凤眼莲生物炭对稻田土壤肥力的影响

我国南方稻田土壤在长期酸雨淋溶条件下养分淋失严重,不但制约了水稻等农作物的可持续生产,而且造成化肥资源的大量无效施用与水体富营养化的环境威胁.近年来研究表明,生物炭在减少亚马逊流域贫瘠土壤养分淋失方面具有突出效果,然而,关于生物炭对我国南方红壤性稻田土壤的养分保持作用研究报道较少.本实验以近几年在我国南方水域频繁暴发引发严重生态危害的入侵植物凤眼莲为生物质前体,于低温慢热解条件下制备生物炭,通过静态共育与模拟酸雨土柱淋溶,系统解析了凤眼莲生物炭(WBC)对稻田土壤养分的持留效果.结果表明:WBC的施用在有效提高土壤pH和CEC的基础上,能够显著增加土壤全N和速效K含量,但却使有效P含量随共育时间的延长而明显降低.在酸雨淋溶条件下,与对照相比,WBC处理中NH_4~+-N、NO_3-N和有效P淋失总量分别减少8.2%—49.8%,14.3%—76.2%和16.6%—43.3%,而K淋失总量提高16.5%—20.8%,但淋溶后WBC处理土壤中速效K含量仍显著高于对照,这表明淋溶液K浓度的升高主要来源于生物炭中丰富的水溶性K.根据以上研究结果,凤眼莲生物炭的施用在短期(1年)内有助于红壤性稻田土壤中主要矿质元素的保蓄持留,对减控稻田面源N、P流失具有重要作用,但其长期效应仍需定位试验的持续跟踪检测.     

稻田土壤磷淋失潜力与磷积累的关系

了解稻田土壤磷积累对排水和渗漏液中磷浓度的影响,可为稻田磷素淋失预测提供依据.采用室内模拟方法,研究稻田土壤Olsen-P水平与土壤溶液中磷质量浓度之间的关系.结果表明,土壤溶液中磷质量浓度随土壤Olsen-P水平增加而增加,其中,黏土、壤黏土和壤土的Olsen-P超过临界值(分别为84、65和53 mg·kg-1)后,土壤溶液中磷质量浓度显著增加.土壤Olsen-P水平较低时,黏土、壤黏土和壤土的土壤磷素积累与排水和渗漏液中磷质量浓度之间的关系较为相近,这3类土壤溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平存在线性相关关系.而砂土溶液中无明显临界值,砂土溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平间也存在线性相关关系.相同Olsen-P水平时,砂质土壤磷淋失潜力明显高于其他土壤.     

稻壳炭施用对太湖滨岸灰潮土氮磷淋失及土壤性质的影响

探究稻壳炭施用对太湖滨岸灰潮土养分淋失的抑制效应,以及对灰潮土性质的改良作用,为太湖滨岸植被带恢复提供理论依据。通过16周的土柱淋溶试验,研究了不同施用率(0%,1%,2%和5%)稻壳炭与肥料(NH_4NO_3和KH_2PO_4)混施后,对太湖滨岸灰潮土氮磷淋失以及土壤性质的影响。结果表明,随着稻壳炭施用量的增加,灰潮土土柱渗滤液中铵态氮累积淋失量减少11.7%—26.6%,硝态氮累积淋失量减少32.4%—67.3%。然而,当稻壳炭施用率为2%和5%时,土柱渗滤液中磷酸盐累积淋失量分别显著增加了32.1%和54.2%。稻壳炭施用16周后,灰潮土土壤总氮含量显著增加,土壤有效磷含量在2%和5%施用率下显著增加。同时,添加稻壳炭使土壤铵态氮含量显著减少,而土壤硝态氮含量显著增加,这表明稻壳炭添加增强了滨岸灰潮土土壤硝化作用。灰潮土土壤微生物生物量碳在2%和5%的稻壳炭施用率下分别显著增加了22.4%和36.8%,土壤微生物生物量氮在5%的稻壳炭施用率下显著增加了48.4%。随着稻壳炭施用量的增加,灰潮土土壤容重减小,而pH值、土壤总孔隙度以及土壤持水能力增加。因此,施用稻壳炭减少了太湖滨岸灰潮土土壤氮素的淋失,但当施用率为2%—5%时,增加了土壤磷素淋失的风险;添加稻壳炭使土壤总氮,有效磷以及土壤微生物生物量增加,这将有利于太湖滨岸植被带的恢复。     

