长期施用化肥和有机肥对稻田土壤重金属及其有效性的影响

为研究长期施肥下红壤稻田土壤重金属累积及有效态分布特征,探讨其主要影响因子,选择持续了35年的长期定位试验的不施肥（CK）、磷钾化肥（PK）、氮磷钾化肥（NPK）和不同比例有机肥化肥配施（M1NPK、M2NPK和M3NPK）等6个处理,分析了土壤化学指标、重金属全量（THM）和有效态的分布特征,以及重金属有效态含量与化学指标和全量之间的关系.结果表明,长期施肥改变了土壤化学性质,与CK处理相比,PK处理显著提高了土壤速效磷（AP）和速效钾（AK）含量,NPK处理显著提高了土壤有机质（SOM）、阳离子交换量（CEC）、AP和AK含量,有机肥处理（M1NPK、M2NPK和M3NPK）则大幅提高了SOM、CEC、AP、AK和硝态氮（NO₃^--N）含量;化肥处理（PK和NPK）土壤重金属全量总体上变化不大,有机肥处理土壤Cu、Zn和Cd的全量显著提高;化肥处理显著提高了土壤有效态Cr和As含量,有机肥处理显著提高了土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As和Fe的含量;土壤有效态Cu、Zn、Cr、Cd、As、Fe与SOM、CEC、AP、NO₃^--N含量之间呈显著正相关,另外有效态Zn和Cd还与土壤pH呈显著正相关,而有效态Pb与土壤pH、SOM、CEC和NO₃^--N含量之间呈显著负相关;土壤Cu、Zn和Cd有效态含量与全量之间显著正相关,而Cr、Fe有效态含量与全量之间显著负相关;冗余分析发现,SOM和pH分别解释了重金属全量方差变异的80.7%和5.5%,土壤CEC、AP和pH分别解释了重金属有效态方差变异的81.1%、4.9%和3.3%,达到显著水平;进一步通过偏最小二乘路径模型（PLS-PM）分析,发现THM、CEC和AP对土壤重金属有效态影响的路径系数分别为0.459、0.417和0.293,达到显著水平.长期施用猪粪等有机肥显著改善了土壤化学性质,并影响了土壤重金属有效性,其中土壤CEC和AP可能起到了关键的调控作用.     

基于DNDC模型的双季稻体系氨挥发损失研究

为了探索长江流域双季稻体系氮肥施用对氨挥发损失的影响，评价Denitrification Decomposition (DNDC)模型对产量和氨挥发拟合的适应性，设计了早稻和晚稻不同氮肥用量田间试验，采用密闭室间歇通气法原位观测氨挥发排放通量，利用DNDC模型进行模拟分析，并运用模拟结果探讨了水稻产量和氨挥发损失与施氮量之间的关系。结果显示，模型能较好模拟双季稻体系水稻产量和氨挥发，早稻、晚稻和双季稻产量模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.928、0.979，早稻、晚稻和整个双季稻生育期氨挥发模拟值与观测值的相关系数分别为0.994、0.998和0.997，均达到极显著水平。DNDC模型能较好预测因施肥引起的氨挥发排放峰，但在氨挥发通量和排放总量的定量上还需要进一步改进。敏感性指数分析表明，气温是影响作物产量的关键因素，氮肥用量和气温是影响氨挥发的主要因素。DNDC模型在模拟双季稻体系籽粒产量上具有较高的可信度，DNDC模拟和田间观测数据计算的最高产量施氮量分别是420和417 kg·hm^-2。稻田氨挥发损失量与施氮量之间满足二次函数和线性关系，二次函数能更好描述两者之间的关系。为使DNDC更准确的进行估算和应用，有必要获取更翔实的环境资料以减少输入数据的不确定性。