Effect of Different K^+/Mg^(2+) Ration Nutrient Solutions on Soil Salinity

Using simulated soil column experiments, the effects of different dosages and ratios of KCI and MgCI2 mixture on salinization nutrient ions in the secondary salinization soil which had 3 years of planting were studied, with the aim to provide the theory basis for the remediation of secondary salinization soil. Results showed that the content of soil K-, Mg2＋, CI- and the total salinity were increased, with the increasing concentrations of nutrient solution, while Na＋, Ca2＋ and HCO3- contents were reduced. Compared with originals oil, soil K＋, Na＋, Ca2＋, Mg2＋, CI- and total soil salinity were decreased, and HCO3- and SO42 were increased. In terms of the variation of soil total charge, the change ranges in 1：1 treatment varied small, but the residual of soil cationic decreased with increasing application of K＋ in the 2：1 treatment. It could be concluded that balanced and low application fertilizer could alleviate the soil saline, decrease the soil nutrition leaching and improve the balance among ions, while excess fertilization could accelerate the imbalance of zwitterions.

果菜秸秆生物炭吸附设施土壤硝态氮性能与机制研究

在农业生产中,过量偏施氮肥导致的硝酸盐富集是次生盐渍化、酸化等土壤障碍的重要诱因。生物炭因良好的吸附特性逐渐成为缓解盐渍化的土壤调理剂,但果菜秸秆生物炭对硝酸盐等离子的吸附研究鲜见报道。以甜椒、番茄和茄子3种果菜秸秆为原料热解制备生物炭,进行硝态氮吸附试验。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶近红外光谱(FTIR)等技术对生物炭吸附前、后表面形貌、官能团等进行表征分析,利用吸附动力学模型和等温吸附模型等进行拟合分析,综合模型参数和形貌表征解析果菜秸秆生物炭的吸附性能和机制。研究结果表明,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有一定吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,最大理论平衡吸附量为114.788 mg/g,其次为番茄(29.736 mg/g)和甜椒(9.759 mg/g);茄子和甜椒秸秆生物炭吸附性能优于玉米、稻壳等大田作物秸秆生物炭,吸附过程符合准二级动力学模型,受化学键吸附、表面吸附和内扩散吸附过程的控制,番茄秸秆生物炭吸附过程符合准一级动力学模型,主要为物理吸附;FTIR分析显示,3种生物炭均含有羟基、甲基、亚甲基、羧基和羰基官能团,除此之外,甜椒和茄子秸秆生物炭还含有醚键,番茄秸秆生物炭含有醇羟基。因此,3种果菜秸秆生物炭对硝态氮均具有吸附能力,茄子秸秆生物炭吸附能力最强,受孔隙填充、官能团和络合作用等多种理化机制的影响,具有消减土壤次生盐渍化的潜力。本研究对盐渍化土壤修复和果菜秸秆资源化利用具有理论意义。

山东沂南县典型蔬菜区土壤肥力特征分析与评价

为了解山东沂南县设施菜地土壤肥力状况,以沂南县6个乡镇和1个街道的设施黄瓜和番茄土壤为研究对象,分别测定土壤pH、盐分、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾等指标,通过内梅罗公式法对土壤肥力进行综合评价。结果表明:沂南设施黄瓜和番茄土壤均出现一定程度的酸化,微酸性占比分别为25.00%和44.83%。设施黄瓜土壤以轻度盐渍化和无盐渍化为主,占比分别为43.75%和34.37%,而设施番茄土壤则以无盐渍化、轻度和中度盐渍化为主,占比分别为34.48%、31.03%和24.14%。沂南县设施黄瓜和番茄土壤的主要肥力指标,除钾外(全钾处于中等),其余均处于较高和高等级。设施黄瓜土壤肥力综合评价等级为一般和肥沃,而设施番茄土壤肥力综合评价等级为瘦瘠、一般和肥沃。其中,盐分、全钾和pH是影响设施黄瓜和番茄土壤肥力的主要因素。由于土壤酸化和盐分积累均与土壤表层氮、磷积累有关,沂南县典型设施菜区的氮、磷养分投入应根据土壤氮、磷含量来确定,适当补充钾素,降低土壤盐渍化和酸化程度,从而保持较高的土壤肥力。

