天目湖流域茶园不同施肥水平与方式对茶叶品质和土壤氮磷淋失浓度的影响

[目的]出于对天目湖流域水环境保护的需要,揭示施肥对茶叶品质和土壤氮磷淋失的影响机制,遴选流域内茶园最佳施肥模式,进而为天目湖流域面源污染治理提供理论支撑。[方法]基于长期定位试验,考虑了两种施肥方式(传统复合肥CF和优化缓释肥OF),并设置了CF/OF 1(214.73,74.26 kg/hm^(2)),CF/OF_(2)(245.40,84.86 kg/hm^(2)),CF/OF 3(306.75,106.08 kg/hm^(2))和CF/OF_(4)(368.10,127.30 kg/hm^(2))4个氮磷施用水平,以探讨其对天目湖茶园土壤氮磷淋失浓度和茶叶品质的影响。[结果]在同等施肥水平下,相较于CF处理,基于OF的茶园土壤溶解性总氮、硝态氮、溶解性总磷和正磷酸盐淋失浓度分别减少40.22%~82.31%,44.86%~62.39%,26.67%~96.36%和20.00%~97.29%;不同施肥水平和方式对茶叶水浸出物含量的影响很小(变化范围47.4%~48.7%),但对茶叶酚氨比的影响显著,其中2022年春茶以CF_(4)最低(2.52),其次为CF 1(2.71)和OF 1(2.76)。[结论]综合考虑茶叶品质和土壤氮磷淋失浓度等因素,采用OF 1施肥模式可在确保研究区茶叶品质不降低的条件下有效减少土壤的氮磷淋失。

日光温室番茄绿色生产与氮磷淋失阻控技术

番茄是居民喜爱的蔬菜品种之一,但在生产过程中,会出现氮磷元素淋失现象,影响番茄产量与品质。因此,在日光温室番茄绿色生产中,如何采取相应技术,阻控氮磷淋失至关重要。该文结合当地实际,介绍了日光温室番茄绿色生产与氮磷淋失阻控技术。

秸秆还田配施化肥对黄褐土氮磷淋失的影响

采用室内模拟装置淋溶土柱的方法,研究了水稻秸秆还田配施化肥对土壤氮磷淋溶迁移的影响。结果表明,土壤淋失液中总氮含量表现为:NS(无秸秆还田+优化施肥)处理>SF(秸秆还田+优化施肥)处理>SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理>CK(无秸秆还田、无施肥)处理;土壤淋失液中可溶性磷和总磷含量均表现为:SF(秸秆还田+优化施肥)处理>NS(无秸秆还田+优化施肥)处理>SDF(秸秆还田+优化施肥量氮磷钾均减20%)处理>CK(无秸秆还田、无施肥)处理,并且呈现出随着时间的延长逐渐下降的趋势;经过淋溶后,表层土壤中全氮含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为0.486g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.440g/kg,全磷含量最高的是NS(无秸秆还田+优化施肥)处理,为0.306g/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为0.261g/kg;但表层土壤中速效磷含量最高的是SF(秸秆还田+优化施肥)处理,为29.353mg/kg,最低的是CK(无秸秆还田、无施肥)处理,为21.210mg/kg。研究结果表明,化肥施用量减少有利于降低土壤氮磷的淋失,在优化施肥量条件下,黄褐土实行秸秆还田会降低土壤氮素的淋失,但会提高土壤磷素的淋失。

施肥模式对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮磷淋失的影响

采用模拟土柱试验方法,通过连续种植2茬蔬菜,研究7种不同施肥模式[即:不施肥,化肥(基施),化肥(基、追肥各半),化肥+双氰胺(基施),化肥+双氰胺(基、追肥各半),化肥+有机肥(N各半),有机肥(基施)]对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮、磷随渗漏水淋溶损失的影响。结果表明,"化肥+双氰胺(基施)"和"有机肥(基施)"2种施肥模式,不仅能使蔬菜获得较高的产量、硝酸盐含量较低,还能明显减少蔬菜种植期间模拟土柱硝态氮、铵态氮和水溶性总磷随渗漏水淋溶的损失量,从而有效减少菜地土壤的氮、磷对地下水造成的农业面源污染。

