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菜地土壤解磷微生物特征及其在磷形态转化调控中的作用 总被引：2，自引：2，他引：2
目前蔬菜生产存在为追求高产而盲目"高磷投入"的现象,尽管持续高量的磷肥投入导致菜地土壤磷库储量较之粮田更加丰富,但土壤中的磷极易被固定形成无效态磷,导致菜地磷肥当季利用率低以及磷高积累带来的环境风险。而解磷微生物可以利用自身的代谢功能驱动土壤难溶性磷向有效磷的转化,从而直接影响土壤磷素周转及供磷水平。本文探讨了菜地土壤解磷微生物特征、根际磷素周转及其对蔬菜磷吸收利用的贡献、磷肥及碳源种类对解磷微生物的影响、解磷微生物在菜地面源污染防控中的作用及其今后高效应用研究方向,旨在为今后提高蔬菜磷肥利用率,以及充分利用菜地累积态磷,从而进一步降低环境风险提供参考。 相似文献
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集约化菜地因高量施肥以及大水漫灌导致其在农田磷污染排放中的占比最高,目前已成为种植业磷损失的优先阻控对象。在定量评估菜地周年磷损失量的基础上,明确蔬菜合理的磷肥投入阈值范围,通过源头控制菜地磷的迁移、流失,对于有效降低中国农业面源污染造成的环境压力具有重要意义。以太湖流域露天菜地为研究对象,设置农民习惯施磷(对照)和减量施磷处理(减施20%、30%、50%和100%),通过为期一年的蔬菜轮作试验,明确土壤磷素环境阈值及磷素周年径流流失特征。结果表明,菜地磷环境阈值为78.9 mg·kg-1,所有处理土壤表层有效磷(Olsen-P)含量均超过环境阈值。随施磷量的减少,菜地总磷(TP)径流损失浓度降低,并主要以可溶性磷(DP)流失形态为主,DP/TP比例为50.1%～63.1%。磷径流损失负荷呈现出明显的季节性特征,夏秋季磷素流失量为1.93～3.26 kg·hm-2(以P计),占全年磷素流失通量的59.2%～63.2%。结构方程模型结果表明,当季施磷量直接且极显著影响TP流失浓度,并且TP流失浓度对TP流失负荷存在极显著的正向影响,影响系数为0... 相似文献
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太湖水网地区不同种植类型农田磷素渗漏流失研究 总被引：3，自引：0，他引：3
采用田间原位小型土壤渗漏计法研究了太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中的速效磷累积量与渗漏水中磷素含量之间的关系。结果表明:研究区菜地、果园高的年均磷肥施用量分别为946.8 kg/hm2和832.6 kg/hm2,显著高于水田的年均磷肥施用量（83.6 kg/hm2）,约为水田的10～12倍。施入农田中的磷肥主要累积在土壤表层,0—5 cm土层中的Olsen-P含量最高,菜地、果园和水田的平均含量分别高达161.75 mg/kg、143.88 mg/kg和23.77 mg/kg,菜地和果园显著高于水田,约为水田的6～8倍。随着土层深度的增加,土壤中Olsen-P的含量显著降低。农田浅层渗漏水中的可溶态磷在总磷中所占的比例远高于颗粒态磷所占的比例。本研究结果显示,农田浅层渗漏水中溶解性正磷酸盐（DRP）含量与土壤中速效磷（Olsen-P）含量之间具有极显著的指数相关关系,表明伴随着农田施肥量的增加和土壤中速效磷含量的增加,浅层渗漏水中的溶解性正磷酸盐含量会显著增加,大大提高了农田磷素的渗漏淋失风险,造成对农业面源污染的巨大潜在压力。 相似文献