动物粪便堆肥的养分淋溶特征模拟研究

通过室内土柱模拟实验,研究了自然条件下土壤施用不同量的动物粪便堆肥对氮、磷和钾的淋失的影响,结果表明:氮、磷和钾的淋出量都与堆肥用量呈正相关关系,总氮的淋出主要集中在土壤下层,随着施肥量的增加,淋出液总氮浓度最高达到300mg·l-1,可能对地下水造成污染,总磷主要聚集在土壤的上层,最高达到8.5mg·l-1,磷向下迁移较为缓慢,随淋溶次数的变化不显著.土柱上层渗滤液中钾的含量远大于下层,各施肥量处理都在前三次淋溶中随淋溶次数的增加而有一定程度减小,随后趋于稳定.     

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。     

典型红壤区不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素

土壤氮素迁移规律是农业面源污染研究的重要内容,探讨不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素对氮迁移规律研究具有重要意义。在亚热带典型红壤丘陵区利用动力土柱机采集了38个稻田、林地和茶园的1 m深原状土柱,分0～20、20～30、40～50和70～80 cm 4层并间隔5 cm取样分别测定铵态氮、硝态氮和全氮以及其他土壤属性,研究氮素垂直分布对土地利用方式的响应及其影响因素。结果显示:(1)稻田上述4层土壤全氮含量显著高于林地和茶园(P0. 05),土壤铵态氮含量在各土地利用方式间差异不显著。就表层(0～20 cm)硝态氮含量而言,稻田土壤显著高于林地和茶园;茶园下层(20 cm)土壤硝态氮含量显著高于稻田和林地。(2)土壤全氮含量与硝态氮含量关系密切(r=0. 64,P0. 01);有机碳含量、土壤剖面深度和容重是影响氮素垂直分布的重要因子,土壤氮含量与有机碳含量之间呈显著正相关,与容重、土壤剖面深度呈显著负相关(P0. 05),表明土壤性质对氮素的分布有重要影响。该研究有助于评价红壤丘陵区农业氮肥施用对水体污染的影响风险。     

溶磷混合菌肥对石灰性褐土磷素养分及解析特性的影响

为提高土壤中潜在磷素的有效性,提高磷肥利用率,采用盆栽试验研究施用不同种类的溶磷混合菌肥后石灰性土壤磷素养分及解析特性的变化.结果显示:与单施有机肥相比,施用溶磷混合菌肥,可以增加油菜土壤有效磷和磷酸酶活性及油菜品质,其中施用组合溶磷细菌肥效果最显著,较之单施有机肥,土壤有效磷含量、酸碱磷酸酶活性、油菜干重、鲜重、吸磷量显著增加,分别提高15.44%、10.49%、14.25%、34.45%、27.80%、67.18%;土壤pH值和油菜叶绿素含量变化不显著.施肥可以改变土壤磷的吸附–解吸特性,与其它处理相比,施用溶磷混合菌肥,土壤最大吸磷量Xm和吸附系数k以及土壤最大缓冲容量MBC均降低,土壤磷解吸量及解析率增加,在不同种类的溶磷混合菌肥中,组合溶磷细菌处理对土壤磷的吸附–解吸影响最显著,该处理下土壤中磷的最大吸附量和土壤最大缓冲容量分别为370.88 mg/kg和502.45 mL/g,比组合溶磷真菌、组合溶磷细菌真菌复混处理分别降低了12.47%和16.19%、13.38%和14.37%.本研究表明加入溶磷混合菌肥,特别是组合溶磷细菌肥可以促进土壤磷的活化,降低吸附,减少磷素化肥的施用,提高土壤中磷素的利用率,结果可为农业生产中石灰性土壤上磷肥的合理施用提供理论依据.图3表7参25     

