山东沂南县典型蔬菜区土壤肥力特征分析与评价

为了解山东沂南县设施菜地土壤肥力状况,以沂南县6个乡镇和1个街道的设施黄瓜和番茄土壤为研究对象,分别测定土壤pH、盐分、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾等指标,通过内梅罗公式法对土壤肥力进行综合评价。结果表明:沂南设施黄瓜和番茄土壤均出现一定程度的酸化,微酸性占比分别为25.00%和44.83%。设施黄瓜土壤以轻度盐渍化和无盐渍化为主,占比分别为43.75%和34.37%,而设施番茄土壤则以无盐渍化、轻度和中度盐渍化为主,占比分别为34.48%、31.03%和24.14%。沂南县设施黄瓜和番茄土壤的主要肥力指标,除钾外(全钾处于中等),其余均处于较高和高等级。设施黄瓜土壤肥力综合评价等级为一般和肥沃,而设施番茄土壤肥力综合评价等级为瘦瘠、一般和肥沃。其中,盐分、全钾和pH是影响设施黄瓜和番茄土壤肥力的主要因素。由于土壤酸化和盐分积累均与土壤表层氮、磷积累有关,沂南县典型设施菜区的氮、磷养分投入应根据土壤氮、磷含量来确定,适当补充钾素,降低土壤盐渍化和酸化程度,从而保持较高的土壤肥力。

不同种植年限设施菜地土壤养分、重金属含量变化及主导污染因子解析

为探讨不同种植年限对设施大棚土壤养分、重金属累积量的影响及主要污染因子,研究了不同种植年限的大棚土壤速效氮磷钾含量、有机质含量、p H值及重金属累积量的变化,并对种植年限与土壤理化性状和重金属累积量之间的相关性进行了统计分析。结果表明,随种植年限延长,土壤速效氮磷钾、有机质含量均大量累积,速效氮磷、钾含量分别是未建大棚时的2.5-3.5倍、33.9-70.3倍、4.5-5.6倍;p H值明显下降,每年约下降0.038个单位;而重金属Cd、Cu、Zn元素则显著升高,其中Cd超标现象严重,Cu、Zn含量均超土壤背景值;土壤速效氮磷、有机质含量与Cd、Cu、Zn含量均呈显著正相关关系,由此推测土壤中重金属Cd、Cu、Zn与速效氮磷、有机质有相似的来源,这说明不同种植年限的设施菜地土壤中均出现养分失衡、土壤酸化、重金属累积等环境问题,其中主导污染因子为速效氮磷钾及重金属Cd元素,Cu、Zn元素为潜在污染因子。为保证设施大棚土壤的生态环境安全应提倡合理科学施肥方式。

土壤食细菌线虫对菲降解的影响

以菲作为多环芳烃污染物的代表,通过室内培养试验研究了在菲降解菌恶臭假单胞菌存在与否的条件下,接种食细菌线虫对未灭菌土壤中菲去除的影响。析因设计包括4个处理：单独接种恶臭假单胞菌（B）,单独接种食细菌线虫（N）,同时接种食细菌线虫和恶臭假单胞菌（BN）以及未接种线虫和细菌的对照（CK）;分别在培养后第0、5、14、28天进行破坏性采样,测定土壤中菲的残留量,食细菌线虫和恶臭假单胞菌的数量,土壤FDA（荧光素二乙酸酯）水解酶、过氧化氢酶的活性。结果显示,相比CK,在培养前期（0～14天）,处理N提高土壤中菲的去除率;而在培养后期（14～28天）,BN处理降解菲的优势逐渐显现出来。在培养结束（28天）时,各处理菲的去除率依次为BN（48.2%）〉B（45.1%）〉N（44.4%）〉CK（43.5%）。试验结果还表明,接种食细菌线虫能显著（p〈0.05）促进细菌以及土壤酶活性。总之,食细菌线虫和细菌的交互作用可能促进土壤中菲的降解。