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不同磷源对设施菜田土壤速效磷及其淋溶阈值的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤中磷的移动性不仅取决于磷的数量且与磷肥形态有关。了解不同磷源（有机肥和化肥）对设施菜田土壤磷素的影响对于指导科学施肥和面源污染防治至关重要。本文选取河北省饶阳县3种不同磷含量的农田土壤（未种植过蔬菜的土壤、种植蔬菜30年的塑料大棚土壤和种植蔬菜4年的日光温室土壤）为研究对象,采用室内培养试验和数学模型模拟方法研究有机无机磷源对设施菜田土壤磷素的影响,确定无机肥和有机肥源土壤磷素淋溶的环境阈值。结果表明添加有机肥和无机磷肥都会显著增加3种不同种植年限设施菜田土壤速效磷（Olsen-P）和氯化钙磷（CaCl2-P）含量,但增加速度不同。对于未种植过蔬菜的低磷对照土壤,磷投入量高于50 mg·kg-1（干土）后,无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量。对于已种植蔬菜30年的塑料大棚土壤,高磷投入时[300 mg·kg-1（干土）和600 mg·kg-1（干土）],无机肥比有机肥显著提高了土壤Olsen-P含量,低于此磷投入量时有机肥和无机肥处理之间没有显著差异。3种不同农田土壤CaCl2-P的含量所有处理均表现出无机肥显著高于有机肥处理,尤其是在高磷量[>300 mg·kg-1（干土）]投入时表现更加明显。两段式线性模拟结果表明,设施菜田土壤有机肥源磷素和无机肥源磷素淋溶阈值分别为87.8 mg·kg-1和198.7 mg·kg-1。随着土壤Olsen-P的增加,添加无机肥源磷对设施菜田土壤CaCl2-P含量的增加速率是有机肥源磷的两倍。因此,建议在河北省高磷设施菜田应减少无机磷肥的投入,特别是土壤速效磷高于198.7 mg·kg-1的设施菜田应禁止使用化学磷肥和有机肥,在土壤速效磷低于198.7 mg·kg-1的设施菜田应加大有机肥适度替代无机肥技术的推广。 相似文献
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作物的磷素需求和投入的差异导致土壤磷素积累对环境的影响不同。通过分析京郊平谷区果树、蔬菜和粮食作物的磷素投入数量和农田土壤有效磷含量,比较研究不同作物体系中土壤磷素积累对环境的影响。结果表明,粮田、菜地和果园平均年际磷投入量分别为76、575kgP2O5·hm^-2和693kgP2O5·hm^-2,其中菜地和果园的磷素投入以有机肥为主,年际磷盈余分别达到498kgP2O5·hm^-2和468kgP2O5·hm^-2,远大于粮田的磷素盈余（38kgP2O5·hm^-2）。这种状况造成粮田、菜地和果园土壤Olsen—P含量差异很大,分别为18．4（n=260）、44．3（n=108）mg·kg^-1和40．4mg·kg^-1（n=548）。分析钙质土壤Olsen—P与CaCl2浸提P的相关性发现,钙质土壤存在着Olsen—P与CaCl2-P突变拐点即磷的淋溶拐点,在拐点之后土壤CaCl2-P随土壤Olsen—P的增加而显著增加,且土壤磷淋溶拐点明显受土壤类型及质地的影响。按质地分类,砂壤、轻壤和重壤拐点分别是23．1、40．1mg·kg^-1和51．5mg·kg^-1,土壤质地由轻至重拐点Olsen—P值随之逐渐增加。根据质地模拟,7．7％的粮田、44．0％的菜田、33．6％的果园土壤磷淋失风险较高。因此,合理的磷素投入在果树、蔬菜作物的可持续生产中具有重要的意义。 相似文献
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高投入蔬菜种植体系磷素高效利用的根际对话及效应研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
蔬菜种植体系是一种高投入体系,高量磷肥的投入会造成磷资源浪费和磷高积累带来的环境风险。通过根际调控增加磷有效性以及提高蔬菜对磷的吸收利用是菜地减磷增效行之有效的手段之一。基于该研究思路,综述了根际对话三大模块,植物-植物对话（蔬菜间套作根系互作）、植物-微生物对话（蔬菜根系与菌根真菌及根际促生菌互作）以及微生物-微生物对话（菜地解磷微生物与根际微生物互作）在促进蔬菜根系发育、活化土壤累积态磷从而增加蔬菜对磷的吸收利用方面的作用及其作用机制。同时阐述了人为调控不同模块,如利用解磷微生物菌肥提高蔬菜磷吸收利用,以及在缓解蔬菜连作障碍方面的应用效果及机理。最后探讨今后高投入体系根际对话的研究方向,旨在为推动高投入蔬菜种植体系磷肥管理的绿色和可持续发展提供理论依据。 相似文献
