太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状调查

为了了解和评价当前太湖流域农村地区典型村镇土壤养分和水体污染现状,本文以宜兴市周铁镇和万石镇农村地区为研究区域,分别采集土壤样品60个,水体样品79个,分析其土壤中氮磷的含量以及水体中化学需氧量和氮磷的含量。结果表明:宜兴市农村地区菜地和果园土壤中氮和磷含量过高,养分流失风险最大;其次为麦地土壤;而林地土壤样品中氮和磷含量较低,养分流失风险最小。当地农户在设施蔬菜大棚、果园和麦地中施用大量化肥是导致菜地、果园和麦地土壤氮、磷累积的主要原因。采集的水体样品中,地表河流水、养殖废水和田间沟渠水的污染物浓度变化较大。其中地表河流水的化学需氧量、铵态氮、总氮和总磷的平均含量分别为57、1.7、3.8、0.27 mg/L。55个地表河流水样品中有10个处于V类水的标准,其余45个样品均为劣V类。     

太湖地区肥料、农药过量施用调查研究

抽样选择毗邻太湖的常州市武进区雪堰镇3个村,调查当地种植结构及变化,肥料、农药过量施用情况,以及农民对农业面源污染的认识。结果显示,肥料投入总量依次为:蔬菜>水蜜桃>葡萄>稻麦轮作>稻油轮作>柑橘>茶叶;稻-麦轮作、水蜜桃和柑橘3种主要种植模式都存在肥料过量施用,稻-麦轮作N投入过量,水稻和小麦过量的比例分别为40.00%和53.57%,水蜜桃和柑橘则是P2O5投入过量,比例分别为85.71%和25.00%。因此,太湖地区减量施肥的潜力较大。农药投入近年来有所下降,但绝对投入量仍较大,远高于10~15年前的使用量,也有较大的减量空间。当地农民对农业面源污染缺乏认识,急需宣传提高。     

长期施肥条件下设施蔬菜地土壤养分变化研究

设施蔬菜地土壤与其相邻露地菜田土壤比较,有机质、N、P、K、有效S、有效Mg、有效Mn、有效B、有效Zn和有效Cu含量随着设施蔬菜地使用时间延长而增加,其中有机质和N、P、K增加幅度为:磷钾氮有机质;但土壤有效Ca和有效Fe含量明显下降,且种植蔬菜时间越长含量越低。设施蔬菜地土壤及其地下水硝态N含量也显著增加,其中土壤耕作层和地下水硝态N含量分别增加2.10～8.44mg kg和5.56～49 25mg L。     

北方区域尺度地下水-包气带硝酸盐分布与变化特征

我国农业生产过程造成的地下水硝酸盐污染问题备受关注,作为硝态氮累积和存储的重要场所和硝酸盐淋失进入地下水的主要通道,包气带土壤中硝酸盐存储分布特征与地下水硝酸盐污染密切相关。本文以北方典型黑土、潮土和褐土区农田为研究对象,建立了北方地下水硝酸盐监测网（东北、华北、西北）,通过对不同区域地下水的采样和测定,比较了地下水硝酸盐污染的区域差异,结合历史数据对地下水硝酸盐时空变化进行了分析。进一步选择华北平原作为厚包气带的代表区域,实地取样分析了包气带硝态氮累积存储和分布特征。结果表明：东北黑土区地下水硝酸盐超标率最高,达39.6%;其次为华北潮土区,超标率为19.3%;西北褐土区的地下水硝态氮超标率最低,为14.9%。随时间推移,华北平原区域尺度浅层地下水硝酸盐超标率有增长趋势,2016—2018年403个采样点地下水超标率为18.9%,高于1998年的11.8%。华北平原区域厚包气带硝酸盐存贮总量可达1854万t,粮食种植对区域包气带硝酸盐累积存储的平均贡献率为78.3%;包气带0~6 m是华北平原区硝酸盐存储的主要土层,这部分存储的硝态氮对地下水构成了潜在的威胁。     

