论山西褐土区农田土壤干燥化问题

以山西褐土区离石、忻州、太原、寿阳、临猗等地玉米、小麦农田为主要研究对象，选取5个代表性样点12个剖面采集0～600cm深度土壤样品，研究分析不同季节土壤垂直剖面水分状况。结果表明，该区玉米、小麦等农田中普遍存在土壤干层，轻度和中度干层都有显现；季节性干层的存在是该地区农作物易于发生干旱灾害的主要原因；晋中玉米地轻度干层发育到了600cm以下；晋南由于长期气候干旱，导致干燥化程度加重，轻度土壤干燥化也已发育到了600cm；晋西玉米地400cm接近轻度干化，晋北玉米地轻度干层也已达到600cm深度。农田季节性干层、深层土壤干层的出现严重影响了农田土壤的水循环；降水量少是本区农田干层产生的主要原因，但农田生产力提高、植被密度和蒸发对临时性干层形成的影响也不可忽视；选择低耗水、深根系的旱地作物，同时合理密植、有条件的地方实施灌溉等都是减缓农田干层的有效途径。

山西褐土区设施蔬菜地不同棚龄土壤氮、磷残留特征

设施蔬菜地因其高度集约化的栽培条件和管理方式对土壤养分状况影响极大,但随着种植年限的增加,土壤中氮、磷残留趋势并不清楚。基于此,采取野外调查采样与实验室分析相结合的方法,对山西省晋中市太谷县范村镇象谷村不同种植年限(10、20、30年)温室大棚土壤主要肥力指标进行综合分析,了解褐土区设施蔬菜地土壤主要养分氮、磷残留和迁移特征。结果表明:不同种植年限大棚土壤氮、磷均出现表层(0~20 cm)累积的现象。随着土层深度的增加,不同年限大棚土壤NO3--N残留量均有降低的趋势,各棚龄土壤0~100 cm土层的硝态氮(NO3--N)残留量均显著高于100~200、200~300、300~400 cm土层土体的残留量,10、20、30年棚龄土壤0~100 cm土层的NO3--N残留量分别为100~200、200~300、300~400 cm土层土体内NO3--N残留量的34.9%、43.4%、40.9%,且20年的残留量占比最高;不同棚龄相应各层土体NO3--N残留量均高于大田。随着棚龄增加,土壤0~20 cm土层的有效磷(Olsen-P)含量表现为先升高后降低的趋势,不同棚龄Olsen-P含量(0~40 cm土层)是大田3.8~5.6倍,均以20年棚龄的含量最高。10年棚龄20~40 cm土层和20年棚龄40~60cm土层的Olsen-P含量均已接近大田表层值(24.66 mg/kg),不同棚龄土壤Olsen-P含量从40 cm土层开始均急剧下降。0~400 cm土层土体内全氮与NO3--N含量呈显著线性相关,0~100 cm土层土体全磷和Olsen-P含量之间呈乘幂相关关系,由各自的决定系数可知,土壤中50%左右的NO3--N和Olsen-P含量受全氮量和全磷量的影响。此外,褐土区磷淋溶阈值为45.1 mg/kg,超过此值该区域土壤存在磷淋溶风险。总之,大棚内短期投入大量肥料的生产方式导致土壤中特别是0~20 cm表层土壤氮和磷的大量残留,而长期水肥的高投入又引起有效态氮和磷的淋溶,进而在土壤深层次残留。

日光温室长期施肥条件下耕层土壤计量化学变化特征

【目的】施肥是保持设施蔬菜地土地生产力的重要措施,但长期高量水肥条件下土壤中碳、氮和磷的化学计量特征并不清楚。【方法】本试验采用室外调查采样结合化验分析的方法,研究褐土区蔬菜保护地不同年限(5、15、20、30a)和大田土壤主要养分碳、氮和磷的化学计量特征。【结果】(1)不同种植年限随着年限增加土壤表层有机质量先增加后降低并趋于稳定,15 a时有机质量达到最大值,比大田增加99.4%;土壤全氮量和全磷量随年限增加整体变化趋势类似有机质量,各年限土壤全氮量和全磷量分别是大田的1.4~2.6倍和1.7~4.5倍,全氮量15 a达最高,而20 a种植年限的全磷量最高。(2)与大田相比,不同种植年限土壤C∶N、N∶P和C∶P化学计量比均随年限增加而递减并趋于稳定,变化分别在8.7~10.3、1.2~1.6和7.7~15.6范围内。土壤表层C、N、P量的增加速度排序为P>N>C,表现为化学计量比C∶P变异最大,N∶P次之,C∶N变异较小。【结论】尽管大棚内肥料投入较高,但目前该褐土区域土壤C∶N、C∶P和N∶P化学计量比在一定范围内维持相对稳定。从长远来看,针对本研究设施蔬菜地磷的持续快速积累而碳相对不足的问题,应采取降低磷肥施用量、控制氮肥、增施有机肥尤其是C∶N比高的有机肥等措施,以阻控C∶P进一步下降,维持C∶N和N∶P的平衡。