长期施肥对砂姜黑土作物产量及土壤物理性质的影响

【目的】保持和提高土壤肥力,提升土壤生产力,是农业持续发展的重要内容。研究无机肥与牛粪、猪粪和小麦秸秆长期配合施用对砂姜黑土作物产量及土物理性质的影响,为培肥改良砂姜黑土、提升砂姜黑土生产力提供理论依据。【方法】利用1982年建立在安徽省蒙城县砂姜黑土上的长期定位试验,分析牛粪、猪粪、秸秆等不同有机物料与无机肥料配施对作物产量、土壤容重和土壤田间持水量的影响,评价有机物料与无机肥配施对砂姜黑土的培肥效果。【结果】长期不施肥处理的小麦、大豆产量持续下降,平均年降低分别为39.0和70.9 kg·hm-2,25年后产量在极低水平波动。单施无机肥或无机肥与有机物料配施,小麦产量均呈逐年增高的趋势。无机肥和有机物料配施的处理与单施无机肥(NPK)处理相比均表现出增产效果,年均增产率在5%以上。不同有机物料处理间的增产效果是牛粪处理(NPK+CM)优于猪粪处理(NPK+PM),而猪粪处理优于秸秆处理(NPK+S)。小麦、大豆产量年际间波动幅度较大,长期不施肥处理小麦产量变异系数(CV)最高,增施肥料可以降低CV,有机物料和无机肥配施的处理CV低于单施无机肥处理,牛粪处理CV最小。牛粪、猪粪、秸秆与无机肥料长期配合施用能降低砂姜黑土土壤容重,显著提高土壤田间持水量,小麦、大豆产量与土壤容重呈显著负相关,与土壤田间持水量呈显著正相关,有机物料与无机肥配施可以改善砂姜黑土不良的物理性状。【结论】长期均衡施用无机肥料或有机物料与无机肥配施均能提高土壤肥力水平,小麦产量呈逐年增高的趋势。有机物料与无机肥配施能提高作物产量,降低产量变异,增强产量稳定性,作物高产稳产;能改善砂姜黑土不良的物理性状,提高土壤肥力。有机物料与无机肥配施是安徽省砂姜黑土地区较为适宜的施肥模式。

秸秆生物炭对矿区污染土壤重金属形态转化的影响

以小麦秸秆制备的生物炭作为修复材料,通过室内培养试验研究不同生物炭施用量(w分别为0、1%、2%和5%)对矿区复合污染土壤Cu、Zn、Cd和Pb赋存形态的影响。结果表明,经过150 d的培养,施用生物炭可明显提高土壤p H值和有机碳含量,比对照分别增加0.96%~2.62%和9.1%~38.6%。土壤中酸提取态Cu、Zn和Cd含量随生物炭施用量的增加而降低,与不施用生物炭相比下降幅度分别为7.0%~16.9%、6.7%~11.8%和5.3%~9.6%,酸提取态Pb含量无明显变化。生物炭可不同程度地减少可还原态Cd和可氧化态Cu、Zn、Pb含量。施用生物炭处理残渣态Cu、Zn、Cd和Pb含量明显提高,与不施用生物炭相比增加幅度分别为10.6%~46.8%、5.9%~15.7%、40.9%~191.9%和1.5%~2.6%。相关性分析表明,土壤p H值、有机碳含量与酸提取态和残渣态重金属含量显著相关。综合而言,生物炭能够促进供试污染土壤Cu、Zn、Cd和Pb由酸提取态、可还原态和可氧化态向残渣态转化。

模拟酸雨条件下生物炭对污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响

通过土柱淋溶装置,研究模拟酸雨条件下生物炭不同施用量（0,1%,2%和5%）对复合污染林地土壤重金属淋失和有效性的影响。结果表明,淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量均随生物炭施用量的增加而增加。生物炭施用不同程度地增加淋滤液中Cd、Cu和Zn的含量,相较于不施生物炭,1%,2%和5%生物炭施用量下Cd、Cu和Zn的累计淋失量分别提高28.3%-298.3%,25.3%-187.0%和27.5%-217.6%。不同处理间Pb的淋失总量无显著差异。生物炭的施用能使淋溶后土壤pH值提高0.03-0.09个单位,有效态Cd、Cu、Zn和Pb含量分别下降0.9%-6.5%,23.3%-30.6%,15.2%-24.2%和24.8%-31.8%。综合而言,酸雨作用下尽管生物炭能增加林地土壤中重金属的淋失量,但考虑到其淋失量远小于土壤中有效态重金属的减少量,生物炭仍可作为修复污染林地土壤的一种备选材料。