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不同磷水平石灰性土壤Hedley磷形态生物有效性的研究 总被引：4，自引：0，他引：4
通过盆栽试验,采用修正的Hedley 9种磷素形态分级方法,研究了不同磷素水平石灰性土壤上连续种植三茬作物后,土壤各形态磷的动态变化及其对作物有效性的影响,结果表明:种植三茬作物后,不同磷水平土壤Hedley磷素各形态的减少率为H2O-PiNaHCO3-PiH2O-PoNaHCO3-PoNaOH-Pi、NaOH-PoHCl-Pi、HCl-Po残留态,并且减少率均为低磷土壤中磷土壤高磷土壤。表明水溶态无机磷对作物的有效性最高,NaHCO3-Pi由于土壤中绝对含量高,是作物吸收的主要形态。无机态磷素的有效性要明显高于有机态磷素。NaOH-P库对土壤活性磷具有补充作用。在低磷胁迫下作物对磷素利用效率最高,HCl提取态磷和残留磷也可以作为作物吸收的一种潜在磷源,但是利用这些形态磷来补充活性磷十分有限,因此中低磷土壤必须注意增加磷肥的投入来维持土壤磷供应能力,从而增加作物产量。高磷土壤则应严格控制磷肥用量,充分利用积累态磷素的有效性,以降低高磷土壤对环境造成的潜在威胁。 相似文献
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增氧提高蔬菜磷素吸收利用的作用机制研究进展 总被引：1，自引：1，他引：0
磷素的吸收利用率低是制约蔬菜生产的重要障碍因子之一,蔬菜根系形态和生理特性的适应性变化是高效利用土壤磷的主要生物学机制。当前磷肥的过量施用导致蔬菜根际环境的恶化,而根际环境对蔬菜的根系形态结构、根系活力和植株生理反应也都会产生反馈影响。本文从氧营养的角度,以根系为核心,综述了国内外提高蔬菜磷素利用率的途径,根系与根际环境互作对蔬菜磷素利用率的响应,并剖析了增氧促进根系生长及改善根际环境提高蔬菜对磷的吸收及利用的生物学机制,从而为提高蔬菜磷肥利用效率、减少蔬菜地磷肥投入量提供理论依据。 相似文献
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上海市郊旱作农田土壤养分资源状况 总被引：8，自引：1，他引：8
研究了上海市郊旱作农田土壤养分特征,结果表明：自80年代以来经过近20年的土壤耕作演替,上海市郊蔬菜、瓜果旱作土壤总体养分状况表现为有机质、氮素、磷素和钾素含量均很丰富。土壤氮、磷养分积累明显,较80年代第二次土壤普查有大幅度增加,一方面施用过多肥料造成浪费,另一方面带来潜在的非点源污染,对周围的环境造成威胁。各区域由于受土壤质地、土壤类型、气候条件、作物种类、耕作方式等不同土壤养分有所差异。不同耕作方式对农田土壤养分的含量影响较大,其水平高低依次为：大棚土壤、露天菜地土壤、传统自留地土壤。大棚瓜、菜地土壤有酸化趋势,菜园土壤有效磷含量远高于稻麦田土壤,这主要和施肥水平有关。 相似文献
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广州城郊菜地土壤磷素特征及流失风险分析 总被引：15，自引：0，他引：15
通过化学分析和土壤淋洗试验对广州城郊菜地土壤磷素特征和流失风险进行了研究和分析。结果表明，广州城郊菜地土壤全磷含量极高；与自然土壤相比较，菜园土壤无机磷比例增大，有机磷比例降低；无机磷中的Al-P、Fe-P比例增加，O－P比例降低，Ca-P比例基本一致；土壤Olsen P、Bray-1 P、Mehlich-1 P、0.01mol/L CaCl2和H2O提取的磷含量相当高；土壤淋洗液中溶解态磷和总磷持续保持很高的浓度，土壤磷供应强度大。菜园土壤中磷进入水体引起水体磷浓度增加，导致水体富营养化风险大；土壤磷的测定值可作为土壤磷流失风险和对水环境影响程度的评估依据。菜地作为农业非点源污染的优先控制区，应通过严格控制磷肥的投入和合理施肥等控制磷的流失。 相似文献
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高投入菜地土壤磷累积、损失特征及阻控措施的研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
