农牧交错带农牧系统氮素流动与环境效应——以山西省为例

【目的】探明山西省农牧交错带农牧生产系统的氮素流动特征及其环境效应,进一步为山西实施区域养分资源管理、加快农牧交错带产业结构调整提供科学依据。【方法】在整理统计资料、文献数据和实地调研的基础上,使用食物链养分流动模型(nutrient flows in food chains,environment and resources use,NUFER)和GIS,估算山西省农牧交错带(主要涉及大同、朔州、忻州、吕梁、临汾和太原等6个地市)42个县区农牧生产系统的氮素账户平衡、流动路径及损失途径。【结果】不同县区农田化学氮肥投入存在"两极分化"的现象,投入水平范围在6.7—253 kg·hm^(-2),极值间相差38倍;各县区农田氮素的投入结构也表现出较大差异,主要跟当地化学氮肥施用习惯及农业种植结构有很大的关系;单位农田面积农作物主产品的氮素携出量范围在19.11—96.75kg·hm^(-2),空间上整体呈现南北高、中部低的变化趋势;不同县区农田氮素盈余量在-16—202 kg·hm^(-2),氮素亏缺与盈余情况并存;区内畜牧生产系统中外源饲料氮素投入差异较大,朔州市的山阴县外源饲料氮素投入高达0.94×104 t,而忻州的五寨、临汾的隰县、大宁和蒲县,则可以通过作物生产系统来满足畜牧生产系统的饲料需求,也充分反映了各县区畜牧业养殖规模和农牧产业结构存在较大差异;区内单位面积农田动物主产品氮素携出量范围在1.51—27.50 kg·hm^(-2),极差25.99 kg·hm^(-2),说明各县区畜牧生产系统的生产力水平差异较大,单位农田面积动物主产品的氮素携出量>13 kg·hm^(-2)的分布在区域北部朔州市的山阴、怀仁、大同等县区,表明这些县区畜牧生产系统中的氮素利用率较高;单位耕地面积畜禽粪尿氮素负荷较高(>50 kg·hm^(-2))的县区主要分布在区域北部;农牧生产系统氮素损失的空间分布格局明显:一级区(>200 kg·hm^(-2))分布在区域北部,二级区(120—200 kg·hm^(-2))分布在区域南部和北部,三级区(<120 kg·hm^(-2))主要分布在区域中部,今后应重点关注区域北部农牧业生产过程中的氮素损失及环境问题。【结论】农业生产结构不合理、"农牧分离"是造成农牧生产系统氮素利用率低下的主要原因,今后农田养分资源综合管理要在空间上合理配置氮素资源,在养分投入上既要考虑化学氮肥和粪尿氮素的投入,还要兼顾来源于环境投入部分的氮素,更要注重和畜牧生产系统的耦合,以最小的环境代价生产更多的农牧产品。

山西省主要类型土壤镁素供应状况及镁肥施用效果

采用田间调查、土壤盆栽和大田试验相结合的方法,研究山西省主要类型土壤镁素供应状况及镁肥施用效果。结果表明,山西省主要类型土壤耕层(0-20cm)交换性镁含量在78.1～641.8mg/kg范围内,平均含量为255.1mg/kg。不同类型土壤交换性镁含量高低依次为潮土>褐土>栗褐土>石灰性褐土>黄绵土>褐土性土。土壤交换性镁含量与土壤主要化学性质密切相关。生物消耗试验表明,褐土和石灰性褐土的镁生物有效性较高,其次是褐土性土和黄绵土,栗褐土和潮土的镁生物有效性最低。与不施镁肥相比,施镁大豆增产2.77%～9.04%,玉米增产2.98%～10.21%;大豆籽粒粗蛋白含量提高4.56%～7.52%,玉米籽粒粗蛋白、总淀粉和总糖含量分别提高9.96%～15.36%,2.41%～6.42%和8.52～12.50%。相关分析表明,大豆籽粒中镁含量与籽粒产量、粗蛋白和粗脂肪含量呈显著线性正相关;玉米籽粒中镁含量与籽粒产量呈显著线性正相关,与粗蛋白含量呈曲线关系,而与粗脂肪含量呈现显著线性负相关。研究表明,山西省主要类型土壤交换性镁含量处于较高水平,不同类型土壤交换性镁含量及生物有效性存在显著差异,籽粒中镁与籽粒蛋白质和脂肪含量密切相关,适量施用镁肥可提高农作物产量、改善营养品质。