不同土壤改良措施对大棚菜地高度盐渍化土壤改良效果研究

设施菜地土壤次生盐渍化现象普遍,严重制约了设施蔬菜的可持续发展。以高度和超高度大棚次生盐渍化土壤为对象,研究不同土壤改良措施对大棚青菜产量、氮肥利用率及土壤性状的影响。在两种盐渍化程度的大棚土壤上分别开展田间试验,设置相同的6个处理:不施氮肥(0%N)、常规施氮(100%N)、施石灰氮+常规施氮(Lime+100%N)、施石灰氮+减氮20%(Lime+80%N)、施石灰氮+填闲玉米+常规施氮(Lime+corn+100%N)和施石灰氮+填闲玉米+减氮20%(Lime+corn+80%N)。结果表明:与100%N处理相比,Lime+corn+80%N处理的青菜产量在高度、超高度次生盐渍化土壤上分别增产91.8%(11.3 t/hm^(2))和62.2%(5.6 t/hm^(2)),显著提高了氮肥利用率。在高度盐渍化土壤上,与100%N处理相比,施石灰氮可使土壤电导率降低16.0%~19.7%(P<0.05),对土壤pH无显著影响;与施石灰氮处理(Lime+100%N和Lime+80%N)相比,土壤电导率在Lime+corn+100%N和Lime+corn+80%N处理下分别降低了49.4%和55.2%(P<0.05),土壤pH升高3.4%和12.6%。在超高度盐渍化土壤上,与100%N处理相比,施石灰氮处理对土壤电导率无显著影响,可使土壤p H升高14.1%~16.0%(P<0.05);与施石灰氮处理相比,土壤电导率在Lime+corn+100%N和Lime+corn+80%N处理下分别降低了43.7%和49.2%(P<0.05)。不同土壤改良措施在高度盐渍化土壤上显著提高了土壤孔隙度,降低了土壤有效磷和速效钾含量,而在超高度盐渍化土壤上影响不显著。

广西设施栽培土壤主要养分积累特征

采集广西区内不同大棚年限的设施栽培土壤及露地栽培的耕层土壤样品,分析土壤pH、水溶性盐、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾以及全量氮、全量磷和全量钾含量的变化情况。结果表明:随着大棚年限的延长,广西设施栽培土壤酸化更明显,连续栽培10年后,土壤pH降低了0.34个单位;水溶性盐含量是露地栽培的3倍以上,且随着大棚使用年限的延长,设施土壤出现次生盐渍化的程度也越严重,以中、轻度盐渍化为主;设施栽培土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全氮及全磷含量均显著高于露地土壤,总体上随着大棚年限的延长而逐年积累,尤其是磷元素积累增幅较大,生产中应采取适当措施控制磷肥的施用量,防止土壤中磷素过度富集而导致作物营养不均衡,从而影响作物的产量和品质。

土壤调理剂与有机肥减量对设施黏壤土有机蔬菜生长和盐渍化改良的影响

在黏壤土背景下分析土壤调理剂与有机肥减量对设施黏壤土有机蔬菜生长和盐渍化改良的影响,为改良土壤和提高产量提供依据。以黄瓜为供试材料,设置有机肥减量和有机肥减量情况下配施微生物菌剂、土壤改良剂的处理,分析有机肥减量和不同土壤调理剂及用量对土壤化学性质和黄瓜产量、品质的影响。结果表明,有机肥减量处理的黄瓜产量与常规施肥相比无显著差异,同等用量下微生物菌剂处理与土壤改良剂处理黄瓜产量无显著差异,随着土壤改良剂用量的增加产量逐渐增加且达显著水平。有机肥减量施肥并配施调理剂可显著增加黄瓜的可溶性蛋白水平,但对黄瓜的硝态氮和还原性VC无显著影响。减量施肥不能降低土壤全盐水平,配施调理剂后全盐含量显著降低,微生物菌剂和土壤改良剂处理土壤全盐含量无显著差异。有机肥减量及配施土壤调理剂土壤养分无显著差异。在土壤质地为黏壤土时,土壤调理剂的添加可改变表层土壤盐分、增加蔬菜产量,但对土壤养分影响较小,需建立长期定位试验进行基础性研究。

