豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田硝态氮累积、固氮基因和净收益的影响

为降低河北省设施蔬菜种植区土壤硝态氮盈余累积量,降低地下水硝酸盐污染风险,2018—2022年连续5年,在华北典型褐土区设施菜田中,采用田间小区试验和实验室分析试验相结合的方法,以分析豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田产量和土壤硝态氮累积的影响,试验设置对照(CK)、常规施肥(T1)、减量施肥+功能微生物(T2)、减量施肥+功能微生物+豆科作物(T3)共4个处理。结果表明:相比T1处理,T2和T3处理可使番茄产量增加5.3%和25.8%;T2处理下油菜产量增加3.0%;农户年净收益提高4.4%和34.4%。5年间T2、T3处理的氮肥表观利用率较T1处理,番茄季增幅为13.5%~17.0%、11.3%~18.1%;T2处理油菜季增幅9.3%~36.6%。实时荧光定量(qPCR)结果显示,T2和T3处理土壤根际土固氮功能基因nifH拷贝数相比T1处理显著提高了16.1%和58.9%;nifH基因拷贝数与作物产量呈显著正相关关系,二者之间的回归方程为y=0.000 2x+30 355(R=0.741 2)。T2和T3处理0~100 cm土体硝态氮周年平均累积量,相比T1处理降低了51.6%和58.3%;5个轮作周期后,与T1处理相比,T2和T3处理有效降低了0~100 cm土体中55.3%和71.0%的硝态氮累积。综上,在减量施肥的背景下,选择引入豆科作物进行合理优化轮作,与有机肥+功能微生物肥配施,可从源头上减少设施蔬菜的氮肥投入,降低设施菜田土壤硝态氮淋失风险,提高作物产量和肥料利用率。

有机硅功能肥对土壤水分运移和盐分的影响

有机硅功能肥作为一种改良盐碱地新型复合材料,具有施用简便易行、周期短、能够大面积推广等特点,有很大的应用前景。通过室内土柱试验,研究有机硅功能肥和秸秆在不同添加量下对盐碱土水分运移和电导率的影响,设置了4个施用量,分别为0.5%、1%、1.5%、2%。结果表明:随着有机硅功能肥和秸秆施用量的增加,湿润锋运移和累积入渗量不断减少,其中,秸秆对湿润锋运移和累积入渗量影响较大;有机硅功能肥和秸秆均能一定程度上增加土壤含水量,添加秸秆增加土层含水量比有机硅功能肥更明显,相同施用量下,0~20 cm土层平均含水量的增加量依次为-1.10%、0.36%、2.40%、5.25%。土壤电导率结果表明,在土层深度0~10 cm,电导率随着有机硅功能肥施用量增加而逐渐减小且均低于对照组;在土层深度10 cm以下,电导率随着有机硅功能肥施用量的增加而逐渐增大,土层深度15 cm以下,处理组大于对照组;在秸秆施用处理下,电导率随着秸秆施用量的增加而增大,并且大于对照组;其中,相同添加量下,有机硅功能肥比秸秆在0~10 cm土层平均电导率降低量依次为30%、39%、47%、54%。由此可见,有机硅功能肥可有效降低土壤盐分,提升盐碱土的脱盐率,有助于盐碱土壤质量改善,这为有机硅功能肥在盐碱土治理的应用提供了理论基础。

“驱虫宝”牌功能有机复混肥在夏大豆上的施用效果初报

根据夏大豆的种植栽培现状,开展功能有机复混肥的施肥试验。结果表明,在同等条件下,大豆植株生长健壮,荚果增多而饱满,地上、地下害虫危害率均有一定程度的下降,大豆增产17%,增加收益70.6元/667m2。

有机硅功能肥对不同利用方式下土壤团聚性和抗蚀性的影响

以河北省邯郸地区果园、荒草地和农田的土壤为试验对象,探讨土壤有机调理剂(AF)、颗粒复合肥(BF)和大量元素水溶肥(DF)等3种有机硅功能肥对土壤团聚体分布、稳定性及其抗蚀性的影响。采用湿筛法分离土壤水稳性团聚体,并以土壤平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)、土壤可蚀性因子(K)和分散率(Dr)为评价指标。结果表明,3种有机硅功能肥使供试土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量均有所增加,其中经AF处理的土壤>2.00 mm水稳性团聚体含量均显著高于其他处理,经BF处理的土壤>0.25~2.00 mm水稳性团聚体含量也相对高于其他处理;与空白组对比,加入肥料的土壤稳定性和抗蚀性均显著提高,其中AF处理最利于果园土壤稳定性和抗蚀性提高,而BF处理最利于荒草地和农田的提高;相关性分析结果表明,果园土壤>0.25 mm团聚体含量几乎与各参数均呈显著正相关,与<0.05 mm团聚体含量呈显著负相关,而荒草地和农田土壤>0.25~2.00 mm团聚体含量与各参数均呈极显著正相关,与<0.25 mm团聚体呈极显著负相关。因此,土壤调理剂主要通过增加>2.00 mm水稳性团聚体含量,复合肥主要通过增加>0.25~2.00 mm水稳性团聚体含量,从而提高团聚体稳定性和抗侵蚀能力。研究结果为不同有机硅功能肥对土壤结构的改良提供了理论参考。