洪泽湖地区麦稻两熟农田及杨树林地降雨径流对地下水水质的影响

农业氮磷养分流失已经成为地下水污染的重要原因之一,为了探究和比较麦稻两熟农田和杨树林地氮磷流失对地下水的影响,本文在洪泽湖河湖交汇区设置农田和杨树林监测小区和监测井,进行了为期1年的地表养分流失和地下水水质监测。结果表明：1）林地雨前雨后表层土壤含水量均小于麦田,麦田土壤含水量较雨前平均提高8.95%,林地提高4.05%。2）麦田和杨树林地表层土壤硝态氮、铵态氮及有效磷流失总量分别为63.53 mg·kg^-1、5.61 mg·kg^-1及57.43 mg·kg^-1和16.78 mg·kg^-1、2.45 mg·kg^-1及0.73 mg·kg^-1,稻季田面水硝态氮、铵态氮、可溶性磷和颗粒态磷流失总量为8.32 mg·L^-1、27.44 mg·L^-1、2.39 mg·L^-1和2.99 mg·L^-1,监测期内杨树林氮磷流失总量明显低于农田。3）农田表层养分流失量与降雨量存在密切关系,基本随降雨量增大呈对数增长,而杨树林几乎不受降雨影响。4）农田产生径流的理论最小降雨量（麦田：3.3 mm;稻田：4.2 mm）远小于杨树林地（22.8 mm）,麦田铵态氮、正磷酸盐浓度,稻田和杨树林地总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷、正磷酸盐浓度与降雨量存在显著相关性。5）农田径流中养分浓度与地下水氮磷含量存在显著相关性（P<0.05）,而杨树林地地下水氮磷含量保持在相对稳定水平,与径流中养分浓度无明显相关性。与农田相比,林地能够更好地控制径流养分流失,缓解地下水污染,有利于农业面源污染的控制。     

管花肉苁蓉寄主柽柳林地土壤养分调查研究

为了解和评价和田地区管花肉苁蓉寄主柽柳林地土壤肥力状况,指导土壤培肥,以该地区管花肉苁蓉分布最广、产量最高的于田县和民丰县为研究区域,采集该地区不同种植年限和灌溉方式下的土壤样本,对其主要物化性质进行调查研究。结果表明:接种管花肉苁蓉的柽柳林地土壤全氮和有机质含量均值分别为0.31 g/kg和2.42 g/kg,处于缺乏和很缺乏水平;土壤速效钾和全磷含量均值分别为155 mg/kg和0.55 g/kg,处于适宜及以上水平;土壤有效磷含量在0.4~8.0 mg/kg,处于适宜和缺乏水平的分别占调查面积的41.2%和58.8%。土壤pH为中性或微碱性,种植年限达10 a以上的土壤呈微酸性且已发生次生盐渍化。相同种植年限下,传统的漫灌转为滴灌可使土壤EC值、全氮和硝态氮含量分别降低60.6%、48.8%和34.7%。     

山东省农村地区地下水硝酸盐污染现状调查与评价

硝酸盐含量是衡量饮用水水质的重要指标,直接关系到人类的健康,为摸清山东省农村地区地下水硝酸盐污染现状,本文通过对山东省16个地市农村地区的地下水进行取样及硝酸盐含量监测,对地下水硝酸盐污染的影响因素进行分析。结果表明：取样时期、取样区域、种植作物类型的不同均导致了地下水硝酸盐含量差异显著。各地雨季前地下水硝酸盐含量均值达到14.12mg.L^-1,雨季后地下水硝酸盐含量显著降低,均值仅为6.74mg.L^-1;受氮肥投入量及地下水埋深等因素的共同影响,不同作物种植类型下地下水硝酸盐含量差异明显,以露地蔬菜区最高,其次为果树区、设施蔬菜区及粮棉油作物种植区,地下水硝酸盐含量超标率分别为65.71%、60.71%、50.98%、24.74%;不同地市间地下水硝酸盐含量差异明显,青岛与烟台两市的污染水所占比例及硝酸盐含量均值明显高于其他地市,聊城、德州、滨州、菏泽4市地下水硝酸盐含量均值低于5mg.L^-1;整体来看,在两次所取516个样本中,全省地下水硝酸盐含量均值为10.43mg.L^-1,污染水占所取得水样的比例达到14.15%。     

不同种植年限大棚蔬菜地土壤养分状况研究

以江苏省苏南地区大棚蔬菜地土壤为例,研究了种植年限分别为1~2年、5年左右、10年左右大棚土壤的养分变化情况。研究结果显示随着种植年限的增加,土壤有机质、全N、全P、速效P含量逐渐增加;土壤盐分、NO3--N也随着种植年限的增加而逐渐增加,5年左右的大棚土壤含量最高,之后逐渐降低;而土壤pH、全K随着种植年限的增加缓慢降低。     