亚热带区稻田土壤氮磷淋失特征试验研究

土壤氮磷淋失是农业面源污染的一种重要形式。以亚热带稻田为研究对象,采用陶土头定位观测法比较研究了施肥对稻田土壤氮(N)磷(P)淋失特征的影响。2010—2011年连续近2年的试验结果表明,与不施肥对照(CK)相比,施肥会显著增加稻田土壤N、P的淋失。稻田土壤N的淋失形态有显著差异(P<0.05),水稻生长期(4—10月)淹水条件下淋失形态主要为NH4+-N,而闲田期(10—翌年3月)非淹水条件下则主要为NO3--N。这与土壤通气状况的变化有密切关系。研究区10—12月(闲田期)稻田P的淋失明显高于其他时期,是稻田土壤P淋失的主要阶段。控制土壤N、P累积是降低稻田土壤N、P淋失的重要途径。

玉米生物炭和改性炭对土壤无机氮磷淋失影响的研究

利用玉米秸秆为原料制作生物炭,并用氯化铁进行改性,考察了改性前后生物炭对硝态氮和磷的吸附等温和吸附动力学过程,将生物炭和改性炭制作3 cm厚的物理隔离层,施入土柱50 cm处,通过淋溶实验,研究生物炭改性前后对土壤无机氮磷淋失的影响。结果表明,炭化温度为500℃时,铁炭比为0.7的生物炭和改性炭对氮磷的吸附能力最强。吸附动力学和等温吸附曲线分析表明:生物炭改性后对硝态氮和磷的吸附增大,生物炭和改性生物炭对硝态氮的最大吸附量分别为0 mg·g-1和2.414 mg·g-1、对磷的最大吸附量分别为1.723 mg·g-1和16.062 mg·g-1。与对照相比,生物炭处理和改性炭处理硝态氮的淋失量分别降低11.2%和31.6%,磷的淋失量分别显著降低33.1%和82.9%,氨氮的淋失量分别显著降低44.3%和68.6%。淋溶试验后对土壤残留养分分析表明,隔离层的添加并不会对0～50 cm土层内NO-3-N、NH+4-N和PO3-4-P含量产生明显影响,同时改性生物炭能有效减少NH+4-N和PO3-4-P向更深土层中迁移,表明土壤中添加改性生物炭能够有效降低土壤无机氮磷的淋失风险。

土壤磷淋失机理初步研究

用石膏标记的方法,研究了蝼土磷素淋移的机理。试验表明,(土娄)土中广泛存在的大孔隙,可能是磷素淋移的主要途径。石膏悬液可以达到的最大可见深度约为90 cm(距灌溉面约70cm)。用200mg/kg磷溶液浇灌,非常明显地提高了沿大孔隙壁深达80 cm土壤的Olsen—P含量,但本体土样没有明显提高;试验还观察到石膏悬液可以通过根表到达距地表55cm深的土壤剖面。

污水灌溉对稻田土壤氮磷淋失动态变化的影响

通过模拟稻田灌溉大型淋洗柱试验,在污染河水灌溉条件下对太湖地区水稻生长季两种主要类型的稻田土壤——黄泥土和乌珊土的氮磷淋洗特征进行了研究。结果表明,在灌溉淹水初期,不同形态氮素的淋失量均比较高,并达到峰值,以后淋失量逐渐降低,说明淹水初期淋失的氮素不是来源于灌溉河水,而是主要来自土壤氮。到淹水后期,NO3--N和NH4+-N淋失量接近零值,但仍能观测到可溶性有机氮淋失现象,这表明可溶性有机氮是污水灌溉稻田土壤主要的氮素淋失形态。而磷素的淋失动态与氮素的淋失动态截然相反,在灌溉淹水后很长一段时间内均观测不到土壤磷素淋失,但在淹水灌溉的淹水后期,发现土壤磷素有淋溶损失现象,这可能是利用富营养化的河水长期淹水后,土壤对磷的吸持已达到饱和状态,土壤不能继续固持多余的磷素所致。

稻田土壤磷淋失潜力与磷积累的关系

了解稻田土壤磷积累对排水和渗漏液中磷浓度的影响,可为稻田磷素淋失预测提供依据。采用室内模拟方法,研究稻田土壤Olsen-P水平与土壤溶液中磷质量浓度之间的关系。结果表明,土壤溶液中磷质量浓度随土壤Olsen-P水平增加而增加,其中,黏土、壤黏土和壤土的Olsen-P超过临界值(分别为84、65和53 mg.kg-1)后,土壤溶液中磷质量浓度显著增加。土壤Olsen-P水平较低时,黏土、壤黏土和壤土的土壤磷素积累与排水和渗漏液中磷质量浓度之间的关系较为相近,这3类土壤溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平存在线性相关关系。而砂土溶液中无明显临界值,砂土溶液中磷质量浓度与土壤Olsen-P水平间也存在线性相关关系。相同Olsen-P水平时,砂质土壤磷淋失潜力明显高于其他土壤。