有机肥部分替代化肥对作物产量及土壤氮素迁移的影响

针对粮田大量施用化肥导致土壤质量下降以及不合理施用有机肥带来的环境污染问题,基于产量和环境条件探索有机肥部分替代无机肥的适宜配比,为科学施肥、减少氮素淋失、保护土壤环境提供理论依据。本研究在麦玉轮作区进行大田试验,设置不施氮肥(T1)、牛粪有机肥氮与化肥氮配比分别为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4(简称T2、T3、T4、T5)和单施化肥(T6)6个处理,研究自然降水条件下不同有机肥化肥配施比例对作物产量、土壤剖面硝态氮累积分布的影响。结果表明,有机无机配比为1∶2时小麦、玉米平均总产量最高,为11.4t·hm^-2,比不施氮肥处理提高46.2%,比单施化肥处理提高3.6%。0~100cm各土层硝态氮累积量随着牛粪有机肥所占比例降低而升高,以单施化肥处理土壤中硝态氮累积量最高,此趋势在小麦玉米收获期的80~100cm土层表现更明显。表明该时期土壤硝态氮已存在迁移累积现象,对地下水带来潜在的污染风险。因此,在兼顾小麦玉米产量和环境双重条件下,小麦、玉米两季的结果均表现为有机与无机氮肥最佳配比为1∶2,在此比例下,有机肥的替代施用较纯化肥处理提高产量的同时,还能降低土壤中硝态氮的累积和迁移。

不同有机肥用量对土壤硝态氮含量及氮素利用率的影响

为了研究有机肥用量对农田土壤硝态氮迁移累积的影响,合理使用有机肥,减少有机肥对环境的污染,在山东省曹县潮土小麦玉米轮作区进行大田试验,研究了自然降雨条件下不同牛粪有机肥用量对小麦玉米轮作农田土壤硝态氮纵向分布、作物产量、氮素利用率的影响。结果表明:0~100 cm各土层硝态氮含量及累积量随着有机肥用量的增加而增加,且用量为每年每666.7m^2施3 000 kg以上时土壤硝态氮含量显著增加;在小麦生育期和玉米苗期土壤硝态氮含量随着土层深度的增加基本呈先降低后升高的趋势,尤其在初夏小麦成熟期60~100 cm土壤中硝态氮累积量高于表层土,表明该时期土壤硝态氮向土壤深处迁移累积,对雨季地下水污染带来潜在的危害;小麦、玉米产量与牛粪有机肥用量之间分别呈二次函数关系和线性关系,牛粪有机肥用量为每年每666.7m2施3 000 kg(折纯氮45 kg)时小麦和青贮玉米的总产量最高,该用量下,小麦、玉米的氮素利用率分别为52%和50%。综合分析,推荐牛粪有机肥用量为每年每666.7m^2施3 000 kg,既保证小麦、青贮玉米的产量又能降低施肥给环境带来的污染风险。

农艺措施对重金属污染小麦田的修复研究

为探讨在受重金属污染的土壤上生产出符合安全标准粮食的农业生产技术,实现重金属污染农田边生产边修复,以有污水灌溉历史的农田为研究对象,研究以农艺措施为主的不同修复措施对农田土壤中不同重金属累积量、小麦产量以及小麦籽粒中重金属累积量的影响。结果表明,污灌农田土壤Cd、Zn存在超标现象,增施有机肥、钝化剂和深翻耕等措施均能显著降低土壤中Cd、Pb、Zn有效态含量,其中以综合修复措施效果最佳,有效态Cd、Zn、Pb含量分别比修复前降低46.8%、31.2%、45.5%;增施钝化剂、有机肥和深翻处理均显著降低小麦籽粒中Cd的累积量,实施修复措施的小麦籽粒中Cd、Pb、Zn含量全部达到安全标准。因此,在重金属污染农田通过农艺修复措施能够实现小麦安全生产。

山东偏酸性棕壤区小麦镉低累积品种筛选

为筛选出适宜于山东偏酸性棕壤Cd污染风险区种植的低累积小麦品种,从当地小麦栽培品种中选出20个作为研究对象,采用田间小区试验对20个小麦品种籽粒Cd积累差异进行研究。结果表明:20个品种的小麦籽粒中Cd含量范围为0.013~0.116 mg·kg^(-1),各品种间富集系数和转运系数差异显著,富集系数最大值是最小值的9倍多,不同部位的转移系数最大值是最小值的2~5倍;综合聚类分析、富集系数、转运系数等指标,初步筛选出在试验条件下表现出低累积特性的3个小麦品种(烟农745、济麦55、济糯116),小麦产量指标结果显示其中2个品种的产量高于平均产量,结合健康风险评价指标最终确定出2个产量较高的Cd低累积小麦品种(烟农745、济麦55);但是对于筛选出的小麦Cd低累积品种的稳定性及其关键影响因素仍需进一步研究和验证。