红壤丘陵区市域设施菜地土壤肥力评价及其空间分布特征——以江西赣州为例

于2021年采集了赣州市设施菜地耕层(0~20 cm)235份土壤样本,测定了其土壤pH值、电导率、全氮、碱解氮、有机质、速效钾、有效磷等理化性质。结果表明:设施菜地耕层土壤的pH值平均值为5.3(3.7~6.9)、电导率为329.0(25.9~1889.0)μS/cm,土壤养分指标全氮、碱解氮、有机质、速效钾、有效磷含量分別为1.5(0.4~2.9)g/kg、139.2(42.7~319.1)mg/kg、26.8(10.0~42.2)g/kg、250.0(32.9~763.9)mg/kg、53.6(14.5~171.1)mg/kg,土壤综合肥力指数为1.51(0.78~2.34)。在土壤pH值方面,有64.2%的样本处于强酸或酸性水平,仅赣南东北区域的土壤酸化程度相对较轻;在电导率方面,有86.8%的样本为低盐度及以下水平(<600μS/cm),土壤全氮、碱解氮、有机质、速效钾和有效磷的样本处于中等及以上含量水平分别有83.0%、88.1%、79.6%、67.7%和48.9%,其中,土壤有效磷在赣南西北部和东北部较大区域处于低或较低的含量水平;土壤综合肥力指数的样本为中等、肥沃水平分别有83.8%、15.7%。综上,赣南设施菜地土壤全氮、碱解氮和有机质总体较为丰富且盐渍化风险低,但酸化较为严重,有效磷有所亏缺,速效钾因区域而异,土壤综合肥力中等,应加强各土壤理化因子的协同提升。

洗盐方式对设施土壤盐分、养分含量及蔬菜生长的影响

为了解洗盐方式对降低土壤盐分和促进蔬菜生长的影响,在大棚栽培条件下比较研究了揭膜淋洗和灌水淋洗2种洗盐方式对设施土壤盐分分布、养分、pH及蔬菜生长和产量的影响。结果表明:无论是揭膜淋洗还是灌水淋洗均可促进设施土壤表层盐分向下部土层迁移,降低表层和亚表层土壤盐分,促进小白菜种子发芽出苗和根系生长,增加小白菜产量。2种洗盐方式对表层土壤盐分的下降量均在50%以上,小白菜出苗数提高200%以上,蔬菜产量提高65%以上。其中揭膜淋洗的洗盐效果好于灌溉洗盐。试验结果还表明,淋盐措施有助于提高土壤pH,但也导致了耕层土壤养分的下降。

山东寿光不同种植年限设施土壤的酸化与盐渍化

以山东寿光不同种植年限设施菜地为对象,研究并分析了土壤的酸化与盐渍化状况,结果表明:设施菜地土壤pH值平均为6.86,全盐含量为2.47g.kg-1,与露天菜地、自然土相比有较明显的酸化与盐渍化现象;设施菜地在连续种植0-12.7a间,土壤pH值随种植年限增加而降低,12.7a后则出现随种植年限增加而升高的现象,土壤全盐含量则表现出与pH值相反的变化趋势,其发生变化的转折年限约为8.4a;设施土壤中的Na+,Mg2+,Cl-,SO24-含量随种植年限的变化均表现出与土壤全盐量相同的趋势,且与种植年限的相关性均达到显著水平,这4种离子含量的变化可能是导致土壤全盐量随种植年限变化的重要原因;从土壤盐分离子组成来看,设施菜地土壤主要以SO42-、Cl-、Ca2+为主,分别占全盐量的62.4%、10.6%、9.3%,设施菜地中SO24-、Cl-、Mg2+、Na+含量与全盐量均呈极显著相关,其中相关性程度最大的为SO24-(r=0.9291)和Mg2+(r=0.7224)。设施菜地中SO24-含量与pH值变化存在极显著相关(r=-0.5508),其大量累积可能是造成调查区域设施土壤酸化的重要原因。

