化肥减施下磷肥运筹对越冬长茬番茄生长和磷利用率的影响

为探究高量施肥地区化肥氮磷钾同步减施条件下,磷肥减施比例以及磷肥运筹方式对番茄产量、化肥磷利用率和土壤肥力水平的影响,试验于河北省定兴县日光温室,种植越冬长茬番茄,共设计6个处理,其中PB2处理化肥磷全部基施,其他减施处理化肥磷采用“基施+追施”运筹模式,分别是:农户常规施肥(CF,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为1009.5-774.0-1458.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施1(P1,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-375.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施2(PB2,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-225.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施3(PT2,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-225.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施4(P3,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-75.0-1125.0 kg/hm^(2))、化肥磷减施5(P4,N-P_(2)O_(5)-K_(2)O为750.0-0.0-1125.0 kg/hm^(2))。研究表明,3 a间PT2处理与常规施肥处理相比产量平均增加12.0%,增幅最高。P1、PB2和PT2处理连续3 a减施后根系干质量增幅明显,植株化肥磷利用率、化肥磷收获指数和化肥磷农学利用效率显著提升;PT2处理根冠与CF处理相比,平均增加48.2%,化肥磷利用率、化肥磷收获指数分别平均高32.9,2.7百分点,农学利用率较CF处理提升9.02倍,在所有减施处理中最高。土壤硝态氮、速效钾和速效磷含量较CF处理3 a间分别平均降低了8.2%~14.9%,4.4%~19.9%,7.3%~24.8%。综上,在过量施用化肥的设施菜地,化肥减施35.2%(其中化肥磷减施70.9%)不会降低作物产量,化肥磷采用“基施+追施”运筹模式番茄产量也较全部基施有所提高,一定程度上降低了土壤速效磷含量并增加了化肥磷肥利用率。

基于长期氮肥示踪试验评估氮肥利用率算法的合理性

氮肥利用率是衡量氮肥被作物利用的一个指标,常规采用的计算方法为差减法和15N示踪法,主要是通过作物吸收的氮量来计算氮肥利用率。由于这两种方法没有考虑氮肥在土壤中的残留和后效,显著低估了施用氮肥的实际效应。为此,国内外研究者一直在探索更实际的氮肥利用率计算法。不同的改进方法以不同的表现形式包含了氮肥的遗留效应,弥补了差减法和15N示踪法在短期试验中对实际氮肥利用率的严重低估,基本接近于实际氮肥利用率,但远高于常规差减法或15N示踪法估算值。在本文中定义的实际氮肥利用率(ANUE)为:在土壤残留示踪氮被完全消耗的条件下,作物地上部吸收肥料氮占施氮量的百分比。法国28年旱地作物的氮肥叠加利用率为61.3%~65.3%,中国太湖地区17年的水旱轮作体系示踪氮肥试验中氮肥叠加利用率为38.6%~43.0%。本研究采用Origin 2021的图形数字化工具,获取这两个长期定位试验数据,包括每季作物吸收15N、土壤残留15N数据,分别以耗竭耕层(0—20 cm)、1 m、2 m土体中的氮素残留量来计算氮肥利用率。以此为参照标准,评估土壤氮素平衡法和氮肥有效率法计算结果的合理性。基于2 m土体残留肥料氮的土壤氮素平衡法和氮肥有效率法,会高估旱地作物的氮肥利用率;而以耕层土壤残留肥料氮作为估计参数时,则与旱地实际氮肥利用率基本一致(61%~74%);而氮肥有效率(41%~52%)可以很好地估算我国太湖地区水旱轮作体系的实际氮肥利用率。因此,跨地块或作物系统的氮肥利用率比较,应选择适当的计算方法,以避免由不同方法导致的不可比性而产生误解。氮肥有效率法(将作物吸收和土壤残留氮均视为有效部分)可以通过短期试验获得接近实际的氮肥利用率,具有广泛的应用价值。