设施菜地土壤重金属污染状况评估--以山西省中南部为例

选取山西省中南部4个典型地区(太原市、晋中市、长治市、临汾市)的设施菜地作为研究对象,分析了土壤中7种重金属(As,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn)的含量特征,并对重金属污染和潜在生态风险进行了评估。结果表明,4个典型设施菜地土壤重金属含量均超过了山西省土壤背景值,Cd,Pb和Ni含量超过国家土壤质量二级标准(GB 15618—2008);Cd与Cr,Ni无显著相关性,Pb与其他重金属呈负相关,其余重金属(As,Cu,Zn)之间均呈正相关关系,表明这些重金属具有相同的污染源;4个地区重金属潜在生态风险系数大小排序为太原市>晋中市>长治市>临汾市,整体风险等级在中等以上,其中,Cd,Pb呈中等以上污染水平,潜在生态风险水平很高,是研究区主要的重金属污染源。因此,需注意Cd,Pb带来的重金属污染风险。

山西省太原市旱作农区大气活性氮干湿沉降年度变化特征

鉴于大气氮素沉降对整个生态系统的重要影响,我国近年来陆续开展了不同尺度的大气氮素干、湿沉降的研究,但少有农业区多年连续监测的资料。本研究利用DELTA系统、被动采样器和雨量器在山西省太原市郊区阳曲县河村旱作农业区进行了4年的监测试验,观测大气氮素干、湿沉降的时间变异。结果表明:2011年4月—2015年3月,河村4年大气活性氮NH_3、HNO_3、NO_2、颗粒态NO_3^-(pNO_3^-)、颗粒态NH_4^+(pNH_4^+)平均沉降量分别为4.50 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1)、3.54 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1)、2.56 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1)、1.62 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1)、2.75 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1),大气氮素干沉降总量为12.38~18.95 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1),以2011年的氮干沉降量最高,2014年的最低。2011年4月—2015年3月各月氮干沉降量与氨气沉降量之间存在显著正相关,相关系数在0.809 8~0.937 1,由此可知,该地区活性氮沉降主要受农业氨气排放的影响。河村4年雨水中NO_3^-、NH_4^+平均浓度分别为3.20 mg(N)·L^(-1)和2.43 mg(N)·L^(-1),大气氮素湿沉降11.67~41.31 kg(N)·hm^(-2)·a^(-1)。年度间氮素湿沉降存在很大差异,以2012年氮素年湿沉降量最高,2014年最低,每年大气氮素湿沉降占氮总沉降量的份额超过50%。此外,4年湿沉降中不仅NO_3^--N和NH_4^+-N之间、且二者与降雨量也呈显著线性或二次相关关系,说明降雨量对NO_3^--N和NH_4^+-N的湿沉降影响较大。本研究表明太原市旱作农区不同年份间氮素湿沉降比干沉降差异更大,且总沉降数量较高。虽然是旱作区,该地区氮素干沉降略低于湿沉降。研究结果为该地区农田氮肥施用和氮素循环监测提供了理论依据。

山西省矿区土地复垦与生态重建现状及发展对策

山西煤炭开采在保障全国能源供应、促进山西经济社会发展的同时,也产生了大量的环境污染,生态破坏严重,但与这些破坏不相符的是全省的土地复垦率只有2%左右。因此,在山西转型跨越发展中,矿区土地复垦与生态重建已成为山西省农业生产、环境保护、生态建设以及区域社会经济可持续发展所面临的紧迫任务。通过对山西省矿区土地复垦与生态重建现状的分析,提出山西省土地复垦工作未来的发展对策。