不同种植年限设施菜地土壤超标重金属及其形态特征研究

为探讨设施大棚土壤中超标重金属种类及其形态特征,以不同种植年限大棚为研究对象,分析棚内土壤不同重金属的累积量,以及超标率最高的重金属及其形态结构特征、影响因素。结果表明,Cd是设施大棚土壤中唯一超标重金属元素,超标率为6.76%;Cd及有机质含量均与棚龄呈显著正相关;pH值与棚龄呈负相关。设施土壤中Cd主要以残渣态为主,分配系数平均为53.9%;氧化态的分配系数最低。Cd酸溶态含量在1~15年间随着棚龄的增加显著增加,超过15年增幅降低。种植年限延长、Cd累积量增加、土壤pH值降低均导致的土壤中Cd酸溶态含量增多。因此,为保证设施蔬菜产地环境安全,应高度重视因长期种植导致的土壤环境质量下降、Cd累积、土壤酸化等问题,预防Cd对设施蔬菜生产带来的污染风险。

PAHs污染土壤及生物修复技术研究进展

介绍了多环芳烃（PAHs）的定义、来源及其危害，综述了土壤中多环芳烃的污染现状，多环芳烃污染土壤的物理、化学、生物的修复技术，重点对生物修复的原理及影响因素进行阐述，并且对我国今后多环芳烃污染防控的发展方向进行了展望。

氮肥减量施用技术及其对作物产量和生态环境的影响综述

氮肥对提高农作物的产量具有重要作用,但过量施氮不仅会影响作物产量和品质,还会对生态环境产生负面影响,而适当减量施氮,既能保证作物产量、提高肥料利用率,又能减少对环境的危害,从而实现农业高产、高效、持续健康的发展。本文综述了氮肥减量施用技术及其对农作物产量和生态环境影响的最新研究进展,提出了减量施肥过程中存在的问题及展望,旨在为保证作物高产和兼顾环境友好的氮肥减量施用技术提供思路和参考。

我国规模化养猪场粪便重金属污染特征与农用风险评价

系统收集了我国21省市规模化养猪场粪便和11省市猪饲料重金属浓度数据,分析了其污染特征,同时对各省市猪粪总量及其重金属总含量、猪粪安全农用年限进行了估算。结果表明:在21省市中,猪粪中Cu、Zn、As、Cd、Cr平均含量超标省市分别占到95.2%、85.7%、33.3%、20%和5.26%。在其中有猪饲料数据的11省市中,猪饲料Cu含量超标的样品数量占到100%(四川除外,为75%),超标倍数在13.2~49.0之间;猪饲料Zn含量超标的样品数量占到60.0%~100%,超标倍数在1.3~9.5之间。猪粪和饲料间Cu、Zn达到极显著相关水平(p<0.01)。猪粪安全农用估算结果表明,限制我国规模化养殖场猪粪农用的主要因素是Cu、Zn和Cd。吉林省、辽宁省和山东省分别连续施用猪粪16、23、91 a,土壤中Cd含量超过国家土壤质量二级标准(GB 15618—2008)。北京连续施用猪粪65、51 a而天津连续施用猪粪53、91 a,土壤Cu和Zn含量分别超过国家土壤环境质量二级标准。建议在生猪养殖及其粪便农用过程中,不仅要从源头严格控制饲料中Cu、Zn等微量元素添加量,还应按照标准严格控制猪粪农田施用量。