不同轮作模式对太湖地区大棚菜地土壤氮淋失的影响

为控制太湖地区设施菜地氮素淋失,减小地下水污染风险,本研究选取2种轮作模式,即芹菜-番茄-莴苣（模式1）和金花菜-番茄-莴苣（模式2）,2种轮作模式下分别设置2个施氮量水平,即习惯施氮（N1）和减量施氮（N2）,研究不同轮作模式和施氮水平对设施菜地全年氮素淋洗的影响,并观测了不同轮作模式下土壤硝态氮含量、 电导率和pH的变化。结果表明,与模式1 相比,模式2可分别使N1和N2处理的淋洗液中的 NO-3-N 平均浓度降低了36%和38%,进而使全年总氮淋洗量减少了41% 和38%,但淋洗液体积不变。模式2 结合减量施氮（N2）对设施菜地氮素淋失阻控效果最佳,全年总氮淋失量为63.0 kg/hm2,而年经济效益最高,可达 51.9104 Yuan/hm2,最大经济效益提高29%。一年三季蔬菜收获后,N1处理下模式2的土壤硝态氮含量（020 cm）为189.2 mg/kg,而模式1的高达269.3 mg/kg。因此模式2可分别使N1和N2水平下的土壤硝态氮含量减少30% 和 26%,同时也显著降低了土壤pH和电导率（P＜0.05）。在太湖地区,选择需氮量较少的作物进行合理优化轮作（如金花菜-番茄-莴苣轮作模式）,是减少设施菜地氮素流失的有效手段,且具有较好的经济效益。     

苏州市环太湖农业面源污染调查及控制对策

在跟踪监测东太湖水环境质量基础上,对苏州环太湖15个乡镇或街道农业面源污染源进行面上调查和实地调查,综合国内外尤其是太湖地区研究成果,进行农业面源污染评价与分析。结果表明:东太湖水域TN、TP、CODMn和Chl-a的平均值分别为0.817mg·L-1、0.074mg·L-1、4.054mg·L-1和0.0176mg·L-1,属轻度富营养化湖泊,其中,TP可能是蓝藻爆发的限制因子;各类污染源对苏州环太湖农业面源污染贡献大小依次为:生活污水>种植业>水产养殖业>畜禽养殖业。本研究提出了苏州环太湖农业面源污染的控制对策,为实现我国制定的2010年太湖达中等营养水平及主要出入湖河流达到GB3838—88中Ⅱ类水质的保护目标提供基本思路。     

设施菜田土壤呼吸速率日变化特征分析

研究设施菜田土壤呼吸速率日变化特征对于了解CO₂排放对环境和作物生长的影响十分重要。本研究采用CO2红外分析仪 动态箱法在2009年秋冬季和2010年冬春季监测了不同有机肥和氮肥处理下设施菜田土壤呼吸速率的日变化特征。结果表明: 施用有机肥和秸秆明显提高设施菜田土壤呼吸速率, 尤其是在高氮投入下, 鸡粪和小麦秸秆混施土壤呼吸速率明显高于其他处理; 不同季节各处理土壤呼吸速率的日变化特征基本一致, 土壤呼吸速率的最大值出现在14:00-17:00; 随着温度升高, 土壤呼吸速率逐渐增加, 但是过高的温度和CO₂浓度均会抑制土壤呼吸速率; 上午8:00-11:00测定的土壤呼吸速率值与土壤呼吸速率日平均值基本一致, 可采用上午8:00-11:00土壤呼吸速率的观测值评估设施菜田CO₂的排放量; 施肥、温度和温室内近地面CO₂浓度是影响不同季节土壤呼吸速率日变化的主要因素, 合理调控对于实现设施蔬菜的可持续发展具有重要意义。     

黄淮海平原典型集约农区地下水硝酸盐污染初探

对黄淮海平原典型集约农区N肥污染地下水的初步调查表明,该区地下水硝酸盐(NO^-₃)污染较严重,高产农区和高产田块污染程度明显高于中低产区和中低产田块;菜地污染程度较粮田严重;随着施N时间的推移和施用量的增加,地下水中硝态氮具有明显的积累趋势,潜在污染不容忽视;地下水NO^-₃含量与N肥施用量呈明显正相关关系。     