山西省畜禽粪污土地承载力及粪尿替代化肥潜力分析

为明确山西省畜牧业的发展规模,优化畜牧业发展的空间格局,进一步为山西省农牧业实现绿色发展提供科学依据。研究基于农牧生产系统养分平衡的方法,测算了山西省县域尺度的畜禽粪污土地承载力。结果表明,山西省的种植业与畜牧业发展规模在空间上存在一定的错位,种植业发达的地区主要分布在省域南部和中部的区县,而畜牧业发达的地区则分布在省域北部、中部和东南部的区县;山西省当前的畜牧业发展规模折合为2 371.77万猪当量,以粪尿氮作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为5 976.01万猪当量;以粪尿磷(纯磷,下同)作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为7 212.27万猪当量。综合粪尿氮磷承载力指数结果分析,超载区域主要分布在省域北部种植业欠发达的区县和省城太原周边的区县;全省粪尿氮、磷的有效供给量分别为18.28万t和3.15万t,可以分别有效替代氮、磷肥39.79%和33.21%。无论以粪尿氮或磷作为约束指标,山西畜牧业整体上仍有较大的发展空间,可适度增加畜禽养殖规模,但需要关注城市近郊区县的畜禽粪尿氮磷的环境排放和大中型养殖企业的点源污染问题。在畜禽粪尿养分资源管理策略上,则应考虑优化农牧业生产布局和区域间协同管理。

山西北部农村区域大气活性氮沉降特征

利用DELTA系统、被动采样器和雨量器在山西省北部生态脆弱区朔州的一个监测点通过一整年的监测试验,研究了该地区农村区域大气氮素干湿沉降的月际变化。结果表明:2011年该地区大气氮素湿沉降为12.43kgN hm^(-2)a^(-1),远低于华北平原大气氮素混合沉降的平均值28.0kg N hm^(-2)a^(-1),降水中铵态氮、硝态氮和有机氮平均分别为1.24 mg N/L、1.27 mg N/L、1.26mg N/L。大气氮素湿沉降的年内分布不均,60%的沉降集中在降水较丰沛的4-10月份。试验区干沉降以氧化态氮(HNO_3NO_2和pNO_3^-)的沉降为主,氧化态氮的干沉降量是还原态氮(NH_3和pNH_4^+)的1.37倍,大气氮素干沉降总量为35.43 kg N hm^(-2)a^(-1)。总体来看,作为典型的干旱区,该地区氮的干沉降是湿沉降的3倍,氮素干湿沉降总量达到47.86kg N hm^(-2)a^(-1)。此外,硝态氮和铵态氮在雨水中呈线性相关,而在PM_(10)颗粒物中乘幂正相关;雨水中总碳和总氮呈线性正相关,而PM_(10)颗粒物中二者呈二次多项式关系。鉴于朔州地区古城镇较高的氮沉降数量,应该对该地区输入农田的氮素环境养分引起足够重视。

黄土区采煤沉陷农田土壤养分的三维可视化

当前,我国黄土区井工采煤已经造成大量农田沉陷,但针对沉陷农田的养分表达侧重于传统的二维等值线表达,与沉陷地形变化信息不能很好地结合。以山西潞安集团司马煤矿沉陷区农田养分数据可视化为例,对不同沉陷深度下土壤特征空间变异运用Surfer软件进行三维可视化新途径研究。结果表明,应用Surfer软件的等值线功能和三维地形模块,简便、高效地实现了以空间数据形式表达沉陷农田区域的养分空间变化格局,为简便、准确掌握养分因子在整个沉陷农田区域内的空间异质特征探索出一条新途径。

减肥减水对温室黄瓜养分吸收、产量及土壤质量的影响

为了减轻温室蔬菜过量施肥灌水对肥料浪费及环境问题所造成的影响,通过温室试验,设3个施肥水平(N-P_2O_5-K_2O分别为中肥F1:517.2-383.3-629.6 kg/hm^2、低肥F2:382.1-286.5-467.4 kg/hm^2、高肥F3:755.0-558.5-916.4 kg/hm^2)和2种灌水处理(传统灌溉W1、滴灌W2),分析黄瓜产量及养分含量、水氮生产率、氮、磷淋溶状况以及土壤养分情况,探究减肥减水对温室黄瓜生长、土壤环境等带来的影响。结果表明,试验范围内,在农民习惯施肥量基础上减肥不会造成黄瓜减产,采用滴灌较传统灌溉能提高黄瓜产量;同时,减肥滴灌也不会对黄瓜的养分含量产生影响。此外,减肥滴灌还可以提高灌溉水生产率及氮肥偏生产力,增加0~20 cm土壤硝态氮和速效钾的含量,减少肥料向下淋溶。因此,在当前水肥管理条件下,减肥滴灌效果良好;试验范围内,T4(低肥+滴灌)效果最佳。

