珠三角赤红壤常年菜地土壤肥力质量评价

赤红壤是广东省地带性土壤,研究位于该地带性土壤的菜地肥力变化特征,以客观评价耕作施肥管理的科学性,助力耕地质量保护与提升。在广东省珠三角地区广州市、江门市、肇庆市、惠州市惠阳区选取了89个蔬菜常年种植菜地,测定了耕层(0~20 cm)土壤理化指标,利用第二次全国土壤普查养分分级标准和内梅罗综合指数法分析评价土壤肥力状况。珠三角赤红壤常年菜地土壤质地以壤土、砂质壤土、粉壤土为主,分别占比46.1%、23.6%和19.1%;pH 5.83,呈微酸性;有机质含量23.83 g·kg-1,为中等水平;阳离子交换量8.67 cmol(+)·kg-1,为中等偏下水平;全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量分别为1.19、1.47、12.53 g·kg-1,其中全氮和全磷含量均属中等水平,全钾含量为中等偏下水平;有效态养分中碱解氮、有效磷、速效钾含量分别为135.24、120.24、222.48 mg·kg-1,属于丰富(碱解氮和速效钾)和极丰富水平(有效磷)。内梅罗综合指数法评价结果显示,珠三角赤红壤常年菜地土壤综合肥力指数为1.69,属良好等级。相比第二次全国土壤普查广东省赤红壤普查结果,土壤全钾含量不同程度降低,pH值、有机质、全氮、碱解氮含量均不同程度提高,增幅分别为16.6%、23.5%、38.4%和62.5%;阳离子交换量、全磷、有效磷和速效钾含量大幅增加,增幅分别达1.29、6.00、65.80和3.07倍,其中土壤有效磷累积较为普遍。全氮和全磷的年均累积量分别为8.46、32.31 mg·kg-1,碱解氮、有效磷和速效钾年均累积量分别为1.20、3.04、4.30 mg·kg-1。总体上,经过近40年耕种,珠三角赤红壤常年菜地肥力水平不同程度改善,土壤pH由酸性改善为微酸性,阳离子交换性能、有机质、全氮含量提升1个等级,碱解氮和有效钾含量提升2个等级,全磷和有效磷含量分别提升3和5个等级。各肥力指标总体上由原来的极度缺乏至中等偏下状态改善为目前的中等偏下至极丰富水平,总体肥力状况良好。在实施蔬菜有机无机肥配施技术基础上,合理施用氮、钾肥,降低磷肥投入量,可以进一步提升珠三角赤红壤区菜地地力水平,维持土壤资源的可持续利用。

不同养分管理措施下常年菜地蔬菜生长及氮素径流特征

【目的】蔬菜生产超量施肥现象十分普遍,由此导致的面源污染问题日益严重。研究探讨常年菜地的合理施肥技术,明确蔬菜合理的氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮的迁移、流失,对于降低氮肥对水体的污染风险具有积极意义。【方法】本试验采用大田小区试验方法,设置不施肥对照和不同用量化肥配施有机肥处理(N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾),研究了不同养分管理措施对常年菜地甘蓝—茄子—甘蓝轮作模式下蔬菜生长及氮素径流流失的影响。【结果】连续三茬、为期一年的蔬菜试验,共采集径流样品18次。整个试验期间,不同处理的菜地地表径流铵态氮浓度均低于2.0mg/L的地表水V类水标准限值,且施肥对铵态氮的影响无明显规律性。地表径流硝态氮和总氮具有相似的浓度变化特征,浓度范围分别为0.03 28.43 mg/L和1.06 31.79 mg/L,硝态氮是土壤矿质氮流失的主要氮素形态。施氮不同程度增加总氮和硝态氮浓度,且化肥氮的作用尤为明显。几乎所有径流样品的总氮浓度均超过2.0 mg/L的地表水V类水的标准限值,OPT+NPK处理总氮浓度及硝态氮超标率均最高。对照处理的菜地总氮年流失负荷为30.8 kg/hm2,化肥氮空白处理与对照间无显著差异。其他有机无机肥配施处理中CON、OPT、OPT+N、OPT+P和OPT+NPK处理总氮年流失负荷分别为69.81、54.95、76.6、55.45和90.73 kg/hm2,分别较对照显著提高126.51%、78.29%、148.54%、79.92%和194.39%,且以OPT+NPK处理的流失负荷(90.73 kg/hm2)最高、OPT处理负荷较低(54.95 kg/hm2)。菜地施肥处理的氮肥流失系数在1.47%3.44%之间,总体随化肥氮用量增加而升高。施肥显著增加蔬菜产量,化肥氮空白处理的甘蓝和茄子产量较相应对照处理分别增加67.50%和114.20%,其他有机无机肥配施处理下两种蔬菜产量的增幅分别为5.1 5.5倍和4.5 5.9倍。相同有机肥用量条件下,施用氮、磷、钾化肥对蔬菜的增产作用明显,且以氮、磷、钾肥用量均最高的OPT+NPK处理的蔬菜产量增幅最大。【结论】从兼顾经济效益和环境效益角度出发,综合分析蔬菜产量、肥料投入成本及总氮流失负荷,优化施肥(OPT)处理可作为常年菜地推荐施肥技术方案。