腐殖酸肥料在果树上应用的研究进展

腐殖酸肥料作为有机功能肥广泛应用于农业生产,对农作物产量、品质及土壤肥力的影响不断被揭示。为促进腐殖酸肥料在果树上的进一步大规模应用,从腐殖酸肥料在改良土壤品质、增强树体新陈代谢及提高果树抗性等方面的研究进行综述。

中国设施土壤重金属累积特征与污染阻控技术研究进展

长期集约化耕作导致中国设施土壤重金属累积和面源污染风险增加的状况已引起广泛关注。该研究总结了中国设施土壤重金属累积状况及其来源,发现长期盲目投入肥料及农药是引发设施菜田土壤重金属累积问题的主要原因。目前,设施土壤重金属累积呈现出广泛性和中轻度污染特征,其中镉是主要的污染元素。遵循面源污染治理中“源头预控-过程阻断-末端修复”原则,基于国内外文献综述,该文总结归纳出适用于设施土壤重金属累积特征与污染的联合阻控技术及作用机制。首先在灌溉和肥药投入等源头环节减少重金属输入;其次在作物种植过程中,通过选用重金属低积累特性的蔬菜种类或品种,结合水肥一体化施用大分子有机水溶性肥料或叶面喷施具有阻控重金属作用的营养型阻控剂,抑制作物吸收重金属;最后在末端修复环节,利用具有多元功能的土壤改良剂或微生物菌剂进行土壤钝化修复,或采用具有超重金属富集能力且能提高设施土壤生物多样性的植物作为填闲作物,实现生物修复的目标。该联合阻控技术的原则在于协同考虑污染防治、土壤改良、减肥增效等农学和环境目标,集成土壤修复与改良、水肥一体化、填闲作物栽培等技术,并兼顾设施土壤重金属污染修复工程所面临的投入品成本较高、经济效益不明显、缺失可持续改良导致效果不稳定等问题,优推能够钝化重金属并改良土壤的多功能土壤改良剂以及具有阻控重金属吸收、提高作物抗逆性的多功能有机水溶性肥料。上述措施能解决设施土壤普遍存在的重金属累积问题,提升土壤的安全生产能力,可为设施农业可持续发展提供更有效的技术支撑。

含硅土壤调理剂对土壤pH值及水稻产量的影响

通过开展田间小区试验,研究含硅土壤调理剂对土壤pH值及水稻产量的影响。结果表明:施用土壤调理剂有助于提升土壤pH值,土壤pH值增加0.12~0.13;通过增加水稻株高、降低空秕率提高水稻产量,其中以土壤调理剂750 kg/hm^(2)+有机硅功能肥225 kg/hm^(2)的处理水稻产量最高;提高了水稻种植成本,降低了净收益和产投比,不利于水稻可持续性生产。

有机硅功能肥使用方式对土壤水分运移特征的影响

以有机硅功能肥和盐碱土为试材,采用室内模拟试验,设置不施用改良剂(CK),施入深度5 cm(W5)、10 cm(W10)、15 cm(W15)、20 cm(W20),以及表层层施(W-0)、层施位置5 cm(W-5)、10 cm(W-10)、15 cm(W-15)9个处理,研究了有机硅功能肥施入深度和层施位置对土壤水分运移和盐分变化的影响,以期为有机硅功能肥的使用方式和改良盐碱地提供参考依据。结果表明:有机硅功能肥施入深度和层施位置对土壤水分入渗特性有影响。随着施入深度的增加,湿润锋运移距离和累积入渗量减小;层施位置越接近土柱表层,累积入渗量和湿润锋运移距离明显减小,随着入渗时间的延长,各处理之间累积入渗量和湿润锋运移会在某一时刻相等。有机硅功能肥增加土壤中含水量,与层施位置相比,施入深度对土壤含水量影响比较明显。有机硅功能肥施入深度和层施位置影响着土壤盐分含量变化。有机硅功能肥能够降低土壤盐分含量。在含有有机硅功能肥土层深度内,电导率明显低于对照处理CK,施入深度越深,电导率越小,不含有有机硅功能肥土层深度内,电导率明显增大。在层施位置周围,有机硅功能肥使土壤盐分出现最小值,其它土层位置电导率较大。