稻壳炭施用对太湖滨岸灰潮土氮磷淋失及土壤性质的影响

探究稻壳炭施用对太湖滨岸灰潮土养分淋失的抑制效应,以及对灰潮土性质的改良作用,为太湖滨岸植被带恢复提供理论依据。通过16周的土柱淋溶试验,研究了不同施用率(0%,1%,2%和5%)稻壳炭与肥料(NH4NO3和KH2PO4)混施后,对太湖滨岸灰潮土氮磷淋失以及土壤性质的影响。结果表明,随着稻壳炭施用量的增加,灰潮土土柱渗滤液中铵态氮累积淋失量减少11.7%-26.6%,硝态氮累积淋失量减少32.4%-67.3%。然而,当稻壳炭施用率为2%和5%时,土柱渗滤液中磷酸盐累积淋失量分别显著增加了32.1%和54.2%。稻壳炭施用16周后,灰潮土土壤总氮含量显著增加,土壤有效磷含量在2%和5%施用率下显著增加。同时,添加稻壳炭使土壤铵态氮含量显著减少,而土壤硝态氮含量显著增加,这表明稻壳炭添加增强了滨岸灰潮土土壤硝化作用。灰潮土土壤微生物生物量碳在2%和5%的稻壳炭施用率下分别显著增加了22.4%和36.8%,土壤微生物生物量氮在5%的稻壳炭施用率下显著增加了48.4%。随着稻壳炭施用量的增加,灰潮土土壤容重减小,而pH值、土壤总孔隙度以及土壤持水能力增加。因此,施用稻壳炭减少了太湖滨岸灰潮土土壤氮素的淋失,但当施用率为2%-5%时,增加了土壤磷素淋失的风险;添加稻壳炭使土壤总氮,有效磷以及土壤微生物生物量增加,这将有利于太湖滨岸植被带的恢复。

蔬菜地磷淋失调控途径的研究

针对蔬菜地磷渗漏污染问题,比较研究粉煤灰、石膏、碳酸钙、氯化铁、硫酸铝5种处理对模拟灌溉条件下渗漏液中磷含量的影响。结果表明：硫酸铝、氯化铁处理渗漏液中水溶性全磷在0.03~0.50 mg/L之间,比对照降低了57%~95%;处理后渗漏液中钼酸铵反应性磷也有相同的趋势。粉煤灰、石膏、碳酸钙3处理有一定的控制效果。在60 d的模拟试验期间,对照处理磷总流失量为77.1 mg/m2,硫酸铝、氯化铁处理分别为10.9 mg/m2、17.1 mg/m2,降低了85.9%、77.8%。氯化铁处理不利于植物生长,但硫酸铝处理对植物的影响较小（生物量降低33%）。可见,硫酸铝可以有效控制蔬菜地的磷流失,对植物影响较小;氯化铁也可以有效控制磷流失,但易产生不利影响。

农田水位管理系统地下排水磷淋失实验研究

农田控制排水对减少土壤养分淋失、保护农田水环境具有重要作用。为探讨影响地下排水磷淋失量的要素,基于田间实验小区观测资料,统计分析了玉米作物生长期间农田水位管理系统运行对地下排水量和磷淋失量的影响,结果表明,与暗管自由排水系统相比,农田水位管理系统下的累积排水总量约减少1/3,但次地下排水磷淋失浓度和地下排水总磷累积淋失量均明显增高。农田水位管理系统下存在的土壤持续性饱和厌氧状态造成地下排水中氧化还原电位Eh的明显降低和pH值及可溶解性Mn和Fe浓度的显著增大,这或许是导致该系统地下排水磷淋失量明显高于暗管自由排水系统的主要影响因素。