构建节水抑盐土体构型 促进南疆农业持续高质量发展

新疆的南部(以下简称南疆)光热资源丰富,但因水资源匮乏、土壤含盐分高等因素限制南疆农业生产发展和生态建设,阻碍了南疆经济社会高质量发展。结合新一轮千亿斤粮食产能提升行动和新疆实际,国家开展了塔里木河流域土地开发与农业资源调查,调查研究认为:南疆农业生产必须解决好农业节水和土壤盐分问题,控制土壤盐分是个长期的基础性工作,通过空间调控,把盐分滞留在耕作层以下是控制南疆土壤盐分危害的基本方法。土体构型对土壤水分、盐分的剖面运动有着显著的影响,合理的土体构型不但可以高效率排盐、抑制盐分向根区运动,而且可以降低渗漏、抑制土壤蒸发、保水保墒,从而提高耕地产能。南疆现在的大多数土体构型的节水保水抑盐性能非常微弱,通过重建土体构型,预期可以降低土壤盐分的作物危害风险80%以上,单位耕地面积农业用水量降低30%~40%,作物产能提升10%~20%,为南疆农业持续高质量发展提供坚实的物质基础。

我国农田磷养分平衡研究进展

从农田养分平衡的角度出发,通过磷平衡的计算方法、我国农田磷平衡的时空变异特征、不同作物农田磷平衡状况、磷平衡对土壤磷含量的影响等4个方面,综述了近年来我国农田磷平衡研究的主要进展。研究表明,我国农田磷平衡表现为整体盈余,且目前盈余程度仍在加剧;但不同区域间变异较大,部分农田磷亏缺,不同区域及不同作物间磷平衡呈现"两极化"发展趋势。不同研究者对于我国农田磷平衡的总盈余量、单位面积盈余量以及空间变异特征所得结果差异较大,不宜直接对比;而对时间变异、不同作物种植类型农田磷平衡以及土壤磷累积规律等方面的研究结果基本一致。为保持土壤磷养分库的稳定与提升,基于我国磷平衡研究现状,探讨了我国未来在磷平衡评价指标、改善磷平衡技术措施方面的几个研究方向,并提出政策措施引导、客观舆论宣传等建议。

太湖流域农田肥料投入与养分平衡状况分析

通过对太湖流域9个县市的700多份实地作物施肥情况调查,并结合相关统计资料,综合分析了太湖流域目前农田肥料投入以及氮、磷养分的平衡(盈亏)状况,重点进行了大田作物和蔬菜等经济作物氮、磷肥料投入量、养分平衡状况以及有机肥和化肥投入比较。分析结果表明,蔬菜等经济作物的养分投入和盈余状况整体上均高于粮食、油料作物,而大宗粮食、油料作物的周年养分投入支出基本平衡。蔬菜播种面积尽管只占到所统计4类作物总播种面积的30%,但是其施磷量却达总施磷量的50%以上,而磷素是造成我国水体富营养化的关键因素之一,加之目前经济作物的种植面积日益扩大,对水环境的影响不容忽视。

我国农田土壤钾平衡研究进展与展望

土壤钾平衡法是一种简便易行的判断土壤钾库丰缺状况的方法,广泛应用于农田土壤钾素养分供应状况评价及科学施肥实践。本文从农田养分平衡的角度出发,通过分析钾平衡的计算方法、农田钾平衡的时空变异特征、不同作物农田钾平衡状况、钾平衡对土壤钾含量的影响4个方面,综述了近年来我国农田钾平衡研究的主要进展。研究表明,我国农田钾平衡总体表现为亏缺,时间维度上表现为自建国以来整体呈现先下降后上升趋势;但不同区域间表现不一且变异较大,部分区域的农田钾平衡状况表现为盈余;不同区域及不同作物间钾平衡呈现"两极化"发展趋势;作物之间的养分吸收特性不同以及肥料和农产品市场价格波动,这两个因素共同决定了不同作物类型之间及同种作物不同年际间钾平衡的差异;不同研究者对于我国农田钾平衡的总盈余量、单位面积盈余量以及空间变异特征所得结果差异较大,宜对所选指标体系综合分析后比较,而不宜进行直接对比;而对时间变异、不同作物种植类型农田钾平衡以及土壤钾累积规律等方面的研究结果基本一致;本质上来说,当前土壤养分库状况是一个区域的种植制度、施肥方式经过多年的累积所造成的结果,同时也决定着其未来的发展走向。为保持土壤钾养分库的稳定与提升,基于我国钾平衡研究现状,提出我国未来在养分均衡、开源节流、重视不同轮作情况下钾素的周年运筹以及关注更深层次的土壤分层钾养分库等几个改善农田钾平衡技术措施方面的研究方向。