减水减肥对温室西葫芦产量及土壤养分的影响

为了提高肥料利用率,减少过量施肥、灌溉对生态环境的负面效应,在温室进行了西葫芦种植试验,设施肥量水平(农民习惯施肥量和减肥量)、灌水处理(传统灌溉和滴灌)及施加生物炭3种因素,以明确不同水肥条件下西葫芦产量、不同部位养分含量、水肥生产率、生物量、土壤养分及养分盈余情况,研究减量水肥组合对西葫芦生长及土壤的影响。结果表明,在农民习惯施肥量基础上适量减少施肥、灌溉量与施加生物炭措施未造成西葫芦减产,且提高了肥料偏生产力和灌溉水生产率,对西葫芦地上部、地下部生物量及西葫芦、根系及茎叶养分含量无明显影响;减肥减水对于土壤pH、有机质、硝态氮、铵态氮、有效磷及CaCl2-P含量基本没有显著影响,而施加生物炭能增加耕层有机质含量,减少土壤硝态氮的淋溶风险;减水与施加生物碳处理对土壤氮素、磷素盈余量无显著性影响。研究结果可为提高设施蔬菜水肥利用效率、减轻土壤养分淋溶提供理论依据。

不同盐碱地改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿生长及产量的影响

为明确国产化盐碱地改良剂在重度盐碱地的施用效果,采用田间试验和室内分析相结合的方法,以牧草和绿肥兼用型紫花苜蓿为供试作物,研究重度盐碱地施用国产1号（2 250 kg·hm-2）、国产2号（7 960kg·hm-2）和脱硫石膏（22 500 kg·hm-2）3种改良剂对土壤理化性质、紫花苜蓿（Medicago sativa L.）出苗率和鲜草产量的影响,以及施用脱硫石膏对土壤（0~20 cm）和紫花苜蓿茎、叶中重金属含量的影响。结果表明,与对照（不施改良剂）相比,施用改良剂处理的紫花苜蓿出苗率提高18.4%~31.7%,3茬鲜草总产量提高18.9%~43.5%;土壤pH下降0.11~1.46,容重降低0.01~0.06 g·cm-3、孔隙率提高1.15%~10.15%,土壤理化性状得到改善;施用脱硫石膏和含有脱硫石膏的国产2号使土壤和紫花苜蓿中汞、铅和铬含量有显著提高,但土壤重金属含量未超过国家《农业土壤环境质量标准》GB15618—2001规定的二级土壤使用标准,紫花苜蓿中汞、镉、铅和铬的含量检测符合国家饲料卫生指标（GB13078—2001）的规定。本研究表明,3种盐碱地改良剂以国产2号的施用效果最好,可在同类型盐碱地大力推广应用。

不同氮源与镁配施对甘蓝产量、品质和养分吸收的影响

采用田间试验和室内分析相结合的方法,研究不同氮源与镁配施对甘蓝(Brassica oleracea L.)产量、品质和养分吸收的影响。试验在等氮条件下设4个氮源,分别为不施氮肥、100%铵态氮、50%铵态氮+50%硝态氮、100%硝态氮;设4个硫酸镁施用量,分别为0、75 kg·hm-2、150 kg·hm-2、300 kg·hm-2。结果表明,100%硝态氮与中量(150 kg·hm-2)镁配施处理的甘蓝产量比不施肥处理、100%铵态氮与中量镁配施处理和50%铵态氮+50%硝态氮与中量镁配施处理分别增产56.9%、14.7%和5.2%。施用100%硝态氮处理的甘蓝产量略高于50%硝态氮+50%铵态氮处理,比施用100%铵态氮处理和不施肥处理分别增产13.0%和44.2%。施用低量(75kg·hm-2)镁肥的甘蓝产量比不施镁肥增产9.3%,而增加镁肥用量对甘蓝产量没有显著影响。施用100%硝态氮、50%铵态氮+50%硝态氮和100%铵态氮处理的甘蓝硝酸盐含量比不施氮肥处理分别增加84.4%、63.4%和6.9%。100%硝态氮与高量(300 kg·hm-2)镁肥配合施用的甘蓝硝酸盐含量比不施肥处理、100%铵态氮与高量镁肥配施处理和50%铵态氮+50%硝态氮与高镁肥配施处理分别增加101.4%、82.3%和14.1%。施用高量镁肥处理甘蓝硝酸盐含量比不施肥处理增加11.2%。随着硝态氮比例增加,甘蓝维生素C、还原糖、总氨基酸含量相应增加,镁肥施用量对甘蓝维生素C、还原糖、总氨基酸含量影响明显。随着硝态氮比例增加,甘蓝对磷、钾和钙吸收量显著增加;随着镁施用量增加,磷、钾和镁吸收量相应增加。不同氮源与镁肥相互作用对甘蓝维生素C含量,氮、磷、钾、钙和镁养分吸收均有明显的影响。本研究表明,50%硝态氮和50%铵态氮混合与适量镁肥配合施用,既能增加甘蓝产量,提高维生素C、还原糖和总氨基酸含量,又能减少硝酸盐含量,提高甘蓝品质。