生物炭对黄壤养分含量及氮磷淋失的影响

黄壤是贵州省农业生产主要土壤类型,特殊的土地条件与丰富的降雨造成土壤养分淋失,而且会引起水体污染。生物炭可以用来改善土壤环境和控制养分的淋失。然而,生物炭对黄壤中氮磷养分淋失的影响仍不是很清楚。本文采用室内土柱模拟淋溶方法,设置添加0 kg/m2 (B0)、2 kg/m2 (B2)、4 kg/m2 (B4)、6 kg/m2 (B6) 4个水平生物炭,研究4个处理对土壤养分含量及淋溶液体积、总氮、总磷、 和 淋失的影响。结果表明:土壤添加生物炭后,土壤pH、全氮、全磷、速效氮和速效磷含量随着生物炭添加量的增大而增加;添加生物炭的处理减少了水分的流失,添加2 kg/m2、4 kg/m2、6 kg/m2三个水平生物炭处理的累计淋溶液体积分别比未添加处理减少了0.3%、1.5%、2.0%;同等施肥条件下,添加生物炭处理与未添加相比,均显著降低了土壤淋溶液里TP、TN、 、 的累积淋失量,但以2 kg/m2处理降低效果最好。综上,黄壤中添加生物炭能够改善土壤和有效减少土壤养分的流失,其中有一个最适宜的生物炭添加量实现TP、TN、 、 淋失控制达到良好效果。

肥料增效剂和植物篱对大豆—萝卜间作体系土壤氮磷淋失的影响

为探讨肥料增效剂和植物篱对大豆-萝卜间作体系土壤氮磷淋失的影响,设置肥料增效剂和植物篱共7个处理,对氮磷淋失特征进行研究。结果表明,7种管理措施中,化肥减量40%+植物篱+稀释200倍罗壳素处理对TN、NO3-淋失控制效果最佳,削减率分别为56.18%、57.34%;化肥减量40%处理对NH4+、TP淋失控制效果最佳,削减率分别为48.67%、47.85%。肥料增效剂和植物篱有利于控制大豆-萝卜间作体系的氮磷淋失风险,可为保障地下水安全、实现农业清洁生产提供理论依据与技术支撑。

湘南丘陵区水田改旱地后土壤磷的有效性及淋失风险

【目的】研究不同母质发育的水稻土改旱地后土壤有效磷变化特征及主要影响因素,为红壤区磷素高效利用提供依据。【方法】采集3种母质(石灰岩、第四纪红色黏土和砂页岩)发育的水稻土及相邻的水田改旱地土壤样品,分析了土壤全磷、有效磷、水溶性磷和无机磷组分(Al-P、Fe-P、Ca-P和O-P)的变化特征,通过主成分分析(PCA)和随机森林分析,探究水田改旱地后土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结果】水田改为旱地后,石灰岩、砂页岩发育的土壤有效磷含量分别增加了20.48和17.60 mg/kg (P<0.05),但水溶性磷含量均低于磷素环境阈值;土壤磷活化系数分别提高了2.67和2.22个百分点;Al-P含量分别增加了46.07和51.28mg/kg;石灰岩发育的土壤Fe-P含量增加了62.11 mg/kg。相关分析表明,水田改旱地后,Fe-P、Al-P与磷活化系数呈显著或极显著正相关,PCA和随机森林分析结果表明Fe-P、Al-P是土壤磷素有效性变化的主要驱动因子。【结论】湘南红壤丘陵区水田改为旱地后,第四纪红色黏土发育的红壤磷素有效性未发生显著变化,石灰岩和砂页岩发育的土壤磷素有效性由于铁磷和铝磷在全磷中比例的增加而显著提升。3种母质发育的水田改旱地后,其水溶性磷含量均低于环境磷阈值,引发磷淋失的风险较低。

长沙市郊不同种植年限菜地土壤磷状况及淋失风险分析

目的提出长沙市郊蔬菜土壤磷淋失临界值,对不同种植年限对土壤淋失风险的影响进行评价。方法选择长沙市郊3种不同种植年限蔬菜土壤为研究对象,采用化学测试方法分析菜地土壤有效磷含量与磷素淋失风险之间的关系。结果Olsen-P与CaCl2-P和土壤溶液中磷浓度之间存在极显著的正相关,并且随着Olsen-P浓度的增加,CaCl2-P和土壤溶液中磷也随之增加并存在一个明显的突变点。通过分析Olsen-P含量与CaCl2-P含量和土壤溶液中磷含量之间的关系,确定80mg·kg-1为长沙市郊菜地土壤磷淋失的临界值。利用GIS和指示克立格法得到长沙市郊蔬菜土壤超过临界值的磷淋失概率并划分为4个淋失风险等级,结果表明,超过30年的老蔬菜基地(陈家渡)和15年左右种植年限的蔬菜基地(黄兴镇)均存在高强度磷淋失风险,磷淋失风险系数分别为3和2.93。1-2年新开辟蔬菜基地(宁乡)磷淋失风险最低,淋失风险系数为0.06,基本不存在磷淋失的风险。结论长沙市郊菜地土壤磷淋失风险严重,种植年限越长,淋失风险越大。