生长后期不同断根及追钾对云南烤烟含钾量的影响

田间试验研究生长后期不同断根及追钾对云南烤烟含K量的影响结果表明 ,不同断根时间、断根部位和断根数量以及断根时追K与否及追施K素的形态等均对烤烟烟叶含K量的影响不同 ,烟株生长后期实施断根和追施K肥等措施可提高根系吸收活力和增加烟叶含K量。其中打顶时断根同时追施速效钾肥为最佳处理 ,其烟株各部位叶片含K量和上部叶片干物质量增幅最高 ,且易于实际操作。

我国不同产品认证体系农产品产地环境标准的比较

产地环境对农产品质量具有重要而直接的作用,不同作物类型、不同质量管理体系都对农产品的产地环境提出了不同要求。应用比较研究的方法,从标准的分布状况、环境要素检测指标体系以及检测指标的限值3个方面入手,系统分析了我国国家标准以及行业标准中对普通农产品、绿色食品、无公害食品和有机产品产地环境的要求,明确了3种体系农产品产地环境检测指标的异同。结果表明:无公害食品产地环境标准数量最多,涉及农作物门类齐全,标准级别系列完备,绿色食品标准较少,有机产品尚无专门针对产地环境的标准,而是采用一般农产品标准;对产地环境要求的严格程度比较而言,绿色食品最高,无公害食品次之,有机产品/一般农产品最低;进一步对环境3要素的比较结果显示,3种体系对土壤质量的要求差异最大,灌溉水质量次之,对空气质量的要求差异最小。探讨了当前标准制定中存在的检测指标名称和单位不统一、不同标准间的衔接性差以及有机产品产地环境等问题,以期为我国正在进行的有机产品产地环境优势区域划分以及各类农产品产地环境标准的修订提供参考。

打顶后NAA处理对烟草生长烟叶中钾和烟碱浓度的影响

在云南省田间连续三年研究了打顶后在茎断面涂抹萘乙酸(NAA)处理对烤烟植株生长、钾素吸收、烟叶中钾和烟碱浓度的影响。结果表明,打顶导致烟株中的钾素损失,烟叶中钾浓度下降,烟碱浓度增加。打顶后在茎断面用NAA处理可以增加烟株对钾素的吸收,促进钾素向叶片中分配,使叶片钾浓度提高;同时降低叶片烟碱浓度。第一次NAA处理两周后用NAA再处理一次虽然可以进一步提高烟叶钾浓度,但使叶片干重稍有下降,且在操作上多一道工序。若开花后不打顶,虽然叶片中钾浓度较高,但大大降低了叶片干物重,严重影响叶片的产量和品质。

打顶时不同追钾对云南烤烟含钾量的影响

田间试验研究打顶时不同追K对云南烤烟含K量的影响结果表明 ,打顶时追施K肥可提高烤烟叶片含K量和烟株吸K量。烤烟田间土壤补施K肥 (包括根部集中施用K2 SO4、KNO3 和缓效钾 )处理其提高烟叶含K量效应明显优于叶面喷施K肥 (包括叶面喷施KH2 PO4、KNO3 和K2 SO4)处理 ,而 3种土壤追施K肥处理以施K2 SO4和KNO3 效果最佳 ,烤烟生育后期追施K肥提高中、上部叶片含K量效果最佳 ,顶叶含K量由对照的 2 .6 %增至3.2 %。

