于速效磷含量,其季节动态均为单峰曲线,峰值出现在8月.虎尾草群落土壤微生物量磷在10~20cm的土层最多,其他群落土壤微生物量磷在0~10cm土层的含量最多.灰色分析的结果表明,土壤速效磷的形成主要受到土壤养分,尤其是碳、氮养分的影响;而土壤温度、水分状况、酸碱状况和盐化程度等因素对土壤微生物量磷的影响较强.图2表3参26     

北京市房山区农田表观磷平衡分析

农田土壤养分的积累使潜在农业非点源污染负荷增加,为对农田磷素优化管理、水环境质量改善及环境政策制定提供科学依据,通过OECD土壤表观磷素平衡模型,以2001、2003、2005和2007年北京市房山区农田的磷素平衡核算框架和数据库为基础,结合GIS技术对该区域磷素平衡强度进行了分析.结果表明,化肥是房山区农田养分中磷素投入最重要的来源,化肥平均磷投入量随着时间的增加而增大,从2001年的111.34 kg·hm~(-2)增加到2007年的407.42 kg·hm~(-2),局部地区已远超过华北地区和全国平均水平.房山地区农田磷素输入总量和土壤表观磷平衡总量在2001-2007年表现为先降低后增加,而磷的输出量一直呈下降趋势;平均磷素投入量和平衡强度以较大速率逐年递增.区域表观磷素平衡量具有明显的空间变异特征,2001-2007年房山地区农田磷素盈余趋势表现为南高北低,中部和南部的磷素平衡强度一直在持续增加,特别是东南部和西南部地区增加速度较快.磷素平衡的驱动力的变化是造成磷素平衡空间差异得直接原因,总体表现为种植业驱动型盈余>双驱动型盈余>养殖业驱动型盈余.     

生态肥料 NutriSmartTM在甜椒生产中应用的生态效应

过量施用肥料导致产品质量下降,引发水体和土壤的严重污染;减少施用农田化肥或施用对环境影响较小的肥料将有利于减少农田N、P损失。因此,世界各国尝试研究和开发既能提高作物产量和质量又可降低环境风险的新型肥料。生态肥料Nutrismart在甘蔗、野菜种植上均取得较好的成效,但在蔬菜上的应用研究及其施用后的N、P损失研究鲜见。本研究以甜椒(Capsicum annuum var.grossum)为例,进行温室培养试验,共设8个处理,采用不施肥、纯施常规化肥和混施不同比例的生态肥料NutriSmartTM和常规化肥的技术,比较生态肥料NutriSmartTM和常规化肥混施与单独使用常规化肥对甜椒产量及品质的影响,并进一步通过土柱淋溶试验模拟研究生态肥料对土壤氮磷损失的影响,评价其生态风险。结果表明,生态肥料NutriSmartTM的施用,不仅大幅度降低化肥的用量,还保持了甜椒的产量和质量,且施用量的提高未增加土壤中氮、磷的淋溶,造成水体富营养化的风险降低,在蔬菜中有良好的应用前景。