设施土壤生态环境特点与调控

论述了设施土壤生态环境的特性主要是土壤养分富集 ,土壤板结 ;土壤酸化、次生盐渍化和连作障碍严重 ;土壤产生有害气体 ;土壤微生物区系变化很大。这些特点主要是盲目大量施肥 ,土壤长期连续利用 ,土壤环境密闭 ,单一化栽培 ,用肥种类不合理及某些化学物质积累造成的。利用生物、农业耕作、地上环境和工程措施调控相结合 ,是调控设施土壤生态环境的有效方法 ,土壤生物学的应用将是改善设施土壤生态环境新的研究方向。

有机肥及秸秆对设施菜田次生盐渍化土壤修复效果研究

通过盆栽试验,系统研究了不同有机肥用量及秸秆用量对设施栽培次生盐渍化土壤的修复效果及对油菜生物量的影响。结果表明:与对照组土壤相比,有机肥和秸秆的5个处理均能显著降低土壤可溶性盐分;不同有机肥处理后土壤盐分呈先下降后上升的趋势,而不同秸秆处理后土壤盐分随秸秆用量的增加而降低;不同有机肥与秸秆处理均能显著增加油菜的生物量,油菜的生物量随有机肥及秸秆用量的增加呈先上升后下降的趋势;在油菜增产方面,有机肥明显优于秸秆。有机肥及秸秆能有效改良次生盐渍化土壤,是延长设施土壤使用年限,促进设施农业可持续发展的有效途径。

葡萄设施栽培不同种植年限土壤理化性质的变化

【目的】了解大量施肥条件下种植年限对设施葡萄园土壤理化性状的影响,为设施葡萄合理施肥和可持续生产提供依据。【方法】采集了泰安市角峪镇同一农户设施葡萄种植2、7和12 a(年)土壤,以棚外土壤为对照,调查了不同种植年限下土壤的理化性状的变化。【结果】设施大棚内土壤容重均显著高于棚外对照,以种植葡萄7 a的大棚土壤容重最大,12 a棚土壤次之;随棚龄增大,土壤总孔隙度和通气孔隙度下降;根系分布层土壤的p H值显著低于对照,其中设施种植7 a的p H仅5.0;电导率和总盐含量则显著高于对照,且表层含量明显高于下层;总氮含量低于对照,总磷、总钾、速效氮磷钾、微量元素和各种盐离子含量均高于对照,以盛果树的7 a棚土壤最高;露地主要盐离子以Ca2+、Mg2+和Cl-为主,而7和12 a棚土壤以Ca2+、K+、SO42-和NO3-为主,K+、Ca2+、Mg2+、SO42-和NO3-与土壤p H值呈显著负相关。【结论】随着设施种植年限的增加,土壤酸化、盐渍化、表层富营养化和重金属Cu、Zn积累,大量施肥可能是主要原因。