脱硫石膏及改良盐碱地效果研究

利用燃煤电厂脱硫石膏改良盐碱地更好地开发利用山西省后备耕地盐碱地、提升山西省粮食产量,对发展循环经济具有重要意义。利用太原一电厂脱硫石膏和山西省资源较为丰富的风化煤为改良剂,研究其对大同盆地盐碱地土壤重金属、土壤物理化学特性的影响。结果表明:使用太原一电厂的脱硫石膏不会对土壤环境和作物造成重金属污染;施用脱硫石膏能降低土壤pH,但会增加土壤盐分含量,如结合有机物混合施用可以降低土壤盐分含量;脱硫石膏最佳施用量为22.5t/hm2。

不同种植密度对高粱生长、产量及养分吸收的影响

为了明确密度与高粱[Sorghumbicolor（L．）Moench]农艺和经济『生状以及养分吸收的关系，以‘晋杂23号’高粱为试验作物，采用大田试验方法，试验设4．5万株/hm^2、7．5万株丹hm^2、10．5万株/hm^2和13．5万株／hm24个种植密度，研究了不同种植密度对高粱生长、产量、产量构成因素以及养分吸收的影响。结果表明，随着密度增加，高粱株高显著增高，茎粗显著变细，单株叶面积和单株干重显著下降。在4．5万籼。～7．5万株／hm^2范围内，籽粒产量随着密度增加呈显著性增加。密度在4．5万株／hm^2～10．5万株／hm^2。时，单位面积穗数随密度增加呈显著性增加。随着密度增加，穗粒数显著性增加，而千粒重影响不显著。除磷以外，密度对高粱氮和钾吸收总量均无显著影响。密度对籽粒氮吸收量没有显著影响；在10．5万籼2-13．5万籼。范围内，磷和钾吸收量明显下降。与氮和磷不同，钾主要分配在秸秆中，只有少量钾转运到籽粒中。相关分析表明，种植密度与株高、生物产量、籽粒产量和单位面积穗数呈显著性正相关，而与茎粗、单株叶面积、单株干重、经济系数、穗粒数和千粒重呈显著性负相关。本研究表明，种植密度与高粱主要农艺和经济性状以及养分吸收息息相关，在高粱高产高效栽培中起着非常重要的作用。

晋西北不同土地管理方式对土壤碳氮、酶活性及微生物的影响

晋西北丘陵区受干旱大风气候以及人为活动的影响,土壤肥力较低,土壤质量退化严重,不同的土地利用和管理方式,因植被覆被、人为活动等不同,对土壤质量产生影响不同。为了更好地了解晋西北地区不同土地管理方式对土壤质量的影响,于山西省北部忻州市五寨县,研究不同管理方式对土壤肥力、土壤酶活性、微生物群落结构及多样性的影响,以及微生物与土壤环境因子的关系,为晋西北地区土地管理和生态建设提供参考。研究中设置4种土地管理方式:苜蓿样地(MX)、免耕样地(MG)、翻耕样地(FG)和荒地(HD),采用野外采集土壤样品、室内测定和分析的研究方法,其中土壤pH值利用电位法测定,土壤有机碳(OC)采用重铬酸钾氧化-分光光度法测定;土壤硝态氮、铵态氮利用全自动间断化学分析仪测定,其原理为紫外分光光度和靛酚蓝比色法。土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性分别采用KMnO4滴定法、3,5-二硝基水杨酸法、苯酚钠-次氯酸钠比色法、磷酸苯二钠比色法测定,采用高通量测序测定土壤细菌和真菌的群落组成,利用统计分析软件SPSS和Canoco以及QIIME、USEARCH和Uclust生物信息软件分析不同土地管理方式对土壤质量的影响。结果表明,不同土地管理方式对土壤化学性质、土壤酶活性、细菌和真菌的群落结构及多样性均有影响。苜蓿和免耕2种土地管理方式可显著提高表层土壤养分并增加土壤酶活性;4种土地管理方式共有9个细菌门和11个真菌门,细菌相对丰度较大的为变形菌门、放线菌门和酸杆菌门,真菌的子囊菌门相对丰度最大;苜蓿和免耕样地土壤细菌和真菌群落丰富度和多样性都较高,荒地土壤细菌和真菌群落丰富度较低,但多样性较高;RDA分析结果表明,土壤pH、NH4^+-N和NO3^--N含量和过氧化氢酶活性对细菌群落影响较大,pH、有机碳含量、蔗糖酶、脲酶和过氧化氢酶活性对真菌群落影响最大。苜蓿和免耕2种土地管理方式能够提高土壤质量,是晋西北地区较为适宜的管理措施。