广西阳朔铅锌矿周边土壤和白菜汞含量及污染评价

阳朔铅锌矿是广西境内一个较大型的铅锌老矿山。对阳朔铅锌周边耕作区、居民区土壤和白菜(Brassica rapa L.Chinensis Group)汞含量分布及污染进行调查和研究,可以为汞污染防治与修复提供科学依据。在铅锌矿下游耕作区、对照耕作区分别采集土壤样各66、38个,白菜样各35、20个;居民区采集土壤样17个。全部土壤和白菜样品采用MDS-2003F型压力自控密闭微波溶样系统进行消解,并用原子荧光测汞仪进行分析测定。结果表明,阳朔铅锌矿下游耕作区土壤汞质量分数为(0.567 4±0.268 3)mg·kg-1,对照耕作区土壤汞质量分数为(0.147 1±0.039 5)mg·kg-1,居民区土壤汞质量分数为(0.188 0±0.097 2)mg·kg-1,分别为中国一些地区土壤汞的自然含量(0.071 mg·kg-1)的7.99、2.07、2.65倍。在铅锌矿下游耕作区土壤汞含量随着远离矿区方向依次降低。阳朔铅锌矿下游耕作区白菜根汞平均质量分数为27 600 ng·kg-1,茎汞平均质量分数为7 100 ng·kg-1,叶汞平均质量分数为19 300 ng·kg-1;对照耕作区白菜根汞平均质量分数为12 500 ng·kg-1,茎汞平均质量分数为4 800 ng·kg-1,叶汞平均质量分数为10 000 ng·kg-1,白菜汞含量分布特征与土壤汞含量分布相似。白菜植株各部位汞含量与土壤有效态(水溶态、交换态)汞含量显著相关,且根汞与之相关性最为显著,白菜植株不同部位汞含量表现为:根叶茎,上述特点表明土壤汞是白菜汞的主要来源。所采土样中有61.2%的土壤样汞含量超过了中国《土壤环境质量标准(GB 15618─2008)》二级标准的最低限值(0.2 mg·kg-1)。铅锌矿下游耕作区土壤汞污染最为严重,中等-严重污染以上占53.0%,中等污染占36.4%;居民区次之,中等污染占35.3%;对照耕作区污染最轻,均在中等污染以下。阳朔铅锌矿耕作区白菜植株各部位汞平均含量均未超过国家相关标准,这表明尽管耕作区土壤总汞严重超标,但由于土壤中有效态汞并不高,土壤汞污染并未对白菜汞含量造成显著影响。     

硅钙镁肥对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异研究

为研究硅钙镁肥(GF)对不同母质稻田土壤水稻Cd吸收累积的影响及其差异,选取黄泥田(板页岩母质发育水稻土)和麻砂泥(花岗岩母质发育水稻土)进行水稻盆栽试验,分析各生育时期土壤pH值与CEC变化、土壤溶液中Cd浓度、水稻各部位(根、茎、叶、谷壳和糙米) Cd含量及水稻全株总累积量、水稻根表铁膜Cd、Fe含量与总累积量.结果表明:稻田土壤施用GF显著降低了土壤溶液Cd浓度;施用GF显著提升了土壤pH和CEC;施用GF降低了水稻根、茎、叶、谷壳与糙米中的Cd含量,显著降低水稻全株Cd累积量.稻田土壤施用GF促进了水稻根表铁膜的形成,增加了各生育时期DCB-Fe、降低了DCB-Cd含量,抑制了Cd由根部向上迁移;稻田土壤施用GF,黄泥田与麻砂泥水稻糙米Cd含量降低至0.11 mg/kg和0.15 mg/kg,均低于国家标准.相关性分析表明,土壤pH与土壤溶液Cd浓度、水稻糙米Cd含量呈显著(P0.05)或极显著负相关(P0.01),水稻根表铁膜Fe累积量与DCB-Cd、根与糙米Cd含量呈极显著负相关(P0.01); GF使叶对糙米Cd再转运贡献率降低5.88%(黄泥田)和12.80%(麻砂泥).稻田土壤施用GF可有效阻控水稻对Cd的吸收累积,且麻砂泥效果优于黄泥田.     