长期不同施肥下太湖地区黄泥土肥力的变化

对太湖地区典型水稻土———黄泥土进行了12年的长期定位不同施肥试验,并保持化肥的施用水平与本地区常规施用量相当。对12年来的肥力变化与不同施肥小区的肥力差异的分析研究表明,长期单施化肥下土壤耕层中养分都有所下降,且表层土壤养分的下降量不及亚表层土壤,年际间生产力不稳定。化肥配施有机肥(秸秆还田或猪粪),可长期保持土壤中的养分,稳定提高作物生产力;有机无机配合施肥下12年间全碳和全氮分别增加1.1g/kg和3.0g/kg,而全磷提高了0.3g/kg以上。同时也表明,表层土壤全氮的增加明显地促进了有机碳的固定。     

福建黄泥田肥力质量特征与最小数据集

黄泥田为福建省主要中低产田类型之一,约占水稻土面积的30%。为解析关键限制因子及开展黄泥田肥力质量评价,进而实施针对性的改良措施,采用配对采样方法,采集福建省20对典型黄泥田与邻近同一微地貌单元内高产灰泥田表层土壤,分析了两种土壤类型28项属性因子指标差异及其原因,并采用主成分分析等方法构建福建省黄泥田肥力质量评价因子最小数据集,通过加权指数法分别计算最小数据集土壤肥力质量指数与差异显著因子构成的重要数据集土壤肥力质量指数。结果表明,与灰泥田相比,黄泥田的有机质含量低19.1%,全氮、全磷、全钾含量分别低14.8%、29.9%和25.4%,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别低17.8%、56.7%和39.3%,CEC、交换性钙、交换性镁含量分别低12.9%、50.6%和30.8%,有效铁、有效硼和有效锌含量分别低25.6%、33.3%和44.1%。黄泥田的物理性黏粒、0.001 mm黏粒和容重分别较灰泥田高20.8%、25.6%和12.3%,而孔隙度低19.3%。黄泥田过氧化氢酶活性较灰泥田高20.4%,脲酶活性较灰泥田低40.4%。用主成分分析方法从上述19项有显著差异的因子构成的重要数据集中归纳出累计贡献率达76.22%并能反映黄泥田综合肥力特征的6个主成分,建立了由CEC、全钾、有效磷、有效硼和孔隙度5项因子组成的黄泥田肥力评价最小数据集,相应的黄泥田最小数据集土壤肥力质量指数仅相当于灰泥田的69.5%,通过与重要数据集的土壤肥力质量指数相关分析比较,最小数据集可代替重要数据集对福建省黄泥田土壤肥力质量进行正确评价。     

施用氮钾肥对设施蔬菜产量和品质影响的研究

The application of large amounts of fertilizers, a conventional practice in northern China for the production of vegetable crops, generally leads to substantial accumulation of soil nutrients within a relatively short period of time. A fixed field experiment was designed to study the effects of nitrogen （N） and potassium （K） fertilizers applied to optimize the yield and quality of typical vegetable crops. Application of N and K fertilizers significantly increased the yields of kidney bean. The largest yields were obtained in the first and second years after application of 1 500 kg N and 300 kg K20 ha^-1. In the third year, however, there was a general decline in yields. Maximum yields occurred when intermediate rates of N and K （750 kg N and 300 kg K20 ha 1） were applied. However, no significant differences were observed in the concentrations of vitamin C （VC） in kidney bean among different years and various rates of fertilizer treatments. Yields of tomato grown in rotation after kidney bean showed significant responses to the application of N and K in the first year. In the second year, the yields of tomato were much lower. This suggested that the application of N fertilizer did not have any effect upon tomato yield, whereas application of K fertilizer did increase the yield. Application of K fertilizer was often associated with increased sugar concentrations.     

不同施氮模式对日光温室番茄产量、品质及土壤肥力的影响

在日光温室栽培条件下,研究了不同施氮模式对番茄产量、品质及土壤肥力的影响。结果表明,与当地习惯施肥模式（N1）相比,分别减施化肥氮26%（N2）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N（N3）、减施化肥氮26% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N4）、减施化肥氮45% 结合调节土壤C/N和采用滴灌（N5）的集成模式对产量和品质无显著影响; 减氮模式下植物吸收的总氮量、氮素利用率和氮肥农学效率均高于习惯施肥模式,其中N5模式的氮素利用率和氮肥农学效率显著高于N1模式（P<0.05）,说明减少化肥氮的施用量结合调节土壤C/N和/或滴灌措施能够保证番茄的产量和品质,达到减肥增效的目的。结果还看出,番茄拉秧后0—100 cm土层累积的硝态氮含量低于习惯施肥模式,对0—20 cm表层土壤碱解氮、速效磷、速效钾含量和土壤脲酶和蔗糖酶活性的影响不显著; 减氮条件下,N3和N5模式土壤细菌/真菌比值高于N1模式。综上研究结果表明,N3和N5 两个集成模式具有明显优势。     