基于Hydrus-1D模型的太湖流域农田系统水分渗漏和氮磷淋失特征分析

在土壤水分长期定位观测基础上,应用Hydrus-1D模型对太湖流域典型稻麦轮作农田土壤水分渗漏进行动态模拟,并结合深层土壤溶液取样及氮磷浓度测定,分析了当前耕作方式下农田水分渗漏和氮磷淋失特征。结果表明,土壤水渗漏与降雨、灌溉及前期土壤含水率有关;麦季深层渗漏量小但持续时间长,而稻季单次渗漏量大却持续时间短。模拟时段内铵态氮和可溶解性总磷的淋失主要发生在稻季,淋失量分别为2.62、0.49kg/hm2,分别占稻麦轮作期总淋失量的96.0%、96.0%,而硝态氮淋失主要发生在麦季,淋失量为57.97kg/hm2,占总淋失量的80.2%;无机氮淋失的主要形态为硝态氮,其淋失量占总淋失量的96.4%。综合看来,硝态氮应作为主要阻控对象,以减少农田面源污染对地下水及太湖水体的污染风险。此外,氮磷淋失在6、7月份即休耕期和水稻生长早期容易达到峰值,应得到重视。

施磷对苦麦菜生长及土壤磷素淋失的影响

利用网室土柱模拟试验,研究了不同磷用量[0、0.05 g.kg-1(土)、0.10 g.kg-1(土)、0.20 g.kg-1(土)]对苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失的影响。结果表明,施磷显著增加苦麦菜产量、促进植株对磷的吸收。苦麦菜产量在低磷水平[0.05 g.kg-1(土)]时最高,为每个土柱186.29 g。随磷用量增加,苦麦菜产量和磷肥利用率明显降低,植株吸磷量无明显变化。施磷显著增加土壤磷淋失量,且随磷用量增加,不同形态磷淋失量均显著增加。同一磷处理颗粒磷淋失量高于溶解态磷。不同磷用量条件下土壤各形态磷的淋失率均低于0.1%。低量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d出现第1次淋失高峰;中量和高量施磷条件下溶解态磷在施磷后第10 d和第40 d分别出现2次淋失高峰。土壤总磷和颗粒磷淋失高峰期在施磷后第40～50 d出现。施肥后第60 d,土壤总磷、溶解态磷和颗粒磷淋失浓度均明显降低。综合考虑苦麦菜产量、磷素吸收和利用及土壤磷淋失量等因素,苦麦菜以0.05 g.kg-1(土)的施磷量为佳。

洋河流域典型旱坡地土壤磷素淋失风险研究

为深入研究土壤磷素含量与水体富营养化发生的关系,以秦皇岛洋河流域典型旱坡地为研究对象,采用网格法(5m×5m)采集表层(0～30cm)土壤样品31个,进行相关分析。结果表明,土壤有效磷、易解吸磷与地表径流中磷酸根态磷之间存在显著的相关性,一定程度上可用Olsen-P作为评价旱坡地土壤磷素淋失风险的指标;同时得出土壤Olsen-P含量为9.40mg·kg-1为洋河流域土壤磷素淋失的临界值,土壤Olsen-P含量为42.73mg·kg-1时,是土壤磷素淋失引起下游水体发生富营养化的临界值,并以此初步对洋河流域旱坡地进行了土壤磷素淋失风险评估。

临安山核桃林地土壤磷素状况及其淋失风险分析

以天目山地区临安市岛石镇下塔村和湍口镇湍口村发育于石灰岩的山核桃林地土壤为研究对象，采集林地表层（0～20 cm）土壤样品，用于评估长期施肥对山核桃林地土壤磷素状况的影响及其潜在的淋失风险。土壤分析表明：土壤Olsen-P存在较大的空间变异，含量低的近于0 mg· kg-1，而最高的含量达89.3 mg· kg^-1。土壤CaCl2-P与Olsen-P相关分析显示，岛石镇和湍口镇土壤Olsen-P的临界值分别为19.3和29.3 mg· kg^-1。据此，岛石和湍口两地土壤发生磷淋失的林地分别占调查林地的30％和45％。表明研究区已经有相当数量的山核桃林地因土壤磷素积累而存在淋失风险，需要引起重视。