化肥减量配合有机替代对赤红壤常年菜地蔬菜生长及土壤氮平衡的影响

以赤红壤常年菜地系统为研究对象,采用田间小区试验方法,设置不同处理[对照CK、常规施肥CF、优化施肥OPT及优化施肥化肥氮10%、20%、30%有机替代(T_(10)、T_(20)、T_(30))],研究菜地养分优化减施及有机替代对小白菜生长及土壤氮平衡影响。试验连续种植4茬。结果显示,施肥显著增加小白菜产量,不同施肥处理肥料增产贡献率为23.1%～39.6%。常规施肥处理小白菜产量在3169～3369 kg/667 m^2之间,4茬小白菜总吸氮量为33.4 kg/667 m^2、平均氮肥利用率31.2%。相比常规施肥,优化施肥及优化施肥化肥氮有机替代10%、20%、30%处理分别降低化肥用量35%、38%、41%和44%,小白菜产量、氮吸收量及氮肥利用率均与常规施肥处理无显著差异。常规施肥条件下小白菜种植系统(4茬)氮盈余量10.3 kg/667 m^2,优化施肥及化肥氮有机替代降低土壤氮盈余量18%～48%。总体上,赤红壤常年菜地系统化肥减量使用35%～44%可保障蔬菜产量不降低基础上,有效降低土壤氮盈余及潜在面源污染风险。优化施肥条件下化肥氮有机替代有利于进一步降低化肥氮投入量,实现菜地系统化肥深度减施。优化施肥及化肥氮有机替代可作为区域菜地系统推荐施肥技术方案。

不同养分管理措施下常年菜地磷、钾养分径流流失特征

为研究不同养分管理措施下菜地磷、钾养分径流流失特征,采用田间小区试验方法,设置对照(CK)和有机肥配施不同用量化肥处理(N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾)。结果表明,不同处理下可溶性总磷、颗粒态磷和总磷径流浓度分别为0.015～0.500、0.004～0.623 mg·L^(-1)和0.093～0.876 mg·L^(-1),施磷明显增加径流水可溶性磷浓度,对总磷和颗粒态磷浓度影响较小。不同处理径流水总磷浓度均不同程度超地表水Ⅴ类标准(GB3838—2002),且施磷量最高的OPT+NPK处理总磷超标率高达56%。总磷年流失负荷为4.37～4.93 kg·hm^(-2),施肥处理磷流失负荷均低于对照,不同处理间总磷流失负荷无明显差异。不同处理的钾径流浓度为4.7～83.0 mg·L^(-1),年流失负荷为176.9～331.7 kg·hm^(-2),流失系数为4.5%～15.7%。施钾显著增加菜地钾的流失负荷,施钾量最高的OPT+NPK处理钾流失负荷最高,肥料N/K2O比例最高的OPT+N处理钾流失负荷最低。研究表明,不同养分管理措施下菜地磷径流损失无明显变化,而OPT+N处理钾流失负荷及流失系数均最低,蔬菜实际生产中氮、钾合理配施有利于降低钾的流失。