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。     

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。     

坡耕地稻田剖面磷的储存格局与流失风险研究

土壤磷储量及空间分布特征直接影响磷素的农业利用效率与生态环境安全,明确不同坡位稻田磷在各发生层及大小粒级团聚体内的储存格局及流失潜能,可为稻田土壤磷高效利用与流失风险管控提供科学依据。以江西鹰潭孙家典型红壤小流域内不同坡位的稻田剖面土壤为研究对象,分析了不同发生层土壤全磷储量(C_TPs)、速效磷储量(C_Bray-P)、磷储存容量储量(C_SPSC)及团聚体全磷储量(C_TPa)的变化差异,评估了不同坡位稻田剖面磷的流失风险及影响因素。结果表明：不同坡位稻田剖面C_TPs、C_Bray-P及C_TPa均随发生层深度的增加先降低后增加,坡下稻田剖面C_TPs及C_Bray-P均显著高于坡上及坡中剖面。各剖面中2—0.25 mm水稳定性团聚体的C_{TP2?0.25 mm}及贡献率(R_C)均显著高于其他粒级(22.8—1 120.9 kg·hm^-2,4...     

淀山湖区域茭白种植模式氮、磷流失规律及负荷特征

在常规施肥条件下,通过大田小区径流试验研究了淀山湖区域特有的茭白-水稻轮作和茭白单作种植模式的氮、磷流失规律及污染负荷特征.结果表明,研究区氮、磷面源污染物排放主要集中在6-9月,排水TN平均质量浓度最高可达130.0 mg·L-1,以NH+4-N流失为主,主要来源于化肥施用;茭白生长期内,排水TP平均质量浓度为0.104～0.777 mg·L-1,以颗粒态磷为主,约占TP总量的73.5%～90.3%(除8月外).茭白-水稻轮作和茭白单作模式TN污染负荷分别为134.8和88.6 kg·hm-2·a-1,均高于太湖流域其他几种种植模式;而TP污染负荷则分别为1.52和1.06 kg·hm-2·a-1,低于太湖流域常见种植模式的平均水平.氮肥施用及氮素流失控制应作为淀山湖区域农业面源污染控制的重点.     

微胶囊EDTA对2种土壤中铅释放的影响

选用不同铅污染程度及pH值的土壤,采用连续批浸提实验和土柱淋溶实验,比较研究微胶囊EDTA（Cap-EDTA）和未微胶囊化EDTA（Ncap-EDTA）对不同土壤溶液中pH值和铅离子浓度动态变化影响,以及土壤渗滤液中铅离子淋失特征。结果表明：施加2种不同形式的EDTA,可极显著地增加土壤溶液中铅离子浓度,Cap-EDTA能控制土壤溶液中铅浓度的突增幅度,且使土壤溶液中的铅持续保持在适度浓度的时间更长。同一种土壤不同处理间土壤pH值的变化趋势基本一致,无显著差异。施用2种不同形式EDTA可极显著地增加土壤渗滤液中铅离子含量,土壤铅累积淋失量呈对数曲线上升,但施用Cap-EDTA处理能显著降低土壤中铅的初始淋失量和淋失总量。在相同浓度及形式的EDTA下,高铅浓度和高pH值的土壤铅更易活化和淋失。因此,在进行污染土壤植物修复的EDTA调控时,采用微胶囊化EDTA,能降低其带来的污染地下水风险。     