轮作对设施蔬菜大棚中次生盐渍化土壤盐分离子累积的影响

2007年8月在江苏省宜兴市采集10个典型大棚土壤及其邻近露地蔬菜地土壤调查其离子组成和电导率,并选择2个土壤具有次生盐渍化特征的大棚研究轮作(蓖麻-白菜-蓖麻、辣椒-白菜-辣椒)对土壤电导率(EC)和离子组成的影响。结果表明,大棚蔬菜地土壤EC显著高于露地蔬菜地土壤,20%的大棚土壤已发生次生盐渍化(EC>500μS.cm-1);大棚土壤的SO42-、NO3-离子浓度显著高于露地蔬菜土壤,说明SO42-、NO3-是影响大棚次生盐渍化的主要离子。2年3茬大棚蔬菜地轮作试验结果表明,蓖麻-白菜-蓖麻轮作导致土壤EC下降5%,辣椒-白菜-辣椒轮作使土壤EC下降33%,表明后者对土壤次生盐渍化改良效果优于前者。两轮作系统盐分离子累积差异主要在于SO42-,辣椒-白菜-辣椒轮作能降低土壤SO42-的累积,而蓖麻-白菜-蓖麻轮作则不然。建议根据次生盐渍化土壤主控盐分离子以及不同作物对盐分离子吸收累积偏向性选择合适的轮作系统,实现轮作改良次生盐渍化最佳效果。

设施土壤次生盐渍化及其对土壤性质的影响

设施土壤次生盐渍化是我国设施农业生产中的一个重要限制因子。本文根据近年来的相关研究进展,综述了设施土壤次生盐渍化的基本特征、形成原因及其影响因素,并阐述了设施土壤次生盐渍化对土壤理化性质以及土壤微生物状况的影响。

不同种植年限蔬菜大棚土壤中硝态氮时空变异研究

本研究旨在通过对青海乐都地区不同种植年限蔬菜大棚土壤情况的调查,了解该地设施蔬菜生产中土壤硝态氮时空变异。2~27a设施蔬菜0~100 cm土壤中硝态氮含量为99.09~609.065 mg/kg;0~20 cm土壤中硝态氮含量为37.51~545.545 mg/kg,总盐含量为0.137%~0.671%,pH变化为8.1~7.7;随土壤硝态氮含量的增加,土壤总盐呈增加趋势,土壤pH值则逐渐下降;土壤硝态氮含量随种植年限的增加呈现递增趋势,22 a棚龄的大棚土壤硝态氮含量最高,达609.065 mg/kg;各棚龄土壤硝态氮均表现出明显的表土累积现象。不同种植年限蔬菜大棚土壤中硝态氮时空变异显著。

宜兴市温室土壤理化性质的调查和分析

对宜兴市的温室和露天土壤的理化性质(包括pH,电导率,各种水溶性离子的含量以及全盐量)进行调查测定,结果表明:宜兴市温室土壤pH值0-20 cm土层比深层低,有酸化趋势;土壤全盐量显著高于露天土壤,盐分已明显在0～20cm土层富集,表层土壤全盐含量均在2.00 g/kg以上;在盐分的离子组成中,阳离子以Ca2+为主,平均占全盐总量的14%,阴离子以NO3-和SO42-为主,分别平均占全盐总量的56%和23%.说明该地区温室土壤己达到中度盐渍化水平.

微润管埋深与间距对日光温室番茄土壤水盐运移的影响

为探求微润灌溉对于日光温室次生盐渍化土壤的影响,设置3种毛管埋深(10、20和30 cm)和3种毛管间距不同的布置(1管2行、2管2行、3管2行,2行指番茄行),以膜下滴灌(CK)为对照,分析日光温室土壤水盐分布的变化。结果表明,日光温室耕层土壤(0~20 cm)平均含盐量达2.745 g/kg,接近阻碍作物生长的临界点(2.75 g/kg),发生了轻度次生盐渍化。与CK比较,微润灌溉具有较高的脱盐效果,0~60 cm土层平均相对脱盐率较CK提高了32.49%,0~30 cm主根区较CK提高了76.30%(P<0.05)。可用幂函数较好地描述微润灌溉日光温室番茄主根区土壤盐分随定植后天数的动态变化过程。微润管埋深是影响土壤水盐分布的重要因素,在微润管埋深处土壤形成一个高水低盐区,毛管浅埋有利于主根区土壤(0~30 cm)盐分的淋洗,深埋有利于次根区土壤(>30~60 cm)盐分的淋洗,埋深30 cm,1管2行组合番茄生育末期土壤含盐量有升高趋势,可能会加剧土壤次生盐渍化。结合日光温室盐分累积及番茄根系分布特征,埋深10 cm,3管2行为轻度次生盐渍化土壤适宜的应用模式(该组合综合脱盐效果最好,0~60 cm土层平均相对脱盐率为22.27%,主根区相对脱盐率为29.86%,比CK提高1倍以上)。该研究为微润灌溉在日光温室的应用提供参考。