长期施用有机肥对潮土土壤肥力及硝态氮运移规律的影响

以连续不同年限定位施用有机肥的小麦-玉米轮作农田为研究对象,设置4个处理:连续施用化肥(长期施用化肥,未施用有机肥);3年连续施用有机肥(不施化肥);5年连续施用有机肥(不施化肥);20年连续施用有机肥(不施化肥),探索不同年限连续有机施肥下土壤肥力、小麦产量和土体硝态氮累积量分布的变化。结果表明,连续施用有机肥可显著降低土壤容重、增加土壤中速效养分含量,且年限越长,效果越明显。化肥处理的小麦产量显著高于有机肥处理,有机肥处理中小麦产量随施肥年限的增加而降低,但无显著性差异。不同土壤深度硝态氮累积量表现为有机肥处理大于无机肥处理,小麦季大于玉米季;随着土壤深度增加土壤硝态氮累积量呈现先降低后增加的趋势,且各土层硝态氮累积量随施用有机肥年限增加而增加;通过分析80~100 cm土层硝态氮累积量发现,20年连续施用有机肥处理在此层的累积量最大达240 kg·hm^(-2)。由此可见,连续施用有机肥可降低小麦产量,连续20年施用有机肥土壤硝态氮总累积量和土体下层累积量均达到最大,具有一定的硝态氮淋失风险。因此,需采取一定的措施来增加作物产量,减少硝态氮累积,防止地下水硝态氮污染。

EDTA对铅锌尾矿改良土壤上玉米生长及铅锌累积特征的影响

针对铅锌尾矿废弃地的复垦,选用玉米在5种不同尾矿砂与土壤比例的改良基质上进行盆栽试验研究。盆栽培养基质以尾矿与土壤按0∶100、25∶75、50∶50、75∶25、100∶0比例混合而成,分别标记为:TA00、TA25、TA50、TA75、TA100。研究结果表明:抑制玉米生长的主要因素是尾矿基质极端贫瘠,Pb、Zn含量过高。添加EDTA前,玉米在所有处理中都能正常生长,植株没有出现明显的毒害症状。添加EDTA后玉米生物量显著下降,并且在改良基质中尾矿所占比例越高,下降幅度越大。EDTA可以显著提高玉米对Pb、Zn的富集能力,其中对Pb的富集能力大于Zn。基质比例为50∶50时,添加EDTA后玉米对Pb、Zn的迁移量虽然比基质100∶0低,但是玉米的生物量、株高和根系各指标都比基质100∶0下降幅度小。因此,尾矿和土壤比例为50∶50的基质改良方式比较合理,可用于铅锌尾矿废弃地的复垦。

长期施肥对山东潮土磷盈亏及农学阈值的影响

为了揭示长期施肥对山东潮土磷素盈亏、农学阈值的影响,以冬小麦-夏玉米轮作为研究对象,通过33 a长期定位施肥试验研究土壤磷素盈亏、土壤有效磷对磷素盈亏响应,明确土壤有效磷农学阈值;试验采用裂区设计,包括单施化肥和有机无机肥配施两大主处理。结果表明,不施磷和只施有机肥处理磷素亏缺量分别为23.27~29.20 kg/(hm 2·a),12.10~22.27 kg/(hm 2·a);单施磷肥和有机无机磷肥配施磷盈余量分别为68.34~85.99 kg/(hm 2·a),88.84~107.64 kg/(hm 2·a)。单施化肥和有机无机肥配施两大主处理每盈余100 kg/hm 2磷素,土壤有效磷分别增加0.76,1.46 mg/kg,有机无机肥配施处理有效磷对磷盈亏的增幅响应更大。单施化肥处理中小麦和玉米的有效磷农学阈值分别为12.60,8.90 mg/kg,有机无机肥配施处理中作物产量和土壤有效磷含量关系不明显。长期耕作下,不施磷肥和单施有机肥处理需增施磷肥或增加有机肥量来增加土壤磷素;施磷处理中可适当减少施磷量来调控土壤磷盈亏;根据农学阈值和有效磷转化率合理确定施磷量。

可降解地膜残留碎片对小油菜生长和土壤性状的影响

采用盆栽试验的方法研究了3种可降解地膜残留碎片对小油菜生长和土壤性状的影响。结果表明:当土壤中可降解地膜残留碎片含量较高时其对小油菜产量和叶片叶绿素含量产生了一定的抑制作用,降低了土壤中碱解氮和有效磷的含量,提高了土壤含水量和速效钾的含量;各地膜处理对小油菜叶片数、土壤p H值和有机质含量无显著影响;可降解地膜与普通地膜相比,其残留碎片对小油菜生长和土壤环境的影响降低。