人工湿地对保护水环境的影响

湿地尤其是人工湿地在水环境污染处理方面正在发挥着越来越大的作用,但是对其功能及利用方面仍然存在误区。针对这一现状,笔者从系统地介绍国际上关于湿地的定义以及中国湿地分布状况入手,分析了1949年以来中国人工湿地尤其是稻田面积的变化趋势及其在水环境氮、磷污染防治的效果,指出了目前中国在对人工湿地的认识和利用上的几个常见误区。提出应正确认识人工湿地在水环境污染净化方面的作用,不能简单地将人工湿地作为污水处理厂来使用,特别指出需要保护稻田,重视其作为人工湿地在水环境改善方面的作用。

华北两熟区农田磷流失风险预警研究

轮作是长期以来在各地形成的相对固定的作物组合模式,同时也是农田养分平衡状况计算的基本单元,多年累积形成的养分盈亏则直接影响环境。在植物必需的3种大量营养元素中,对环境影响最大的营养元素是磷和氮,与氮素相比,磷素循环途径则相对稳定,没有气态损失,磷的表观养分平衡与环境污染的相关性高,且计算方便,因而本文选择磷素作为环境风险预警指示元素。为探究简易、有效的轮作环境效应预警方法,从筛选适宜预警的关键元素和环境风险产生的关键环节入手,提出适合我国小农户现实国情的、基于农田地块级别的预警指标体系,并以华北两熟区5种轮作类型、38个地块的调查数据为例进行了验证。该预警体系包括3级评价指标(周年磷平衡、耕层土壤质地、周年磷肥运筹)共6种预警级别并用3种色系进行标识(深绿、浅绿、浅黄、深黄、浅红、深红)。该预警方法的特点为:研究对象为整个轮作周期而非单茬作物;磷平衡既考虑周年的总量均衡(即整个轮作周期磷素投入、产出平衡状况),又考虑不同茬次间的科学分配(即磷素统筹),且二者均采用相对平衡值而非绝对平衡值,从而使得不同轮作类型之间的磷平衡可以进行统一量化和比较;土壤质地简化为沙土、壤土、黏土3种。验证结果表明,磷肥用量、运筹合理、环境友好(深绿)的地块仅占10.53%;而高环境风险(深红、浅红)的轮作地块达57.89%,即一半以上的地块目前的轮作方式存在高或极高的环境风险。该预警方法具有科学、实用、简便,所需数据容易获得的特点,可用于农户对自己地块磷流失风险进行判断,也可用于国家、区域或地方农业主管部门进行种植业结构调整时参考。

中国农业面源污染形势估计及控制对策 I.21世纪初期中国农业面源污染的形势估计

20世纪70年代以来,中国重要的湖泊和河流水域如五大湖泊、三峡库区、滇池、白洋淀、南四湖、异龙湖等氮、磷富营养化问题急剧恶化。研究结果表明,在中国水体污染严重的流域,农田、农村畜禽养殖和城乡结合部的生活排污是造成水体氮、磷富营养化的主要原因,其贡献率大大超过来自城市生活污水的点源污染和工业的点源污染。20世纪80年代初以来,在各重要流域菜果花(蔬菜、水果、花卉)播种面积增加了4.4倍。菜果花种植为新型产业,农民并未掌握合理的施肥技术。由于种植效益高,菜农为了追求效益,超高量使用氮、磷肥料,单季作物化肥纯养分用量平均为569～2000 kg·ha-1,为普通大田作物的数倍甚至数十倍,成为水体富营养化的主要潜在威胁之一。与此同时,农村养殖产业带的发展,使得一些地方畜禽养殖产生的氮、磷数量剧增,最大已达到1 721 kgN·ha-1和639 kgP2O5·ha-1,大大超过了农田可承载的安全负荷,成为各大水域的重要污染源。而城乡结合部地带缺少排污管网等基础设施,加上这一地带城区快速扩张,使之成为城区面源污染的主要来源。分析结果还显示,尽管中国农业面源污染的程度已十分严重,然而,各主要驱动因素仍然有增无减,进入21世纪初,中国农业面源污染对水体富营养化的影响将进一步加剧,农业和农村发展引起的水?