水肥一体肥料减量对大棚番茄产量、品质和氮肥利用率的影响

针对安徽省设施番茄生产中肥料施用量大、施肥方法不科学等问题,以安徽省芜湖县设施番茄为研究对象,探讨水肥一体化措施下减量施肥对番茄产量、产值、品质、养分吸收和氮肥利用效率的影响,以期为区域设施番茄合理水肥管理提供理论和技术支持。研究结果表明,与菜农习惯水肥管理相比,水肥一体氮肥减量20%~40%或氮磷钾肥各减量20%都能够提高番茄产量、产值和利润。影响番茄品质因子较多,在本试验施肥量下,水肥一体减量施肥番茄可溶性总糖、可溶性固形物含量下降,Vc含量增高,适当减少肥料用量有利于番茄红素含量的提高,减肥幅度过大,番茄红素含量下降。水肥一体减量施肥能提高氮肥当季利用率。综合番茄产量、品质和氮肥利用效率,在本试验条件下,N 240 kg/hm^2、P_2O_5144 kg/hm^2、K_2O 240 kg/hm^2是较为合适的用量。笔者认为,尽管优化施肥、水肥一体化减量施肥能提高氮肥利用效率,但设施番茄的氮肥利用率仍较低,氮肥利用率的提高仍有一定的潜力。

垄作覆膜对冷浸田的改良效果研究

评价垄作和垄作覆膜对冷浸田的改良效果,为提升冷浸田肥力水平提供科学依据。利用田间定位试验研究垄作覆膜对冷浸田土壤温度、水稳性团聚体数量、还原性物质含量、有机质氧化稳定性及水稻产量的影响。相比习惯耕作,垄作和垄作覆膜均能显著提高水稻产量,3年平均产量提高4.9%~16.8%,垄作覆膜对水稻增产的效果更佳;能提高水稻生育前期土壤温度,垄作覆膜增温效果较好;能显著提高土壤〉0.25 mm水稳性大团聚体含量,单一垄作能显著提高土壤〉1 mm团聚体含量,而覆膜则能显著提高土壤0.5~1 mm团聚体含量;单一垄作能降低还原性物质含量,田间水分管理及水稻生育时期影响垄作覆膜对还原性物质含量的削减效果;能降低土壤氧化稳定系数,提高土壤易氧化有机质含量,促进有机质矿化分解。单一垄作或垄作覆膜均能改善冷浸田土壤性质,提高冷浸田水稻产量,垄作覆膜的效果优于单一垄作。

基于DGT技术分析土壤镉生物有效性及迁移动力学过程

通过采集分析安徽省石台县仙寓地区61组主要农作物(水稻、茶叶)及其根系土壤样品,基于(DGT)技术研究了典型富硒区土壤中镉(Cd)的生物有效性及其迁移动力学过程,并借助DIFS模型评估土壤Cd的迁移潜力。研究结果表明:土壤DGT-Cd的主要影响因素为pH、有机质、铁锰氧化态Cd。DGT测量的Cd有效态与水稻及茶叶农作物中Cd含量有较好的正相关关系,但水稻的DGT测量生物有效态预测效果要差于茶叶。DGT-Cd和土壤溶液-Cd受土壤性质(有机质、pH和铁氧化物)和土壤易迁移的Cd总量控制。不同土壤R值从高到低的顺序为:pH 4.5~5.5的土壤>pH 5.5~6.5的土壤>pH高于6.5的土壤,pH较低的土壤固相补给更丰富。本研究进一步提升了对研究区土壤中Cd活化的认识,对促进当地富硒农产品安全种植开发具有重要意义。

生物炭负载铁前后对复合污染土壤中Cd、Cu、As淋失和形态转化的影响研究

复合污染土壤中Cd、Cu等阳离子重金属与As具有不同的化学性质和迁移转化行为.本研究以负载铁前后的小麦秸秆生物炭作为修复材料,研究酸雨淋溶条件下两者对复合污染土壤中Cd、Cu、As淋失量及赋存形态的影响;通过分析淋滤液pH值、电导率和溶解性有机碳含量等,探讨其可能的作用机制.结果表明,生物炭和负载铁生物炭均显著提高了淋滤液pH值和电导率.溶解性有机碳淋失量在生物炭处理中较对照(CK)处理提高3.4%~15.9%,而在负载铁生物炭处理中则降低27.3%~60.8%.与生物炭不同,负载铁生物炭能够不同程度地降低Cd、Cu和As的淋失,5%施用量下累积淋失量较CK处理分别降低85.7%、19.0%和62.1%.对淋溶后土壤中重金属和As赋存形态进行分析发现,施用生物炭促进了土壤中Cd和Cu由酸提取态向残渣态转化,却使As由无定形及弱结晶铁铝氧化物结合态向专性吸附态转化.负载铁生物炭能够降低土壤中有效态Cd、Cu和As含量,相较于CK处理酸提取态Cd、Cu和非专性吸附态As含量分别减少3.6%~13.4%、7.5%~24.4%和19.0%~58.8%,而可还原态Cd和残渣态Cu、As含量分别增加4.3%~43.3%、2.2%~18.1%和44.9%~53.5%,其中,5%施用量下差异达到显著水平.综合而言,在5%施用量下,生物炭能够降低土壤中有效态Cd、Cu含量,却提高了As的迁移性和有效性;而负载铁生物炭既降低了酸雨淋溶条件下Cd、Cu、As的淋失,还促进了土壤中Cd、Cu、As由有效态向潜在有效态或稳定态转化,是修复重金属和砷复合污染土壤的有效材料.