农田重金属钝化剂研究进展

农田重金属污染原位钝化修复是通过向土壤中添加钝化剂来降低重金属的有效浓度和生物有效性,从而降低重金属对生态环境和土壤—作物系统的危害。这种方法因操作简便、见效快、适合大面积修复而被广泛应用,且不同类型钝化剂具有不同的修复效果和修复机制。本文从无机类、有机类、新型材料三个方面对钝化剂进行分类,并从修复机理、修复效果、影响因素以及注意的问题等方面分析钝化剂修复重金属污染的现状。针对实际环境中存在的多种重金属复合污染,利用复合钝化剂进行修复,今后需进一步研究钝化剂修复机理以及探寻新的修复材料,并通过长期田间试验监测修复效果稳定性。

氮肥调控对冬小麦主要性状、氮素利用及土壤硝态氮时空变化的影响

在山东招远棕壤区的小麦-玉米轮作区,通过田间试验,研究了不同氮肥调控处理对冬小麦主要性状、氮肥利用率以及土壤硝态氮时空变化的影响。结果表明:施用控释肥B的处理(CRF B处理)与习惯施肥处理相比,尽管降低了37%的氮肥用量,仍能够获得小麦最高产量,且氮肥偏生产力和农学效率最高,同时氮肥利用率和氮肥生理利用率较高,硝态氮在不同土层的积累较少,没有淋溶风险。因此CRF B是最佳的氮肥调控处理。

施肥对黄河三角洲盐碱地作物产量及其构成因素的影响

通过田间试验探讨了抗盐施肥对黄河三角洲盐碱地小麦、玉米、棉花和花生产量及其构成因素的影响。结果表明:与农民习惯施肥处理(FP)相比,优化施肥处理(OPT)、化学抗盐施肥处理(CHP)和有机抗盐施肥处理(ORP)分别使小麦产量增加了16.0%、17.9%和28.0%,生物抗盐施肥处理(BIP)和ORP处理分别使玉米产量增加了18.3%和17.6%,OPT、CHP、ORP及BIP处理分别增加棉花产量14.0%、18.2%、21.0%和24.6%,ORP和BIP处理分别增加花生产量15.6%和13.7%。说明合理施肥配合生物、化学和有机抗盐措施可显著提高黄河三角洲盐碱地的作物产量。

接种比对叶菜类尾菜厌氧发酵产沼气性能影响的研究

以叶菜类尾菜为主要原料进行厌氧发酵,常因"过酸化"导致产气失败,为提高其能源化利用效率,本研究系统比较了10%、20%、30%和40%接种比对产沼气性能的影响。结果表明:接种比为10%和20%时,丙酸、乙酸和氨氮浓度失衡,p H值最低可至4.82和5.50,系统出现不同程度的"过酸化"现象,产气停滞或大大减少,甲烷含量低;而接种比为30%和40%时,丙酸、乙酸和氨氮浓度维持良好平衡,pH值基本维持中性,产气正常。采用较高的接种比对于叶菜类尾菜厌氧发酵正常产气至关重要,同时鉴于30%和40%接种比产气效果差别不大,从经济性角度考虑,确定30%为最佳接种比。

长期定位施肥对山东潮土有效磷及磷库演变规律的影响

为研究长期定位施肥对土壤磷素的影响,在山东潮土区冬小麦-夏玉米轮作制度下,通过连续33年的长期定位施肥试验,研究土壤有效磷变化、磷库的演变及两者比值(PAC)的变化关系。试验设8个处理:不施肥(CK)、氮(N)、氮磷(NP)、氮钾(NK)、磷钾(PK)、氮磷钾(NPK)、减量氮磷钾(N_(15)PK)和增量氮磷钾(N_(25)PK),同时设置8种不同施肥模式下增施有机肥处理。结果表明,对于土壤全磷、有效磷及PAC值,增施有机肥处理高于不施有机肥处理,施用磷肥处理高于不施磷肥处理;随着年限增加,不施磷肥和只施化学磷肥由于作物吸收、养分流失及形态转化等原因导致土壤磷库有所减小,而增施有机肥处理保持稳定;对于PAC值变化,不施有机肥处理随年限增加而降低,增施有机肥处理随年限增加而增加,PAC值总体较低,与土壤性质有关。综合来看,化学磷肥配施有机肥更能有效地提高土壤磷含量,保证磷素的供应,这为潮土区施肥管理和土壤培肥提供科学依据。