中国农业面源污染形势估计及控制对策 Ⅲ.中国农业面源污染控制中存在问题分析

对中国农业面源污染控制中存在的主要问题进行了剖析。分析指出,中国各主要流域的面源污染控制仍然有较大误区,最主要的问题是没有对点源和面源污染进行分类控制。目前即使在农业面源污染已成为水体污染主要原因的流域,仍以河口、河道地带等末端控制工程建设为主。由于没有遵循农业面源污染控制的基本原则:整个流域统一布局,充分考虑当地农村经济条件和现有种植结构,最大限度照顾农民利益,在源头上对不同类型的污染实行总量控制,因此许多地区高氮、磷养分用量的菜果花农田面积目前仍在大幅度增长,对今后流域治污造成更大难度。根据中国现状,目前在水体污染严重的流域和高污染风险地区,应尽快建立不同类型面源污染的源头控制,从水源保护的需求出发,根据当地气候、水文地质、地形、农田土壤条件,合理划定流域内各级水源保护区,制定并试行相应的限定性农业生产技术标准。充分的试验研究是保障标准的科学性、合理性和可操作性的前提。建议在有条件的地区试行绿箱政策,鼓励和推动农民广泛采用保护环境的替代技术和生产模式,以提高农业资源利用率,促进农业技术的升级换代。

中国农业面源污染形势估计及控制对策 Ⅱ.欧美国家农业面源污染状况及控制

在全球范围内,农业面源污染正在成为水体污染的主要原因,对农业面源污染的控制不但逐步成为水污染治理的重中之重,也逐步成为现代农业和社会可持续发展的重大课题。20年来,发达国家在农业面源污染治理上主要通过源头控制,对农田面源、畜禽场面源进行分类控制。其核心特征为在扎实的试验研究基础上,发展环境友好的农业生产技术替代原有技术,在各主要水域和水源保护区研究和制定限定性农业生产技术标准。通过技术层面与政策层面的结合,在全流域范围内广泛推行农田最佳养分管理,限制水源保护区农田作物类型、轮作类型、施肥量、施肥时期、肥料品种和施肥方式,实行全流域氮、磷总量控制,削减农业面源污染排放量。自80年代以来,农用化学品用量较高的欧盟国家氮、磷化肥用量分别下降了大约30%和50%。曾经一度十分严重的地下水硝酸盐污染有所缓解,湖泊和近海域水体富营养化也得到一定程度改善。发达国家在控制农业面源污染上采取的策略和技术,为中国提供了可资借鉴的经验。

施肥对设施番茄-黄瓜养分利用与土壤氮素淋失的影响

以宁夏引黄灌区设施番茄-黄瓜为研究对象,利用田间定位试验,研究了不同施肥措施对蔬菜产量、养分吸收利用及淋溶水产生和氮素淋失动态的影响,并对氮素淋失量及淋失率进行了分析。结果表明,常规施肥和优化施肥间番茄和黄瓜果实产量差异都不显著,养分吸收量顺序为:K>N>P。两季蔬菜的氮、磷肥利用率都不到7%,而钾肥利用率最高仅12.3%。氮素淋失量与施肥灌水和蔬菜生育时期密切相关。同一施肥处理下,黄瓜季氮素淋失量高于番茄季;氮素淋失以硝态氮为主,占总氮比例70%以上。番茄季总氮、硝态氮淋失率分别为2.95%～6.65%和2.50%～5.56%;黄瓜分别为3.40%～6.96%和2.89%～5.70%。两季蔬菜铵态氮淋失率都低于1%。通过优化化肥用量和施用高C/N比有机肥或秸秆调节土壤C/N,有利于降低氮素的淋失量,从而减少氮素的损失。