芽孢杆菌Pb-4菌株鉴定及其抑菌活性的研究

拮抗菌Pb-4是一株对多种植物病原菌有较强抑制作用的菌株。为了明确拮抗菌Pb-4的分类地位和抑菌机理,通过形态观察、生理生化特征和16S rRNA基因序列同源性比对及系统发育树分析,对Pb-4菌株进行鉴定。并采用平板对峙培养法测定Pb-4菌株的抑菌谱,显微观察其抑菌作用,采用硫酸铵沉淀和乙醚、苯提取得到抑菌活性物。通过加热处理,明确高温对Pb-4菌株抑菌活性的影响。结果表明,Pb-4菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌;Pb-4菌株对番茄枯萎病菌、黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌、青椒枯萎病菌、辣椒疫霉病菌、苹果腐烂病菌均有抑制作用,其抑菌活性具有广谱性。该菌菌液能明显抑制枯萎病菌孢子的萌发,并对病菌菌丝有致畸作用;对番茄枯萎病菌的抑制生长率达93%,经100,121℃高温处理后的抑菌活性分别是未处理菌液的98.9%和80.1%。从菌液中提取的蛋白、酶、抗生素类活性物质对枯萎病菌的生长繁殖均有很强的抑制效果。为Pb-4菌株在病原菌防治中的广泛应用提供强有力的理论依据。

不同氮源与镁配施对马铃薯产量、品质及养分吸收的影响

为了给马铃薯(Solanum tuberosumL.)高产优质栽培技术提供理论依据,在大田试验条件下,设置硝态氮、铵态氮、硝态氮和铵态氮混合3个氮源,0、75、300kg/hm23个硫酸镁施用量,研究不同氮源与镁配合施用对马铃薯产量、品质及养分吸收的影响。结果表明,不同氮源对马铃薯块茎产量没有显著影响,但不同氮源与镁肥配施对马铃薯块茎产量有明显的影响,单施硝态氮与镁肥配合或硝态氮和铵态氮混合与镁肥配合都能提高马铃薯大、中块茎比例。不同氮源与镁配施对马铃薯块茎总淀粉、粗蛋白含量没有显著的影响,全硝态氮或50%硝态氮+50%铵态氮混合与硫酸镁75kg/hm2配合对马铃薯鲜块茎维生素C含量有明显的影响。不同氮源与镁配施对马铃薯块茎氮、磷、钾和镁养分吸收量有显著的影响。不同氮源对马铃薯块茎氮、磷、钾和镁养分吸收量没有显著影响。除钾吸收量没有受到施镁的影响外,马铃薯块茎中的氮、磷和镁养分吸收量随施镁量增加而相应增加。本研究结果表明,等量硝态氮和铵态氮混合与适量镁肥配合施用可增加马铃薯块茎产量、提高养分吸收、改善品质和提高商品率。

增施有机肥对番茄生长、产量及土壤剖面硝态氮的影响

在田间采用微区试验,研究了番茄生产过程中单施无机肥(CF)以及在无机肥基础上增施有机肥(CF+M)后对番茄生长、产量及土壤硝态氮的影响。结果表明,与单施无机肥处理相比,增施有机肥处理促进了番茄的生长发育,提高了植株的干物质量、氮素累积量以及改善了番茄品质,Vc含量显著提高;增施有机肥比单施无机肥增产15.7%左右;增施有机肥处理在0～60 cm土层中硝态氮含量高于单施无机肥处理,在60～200 cm土层中硝态氮含量低于单施无机肥处理。研究表明,无机肥和有机肥结合施用有利于促进番茄生长发育,提高产量,改善品质。