昆明不同产地磷石膏对烤烟生长及砷污染风险的影响

为解决磷石膏堆存造成的环境问题,实现其农业资源化利用。通过盆栽试验研究了施用昆明市3个产地磷石膏（上蒜乡、古城镇和草铺镇）对3个品种烤烟（红花大金元、NC297和MS云烟85）生长的影响。结果表明：磷石膏能有效促进烤烟生长,其中施用上蒜磷石膏的效果最好,上蒜磷石膏处理下红花大金元的株高显著高于NC297和MS云烟85,且地上部生物量显著高于 MS 云烟85;施用另外两种如古城和草埔磷石膏后,红花大金元在株高和地上部生物量也表现出不同程度的优势。此外,相对NC297和MS云烟85,施用磷石膏对红花大金元的促磷和抗砷作用更为明显,上蒜磷石膏处理下红花大金元地上部磷吸收量为43.10 mg·pot-1,显著高于NC297和MS云烟85;且施用上蒜磷石膏对红花大金元砷的污染风险较小,其植株地上部砷的质量分数为0.48 mg·kg^-1,显著小于相同处理下NC297和MS云烟85,但烟株地上部砷含量最低的组合为古城磷石膏-NC297烤烟组合,其砷的质量分数为0.20 mg·kg^-1。此外,施用磷石膏也显著增加了土壤中有效磷、硫含量,其中添加上蒜磷石膏能更大程度地提高土壤速效磷的含量,为不施用磷石膏（CK）的11-23倍;施用古城磷石膏后,种植NC297的土壤中有效硫增加最多,为CK的5-15倍。因此,除NC297和MS云烟85施用上蒜磷石膏组合存在一定砷污染风险外,磷石膏可以作为磷、硫肥安全地应用于烤烟生产。     

氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

大宝山排土场植物稳定修复对模拟酸雨重金属淋溶的响应

以广东省韶关市大宝山排土场多金属重度污染土壤为研究对象,通过模拟酸雨淋溶实验,探究淋溶对植物稳定修复(土壤改良+种植红麻/苎麻)后土壤重金属迁移的影响.结果表明,在土柱上层(0-10 cm)土壤中施加0.4%石灰+0.2%有机肥,能显著提高淋出液pH值,并大幅度降低0-10 cm土壤中的重金属有效态含量;种植红麻和苎麻处理后,淋出液pH值较空白组显著提高,淋溶液淋失量相较于空白处理分别减少了32.5%和12.4%,淋出液中铅、锌、铜、镉重金属含量分别降低了65.2%和71.3%、81.6%和78.5%、79.4%和71.7%以及86.7%和85.3%;且种植红麻、苎麻后,土柱下层(21-30 cm)的土壤铅、锌、铜、镉重金属有效态含量相较于空白处理分别降低了16.3%和22.9%、30.5%和17.9%、18.8%和32.5%以及38.1%和29.7%.因此,种植红麻、苎麻不仅能显著降低径流淋溶失量,而且降低了淋出液中重金属含量,减轻了淋出液对地下水造成的污染;在模拟酸性降雨条件下,种植红麻、苎麻并施用改良剂处理重金属污染土壤的模式在植物稳定修复方面具有较好的应用潜力.(图7表6参42)     