外源有机物料对次生盐渍化大棚土壤的改良效果

大棚土壤次生盐渍化已成为制约大棚设施农业生产的突出问题。在云南采集典型次生盐渍化大棚土壤,选择土壤调理剂、生物炭、商品有机肥、猪粪4种有机物料进行盆栽试验,研究其对盐渍化土壤的改良效果,结果表明:(1)施用生物炭和商品有机肥能有效改善次生盐渍化大棚土壤结构,降低容重,提高总孔隙度。(2)外源有机物料对改良大棚次生盐渍化土壤有显著作用,不仅降低了土壤全盐和电导率,还提高了作物产量。(3)大棚次生盐渍化土壤的主导阳离子为Ca2+、阴离子为NO-3、SO2-4,商品有机肥、生物炭和猪粪3类外源有机物料对降低Ca2+、NO-3、SO2-4的效果较好。(4)生物炭改良次生盐渍化大棚土壤的效果优于其它3种有机物料。

宁夏设施土壤盐分离子组成及含量变化特点

采集宁夏掌政五渡桥和永宁地区大棚及对照土壤,离子色谱法测定土壤中Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、PO43-、Na+、K+、Mg2+、Ca2+含量,分析各地区设施土壤中盐分含量变化特点。结果表明,掌政五渡桥和永宁地区大棚土壤盐含量均高于未耕作的大棚土壤,不同地区盐分含量变化幅度大。随耕作年限延长,盐分的不断累积已造成部分大棚出现轻度次生盐渍化;掌政五渡桥地区随着种植年限延长水溶性盐总量呈现上升趋势,以Na+、Ca2+、NO3-和SO42-含量变化幅度最大,永宁地区在种植4a左右盐分累计达到最高,之后出现降低的趋势,各离子含量随种植年限延长出现先增加后下降趋势;盐分离子在土壤剖面的运移同时存在着明显的向底层迁移和向表层聚集2种方式,但以表聚为主;设施栽培后,土壤中的Cl-、NO3-、SO42-、Na+、Ca2+均有不同程度的累计,阴离子以NO3-和SO42-为主,阳离子以Ca2+为主。Cl-、SO42-、Na+和Ca2+是造成土壤次生盐渍化的主要离子。

积盐条件下土壤酸化过程的特异性研究

为探求设施内土壤积盐酸化与露地酸化的区别,人为模拟酸化和盐基淋失(自然洗盐)过程,分析洗盐前后土壤酸度特征的变化。结果表明:洗盐使电导值、有效钙(A-Ca)、交换性酸(EA)、有效阳离子交换量(CEC)、活性锰(Ac-Mn)含量均显著降低,活性铁铝(Ac-Fe、Ac-Al)含量、盐基饱和度(BSP)保持稳定或显著增高,p H显著升高。洗盐前后,土壤的EA、Ac-Al和Ac-Fe均随着p H的降低显著增高,而Ac-Mn、CEC均随着p H的降低显著下降;在出现一定量EA以后,BSP随p H降低显著下降,表明积盐酸化与露地酸化本质相同。但在等量酸加入时,设施内积盐土壤耕层酸化更快,酸害更严重,且易积盐,在治理酸化时须避免引入更多的盐分,以防加重盐害。