晋西北不同土地恢复管理措施下土壤物理性状分析

【目的】晋西北丘陵风沙区由于受风蚀影响,土壤沙化十分严重,生态恢复是缓解此问题的主要措施之一。研究不同土地恢复管理措施旨在为提高晋西北黄土高原丘陵风沙区农田土壤质量及植被恢复提供理论依据。【方法】本研究以晋西北五寨县作为研究区,设置4种土地恢复措施:传统翻耕播种玉米(CTC)、免耕播种玉米(NTC)、免耕播种苜蓿(NTA)、撂荒地(WL)。通过野外和室内分析的方法,分析了0—50 cm土层土壤粒度组成、粒度参数和土壤质量含水量、土壤饱和持水量、毛管持水量。【结果】1)晋西北地区土壤主要以砂粒和粉粒为主。撂荒地砂粒含量最大,且随着深度的增加变化不明显;其它3种措施下的土壤表层砂粒含量均小于深层。不同土地恢复措施间粒度参数差异较大,翻耕分选较差,免耕玉米和免耕苜蓿属于分选中等到分选较好范围,表明翻耕地块土壤受到人为扰动较大,导致土壤偏细,其粉粒含量在0—50 cm土层变化范围为6.5%～15.3%,而免耕苜蓿和免耕玉米土壤环境相对较好。2) 4种土地恢复措施下表层0—40 cm的土壤容重均低于深层土壤,翻耕、免耕播种玉米和免耕播种苜蓿的土壤容重范围在1.10～1.50 g/cm^3之间,表现为WL>NTA>NTC>CTC,撂荒地土壤容重与其它三种处理措施的土壤容重差异显著(P <0.05),其他三种措施间差异不显著,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异;表层0—30 cm的土壤孔隙度以翻耕总孔隙度最大。翻耕地块土壤孔隙度显著高于其它三种恢复措施,其它三种恢复措施间无显著性差异,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。3)不同土地恢复措施之间土壤质量含水量、饱和持水量和毛管持水量存在较大差异,翻耕地块表层0—20 cm土壤毛管持水量显著高于其它三种恢复措施;免耕苜蓿和免耕玉米地块毛管持水量无显著差异,两者均显著高于撂荒地,20—30 cm土层免耕苜蓿地块显著低于翻耕和撂荒地,30—40 cm土层撂荒地与免耕玉米显著低于翻耕和免耕苜蓿,40—50 cm土层四种土地恢复措施之间无显著差异。4)土壤毛管持水量和饱和持水量与毛管孔隙度和非毛管孔隙无显著相关关系,与总孔隙度呈显著正相关关系。土壤质量含水量和毛管持水量与粘粒含量无显著相关;与砂粒含量呈极显著负相关,相关系数分别为–0.619和–0.474;与粉粒含量呈显著正相关,相关系数分别为0.639和0.584。【结论】晋西北丘陵风沙区翻耕、免耕玉米和免耕苜蓿三种土地恢复措施都不同程度地降低了表层土壤砂粒含量,提高了土壤孔隙度,降低了土壤容重,改善了土壤的保水和供水能力,7年常规耕种和免耕种植作物都显著改善了土壤的物理性状,有助于生态的恢复和提高土壤的生产力。因此,在晋西北地区不提倡土地撂荒。

镁肥对土壤铅生物有效性的影响

铅污染土壤可通过蔬菜消费威胁人类健康。为降低铅污染土壤中铅的生物有效性,减轻铅对作物的伤害,以菠菜(Spinacia oleraceaL.)为试验作物,采用盆栽试验方法,设置75、150、300mg/kg3个硫酸镁施用量,125、1000mg/kg2个铅污染浓度,研究施用硫酸镁肥对土壤中外源铅生物有效性的影响。结果表明,不同铅浓度对菠菜生长、产量和养分吸收都有显著的影响。铅的浓度越大,对作物伤害越大。在铅污染土壤中适当施用镁肥,可以促进菠菜生长,增加产量,叶片叶绿素、维生素C含量以及氮、磷、钾养分吸收量均明显提高,而铅浓度明显下降。相关分析表明,菠菜镁吸收量与铅吸收量呈显著性负相关关系。研究结果表明,适量镁肥的施用可降低土壤中铅的生物有效性,减轻铅对作物的伤害,提高产量,改善品质,这对轻度铅污染土壤改良和菠菜高产优质生产具有一定的指导意义。