典型设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性

土壤微生物代谢功能多样性是维持土壤生态系统健康的关键。为评价设施蔬菜种植对土壤微生物代谢功能多样性的影响,采用Biolog-Eco微平板法,研究了2个典型设施蔬菜种植市、不同种植年限设施菜地中土壤微生物代谢功能多样性,分析了与碳源利用相关的细菌群落及影响因子。结果表明：两地设施菜地土壤中平均颜色变化率（Average well color development,AWCD）、Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数随着种植年限的增加而降低,但安丘种植14 a和寿光种植10 a菜地土壤不符合此规律。主成分分析发现,两地之间土壤微生物对碳源利用的差异大于不同种植年限之间的差异。相关分析发现,在安丘土壤中,11种碳源（分属糖类、氨基酸类、羧酸类和聚合物类）与不同门细菌显著相关（P<0.05）;Firmicutes是与碳源相关种类最多的细菌,与9种碳源显著相关（P<0.05）。在寿光土壤中,16种碳源（分属糖类、氨基酸类、羧酸类、聚合物类、酚类和胺类）与不同门细菌显著相关（P<0.05）;Latescibacteria是与碳源相关种类最多的细菌,与4种碳源显著相关（P<0.05）。冗余分析发现,Cd是影响安丘土壤微生物碳源利用的最强环境因子,其负作用显著（P<0.01）,有机质（OM）的正作用为显著（P<0.01）。Zn、OM、Cd对寿光土壤微生物碳源利用的负作用显著（P<0.05）,As、pH值的正作用显著（P<0.05）。设施蔬菜长期种植导致土壤微生物代谢功能多样性持续降低,土壤生物质量退化,亟需采取有效耕作措施改善土壤微生态环境,保障设施菜地土壤健康。     

保护地土壤N2O排放通量特征研究

为研究保护地土壤N2O排放通量特征,于2009年8～12月,在河北辛集不施氮（N0）、当地习惯施氮（N900）及减量施氮（N675）处理下的秋冬季番茄保护地土壤上使用静态箱采集、气相色谱仪检测的方法测定了土壤N2O排放通量。得到以下研究结果:灌溉施肥后,各处理N2O平均排放通量与表层土壤硝态氮含量呈极显著正相关关系。灌溉施肥后7 d内是施氮处理土壤N2O主要排放期,其排放量占当季总排放量的55.9%~59.8%;高峰值一般出现在第3～5 d,此时的土壤含水量对硝化、反硝化作用都较适宜。8～10月份由于温度较高,N2O排放通量明显高于较冷的11～12月。8～10月份施氮是影响保护地土壤N2O排放的主导因素,减少施氮量显著降低了N2O排放量;之后温度是主导因素,此时N2O排放量受追施氮量的影响较小。经估算,保护地秋冬季番茄不同施氮处理N2O总排放量的大小顺序为:N900（N 5.304 kg/hm2）N675（N 3.616 kg/hm2） N0（N 0.563 kg/hm2）,差异显著,减量施氮比习惯施氮处理降低了31.8%的N2O排放量;N675和N900处理的N2O排放系数分别为0.45和0.53。     

不同氮肥管理模式对太湖流域稻田土壤氮素渗漏的影响

针对太湖流域稻田土壤氮素流失引起的面源污染问题,以农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理以及按需施肥处理5种稻田氮肥管理模式,探讨了不同施氮水平与肥料类型的处理对20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm以及100～120 cm四个深度土壤氮素渗漏的影响。结果表明,20～40 cm渗漏液中总氮(TN)浓度与施肥量成正比;农户常规施肥处理会出现40～60 cm TN浓度高于20～40 cm的现象;缓控释肥处理具有较高的20～40 cm TN淋失量;溶解性有机氮(DON)是稻田氮素进入地下水的主要形态,占TN的60%～70%;减少33%的氮素施用量,可降低进入地下水体36.9%～49.0%的TN浓度。按需施肥处理能在保证产量的情况下降低施氮水平,减少氮素渗漏损失,是适宜该地区的环境友好型氮肥管理模式。