土壤分类研究回顾与中国土壤分类系统的修编

中国在第二次土壤普查(二普)中,由百余名土壤科学家共同制定了中国土壤分类系统,作为二普用规范性文档,二普后作为国标在全国推荐使用。对二普分县调查资料的首次汇总显示,从分县资料提取出的土壤分类名与国家标准发布的分类名存在一定差异。为对与国标不符的土壤类型名进行审核和修编,同时弄清中国现有两套土壤分类系统之间,以及这两套系统与世界土壤资源参比基础(WRB)之间的关联,对土壤分类研究进展及存在问题进行了回顾与分析。本研究显示,土壤发生学是各国进行土壤分类的共同基础,虽然理论基础相同,由于不同国家和地区所处气候带不同,拥有的土壤资源类型和人均资源量不同,经济与科技发展水平不同,采用的分类原则、命名规则、地面调查方法和采样量各有差异,最终形成的分类系统各不相同。受各国语言习惯和已有分类系统影响,也受近年来在土壤调查中对了解成土过程需求在弱化的影响,对各国土壤分类系统的整合进展并不顺利。对不同语言土壤分类系统的比较显示:中国国标分类系统更符合汉语语言特征,特别是高层级分类中的60个土类命名,能较好表达中国主要土壤类型的典型特征,易于专业及非专业人员对土壤类型及成土过程的认知,且推广应用时间已有30多年,在全国影响较大,应继续采用。国标分类系统不便进行国际交流的问题应通过建立其高层级分类,特别是国标中60个土类与世界参比基础的关联加以解决。研究表明,将土壤分类名限定于对成土过程的描述,有利于分类系统的稳定和对主要土壤类型成土过程的认知,在层级结构上对分类系统的不断调整,或将成土过程以外的土壤质量评价引入分类系统,将导致繁冗的土壤分类名,弱化对成土过程认知。由于土壤发生分类信息是进行土壤功能性状调查、评价和分类的重要辅助信息,将土壤分类限定于描述发生分类还有利于将其用于阐明土壤肥力、土壤环境和土壤健康功能性状。根据上述观点,对分县资料中土壤类型名进行了编审,土类按照国标发布的60个土类进行了归并,亚类进行了适度归并,在土属和土种名编审中,则对名称中源于现场调查的土壤分类信息尽量予以保留。

优化施肥对春小麦产量、氮素利用及氮平衡的影响

2009—2010年，在宁夏引黄灌区分别以宁春11号和宁春16号小麦为供试作物，利用田间试验研究了优化施肥（OPT）和习惯施肥（CON）对春小麦产量、氮素吸收利用和土壤硝态氮累积的影响，表观评估了土壤一小麦体系氮素平衡。结果表明，相对于CK处理，OPT和CON都显著提高春小麦籽粒产量地上部生物量，并促进籽粒N和地上部N的吸收累积，但二者之间差异不显著。施肥对小麦收获指数无显著影响，但OPT处理更有利于小麦产量构成与农学性状的改善，较好地发挥其产量潜力。OPT较CON提高了小麦的氮肥利用率、农学利用率和偏生产力。土壤硝态氮累积随土壤深度的增加而呈降低趋势，OPT处理可有效地减少0—100em各层土壤硝态氮的累积。土壤一小麦体系氮素表观平衡表明，应充分挖掘土壤和环境养分潜力，通过优化施肥来降低Nmm残留和氮素表观损失。