广东省耕地土壤有效磷时空变化特征及影响因素分析

为了解从上世纪80年代以来广东省耕地土壤有效磷的演变规律,利用广东省1984以来的耕地长期定位监测网数据和重点监测点数据,对全省25年来的耕地土壤有效磷(AP)时空变化特征及影响因素进行了分析。结果表明:1984来以来全省耕地土壤有效磷含量总体水平增长了近3倍,年平均增加1.2 mg·kg-1;全省监测点有效磷含量处于中上水平(大于20 mg·kg-1)的频率由1986—1990年期间的10.8%上升至2006—2010年期间的66.6%,提高幅度超过50%,而处于低水平(小于10 mg·kg-1)的频率在相同时期内则由59.6%下降到10.4%,土壤有效磷含量由过去的亏缺状态已经转变到丰富水平。全省耕地有效磷时空变化整体特征表现为差异缩小再到差异扩大的演变趋势,不同区域的土壤有效磷变化速率存在差异,其中珠三角和粤西地区增加速度最快,其年平均增加值分别为1.72 mg·kg-1和1.69 mg·kg-1;粤东和粤北相对较慢,其年平均增加值分别为1.08mg·kg-1和0.74 mg·kg-1。磷肥的广泛施用是全省土壤有效磷整体水平提高的主要原因,不同的施肥方法对土壤有效磷的累积效应存在显著差异,增城监测点连续10年配施磷肥与有机肥可以使土壤有效磷增加222%。由全省土壤有效磷平均含量与磷肥平均投入量的相关分析可知,25年来全省耕地每投入100 kg·hm-2磷养分平均累积有效磷0.8 mg·kg-1,而每盈余100kg·hm-2磷养分平均累积有效磷5.3 mg·kg-1。种植业结构调整和土壤自身性质对土壤有效磷的演变特征亦有重要影响。以土壤有效磷50 mg·kg-1为临界值进行估算,全省34.4%耕地由于磷累积而对周围环境构成了污染风险,今后应引起高度重视。     

不同生物炭添加量对土壤中氮磷淋溶损失的影响

蔬菜生产中普遍存在过量施肥等不合理施肥现象,氮磷养分大量累积于表层土壤。在降雨或灌溉作用下,氮磷养分容易发生淋溶损失,造成地下水硝酸盐污染。因此,研究菜地土壤中氮磷养分的淋溶损失及其控制措施对保护地下水资源具有重要意义。作为一种新兴的功能材料,生物炭具有比表面积大、吸附性能好、稳定性强等特点,常被用作土壤改良剂来改善土壤性质和减少氮磷养分的淋溶损失。该研究采用室内模拟土柱淋溶试验,测定淋溶液中总氮(TN)和总磷(TP)含量,探讨不同生物炭添加量(质量分数分别为0%、2%、4%、6%和8%)对菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的影响。结果表明,土壤中添加生物炭能够有效减少TN和TP的淋失,添加量为2%、4%、6%和8%与不添加生物炭的对照相比,TN的淋失量分别显著减少17.6%、24.7%、30.6%和37.7%(P0.05),TP的淋失量分别显著降低26.0%、12.0%、15.7%和19.7%(P0.05);该试验中对土壤TN和TP淋失抑制效果最佳的生物炭添加量分别为8%和2%;施用生物炭能够有效降低土壤中TN和TP的淋失风险,是控制菜地土壤中氮磷养分淋溶损失的有效措施。     

不同连作障碍消减措施对新疆棉花根系形态生理特征的影响

采用盆栽试验,研究添加生物炭(BF)、施用有机肥(MF)、施用硫肥(SF)和轮作(CR)4种不同连作障碍消减措施对新疆棉花盛花期根系生理生化、生长形态以及土壤养分的影响.结果显示,不同的消减措施对棉花根系和土壤特征的影响存在差异.添加生物炭显著提高了土壤p H值和62.48%的土壤速效钾含量,降低了有效磷含量,并显著提高了棉花根系活力、根系长度和平均直径(P 0.05).与对照相比,轮作增加了土壤有机质、全氮和碱解氮含量,增加程度分别为31.79%、40.28%及32.43%,降低了土壤有效磷和速效钾的含量,并显著降低了根系丙二醛含量的积累(P0.05),且根系长度、根系表面积、根长密度和比根长最大.土壤速效钾和有效磷含量在施用有机肥处理下显著增加,分别增加了53.75%和16.75%,且根系平均直径显著增加(P 0.05),这将提高根系与土壤的接触面积,有利于膜下滴灌下异质性养分的吸收.本研究区域施用硫肥对土壤养分提高以及棉花根系生理活性、根系生长的改善效果不显著(P 0.05),并且施用硫肥具有最小的根冠比(0.499),不利于棉花根系自身的生长以及水分和养分的吸收.综上所述,添加生物炭、施用有机肥和轮作可通过影响根系形态或生理特征来提高根系功能的发挥,有利于养分的高效利用,可作为该区域可持续绿色农业的有效管理措施.(图1表5参51)