化肥减施对日光温室越冬长茬番茄氮肥利用率及去向的影响

【目的】我国设施蔬菜过量施肥现象严重,在设施栽培条件下,比较常规施肥与化肥减施增效技术(简称化肥减施)下蔬菜产量(生物量)和氮肥利用率,研究氮素去向,为高效施肥提供依据。【方法】2017—2018年在河北省定兴县龙华村基地的日光温室进行2个试验。试验1根据差减法设计4个处理,包括常规施肥(CF,N–P2O5–K2O为858–594–1284 kg/hm^2)和化肥减施40%(RF,N–P2O5–K2O为608–297–720 kg/hm^2),及其相应的不施化肥氮对照(CFNN和RFNN)。试验2为15N示踪试验,用15N尿素替代普通尿素15NRF和15NCF 2个处理。番茄收获后,取0—20、20—40和40—60 cm土层样品,测定氮素的残留量。分期收获成熟番茄及枯枝落叶,拉秧时取植株地上和地下部分,再分为不同部位,对番茄产量和养分吸收量进行测定。【结果】差减法试验结果表明,RF处理番茄产量、总吸氮量分别较CF显著增加了10.4%、14.8%,化肥氮利用率增加了15.4个百分点。15N示踪试验结果表明,15NRF处理产量、氮吸收量和15N吸收量分别较15NCF处理增加12.1%、25.3%和13.8%,15NRF和15NCF处理的化肥氮利用率分别为36.4%、20.3%。15N示踪法研究还表明,不同土层的全氮含量及15N原子百分超呈自上而下逐渐降低的趋势;15NRF处理的化肥氮损失、番茄氮吸收以及土壤氮残留比例分别为40.4%、36.4%和23.2%,15NCF处理化肥氮损失、番茄氮吸收和土壤氮残留比例分别为59.6%、20.6%和19.6%,化肥氮去向总体表现为损失>番茄吸收>土壤残留;15NRF处理化肥氮损失率较15NCF处理低19.2个百分点;15NRF和15NCF处理0—20 cm土层化肥氮残留量分别占土壤中化肥氮总残留量的88.9%和87.9%。【结论】在施用30 t/hm^2有机肥的前提下,减少农户常规化肥用量的40%并调整氮磷钾比例,番茄产量和氮素吸收量显著增加,土壤残留比例没有明显变化,损失量显著降低,化肥氮利用率提高15个百分点以上。

磷石膏农用的环境安全风险

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业废渣,是化学工业中排放量最大的固体废物之一。中国从20世纪50年代末开始发展磷复肥产业,但生产中排放的磷石膏废渣堆积量不断增加。为解决大量磷石膏堆存造成的环境问题,目前,磷石膏被再次利用作建筑材料,如用于生产水泥缓凝剂和制作石膏建材,以及用于充填矿坑和筑路等。自20世纪90年代也有研究尝试利用磷石膏替代天然石膏改良盐碱化土壤。然而,磷矿石中多种有害元素在湿法磷酸生产过程中残留或富集在磷石膏中,导致磷石膏中重金属、氟化物(F)及放射性元素镭(226Ra)等污染元素含量较高,且存在不同程度超出国家土壤环境质量标准和地下水质量标准。如磷石膏中重金属Cr、As、Cd和Hg超过《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)的农用地土壤污染风险筛选值的比率为20%—67%;且检出Hg、Cd、Pb、Ni、Cr和Be浸出浓度超过《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中IV—V类水质标准。磷石膏中氟含量已超出中国地氟病发生区土壤全氟和水溶氟临界值的比率分别为89%和100%;且检出其浸出浓度远超出地下水V类水质标准,部分已超过《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)浸出限量。按照农用地土壤污染风险筛选值(GB 15618—2018),估算了磷石膏在不同施用量条件下带入土壤的污染物元素累积量超出农用地土壤污染风险筛选值所需要的年限,表明短期内即可能导致土壤中污染元素累积量超标,如在年投入量为22.5 t·hm^(-2)条件下(如污染元素淋溶量忽略不计),对污染元素Cd、Hg、F和226Ra而言,无污染土壤变为污染土壤的年限分别约为1、5、4和25年。已有田间试验显示,磷石膏农用可导致部分农产品中有害元素(如F、As、Cd、Hg、Pb和Zn等)超标。2017年国家出台的《固体废物鉴别标准通则》(GB 34330—2017)明确规定,生产过程中产生的副产物,包括在无机化工生产过程中产生的磷石膏等属于固体废物;且以土壤改良、地块改造、地块修复和其他土地利用方式直接施用于土地的固体废物,仍然作为固体废物管理。为保证土壤健康、食品安全和环境安全,建议未经无害化处理、有害元素超标的、存在环境安全风险的工业固废磷石膏不得以土地处置方式为由直接施用于农田土壤,以免污染物进入食物链而危害人类健康。