“大肥大水”已经成为我国蔬菜种植体系的生产特征，这种生产方式导致大量磷流失到环境中，通过地表径流和地下淋溶导致水体富营养化。目前菜地因其在农田磷污染排放中的占比最高已成为种植业磷损失的优先阻控对象。该研究在明确菜地磷赋存形态特征的基础上，针对露天及设施菜地磷损失特征包括损失途径及其影响因素，综述目前一些减少潜在磷污染负荷的源头管理措施，通过控制磷的迁移过程的生态工程措施以及末端治理，同时评价其在菜地磷污染阻控中的效果。这些研究进展增强了对菜地磷循环的理解，摸清高投入生产系统磷链条当中磷下游损失排放特征，对于有效阻控磷肥损失，实现蔬菜产业绿色可持续发展提供理论参考。 相似文献
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中国化肥施用强度及环境安全阈值时空变化 总被引：21，自引：6，他引：15
确定化肥投入强度环境安全阈值对于农业可持续发展和环境保护具有重要的意义。根据大田作物氮磷钾1:0.5:0.5(质量比,下同)的养分要求,建立氮磷钾化肥施用环境安全阈值模型,对中国化肥施用强度和环境安全阈值的时空变化及施肥合理性进行研究。结果表明:1)1980年以来中国化肥施用量迅速提高,化肥施用强度则以每年平均增长4.1%的速度上升。氮磷钾肥料比例从1980年的1:0.3:0.05,增加到2014年的1:0.5:0.43,逐渐趋于发达国家1:0.50:0.50的水平。氮磷钾肥料投入分别在1988年、2000年、2009年超过了环境安全阈值,之后差距越来越大;2)青海、西藏、甘肃、四川、贵州、江西和黑龙江属于低强度施肥区,重庆等为中强度施肥区,新疆等为高强度施肥区,海南、河南、北京、天津为超高强度施肥区;3)中国60%以上省份的化肥施用环境安全阈值在中阈值区范围变化;4)2014年中国化肥施用强度是环境安全阈值1.2倍,施用强度最高的陕西省是安全阈值的3倍,但是仍有不少省份施肥不足;氮肥、磷肥施用过量比较严重,钾肥施用不足较为普遍。各省份应根据具体情况采取不同的施肥策略,正确处理粮食安全与环境保护的关系。 相似文献
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植物-土壤反馈效应及农田生产特点决定了农田土壤生产力的不可持续性,因而必须采用适当的措施方可保持地力常新。施用化肥解决了农田土壤的养分贫化问题,极大地提高了作物产量,但激发了土传病原生物的活性,作物土传病频发成为制约集约化农业可持续发展的瓶颈问题。现有的研究成果表明,地上生物多样性与土壤微生物多样性紧密联系,植物提供的有机物质是连接二者的物质基础。单一作物种植的集约化农业提供给土壤微生物可利用的有机物质来源单一,导致土壤微生物多样性下降,削弱对土传病原生物致病性的抑制作用。本文提出,在作物生长过程中添加土壤有益微生物偏好利用的有机物质,激活土壤有益微生物,可能是维持集约化农业土壤生物健康,抑制作物土传病的有效途径。为此,有必要开展各种土壤微生物偏好利用的有机物质以及作物生长过程中如何施用有机物质的方法。 相似文献
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山西省农牧生产体系磷流动空间变异特征 总被引：3，自引：3，他引：3
为揭示山西省农牧生产体系磷流动空间分布特征,进一步为养分资源综合管理提供科学建议,本研究使用食物链养分流动模型(NUFER)与Arc GIS相结合,以2011年山西省11个地市农牧生产体系为研究对象,计算了农牧生产体系中的磷流动、损失及账户平衡,并对各个生产体系的磷利用效率(PUE)、有机废弃物中磷的循环利用效率、磷的损失途径等重要指标进行了综合评价,描述了2011年山西省各地市农牧生产体系与区域尺度的磷流动变化特征。研究结果表明,山西省各地市农牧体系磷的投入和损失差异较大,农田生产体系投入范围在22.5~83.0 kg·hm~(-2),而整个农牧生产体系损失区间在2.7~8.8 kg·hm~(-2);磷的投入和损失均总体呈现东南部高、西北部低的空间分布格局;各地市农田磷素均有盈余但程度不均,为9.4~48.4 kg·hm~(-2)。农田生产系统的磷素利用效率(PUEc)高于全国平均水平;农牧生产体系的磷利用效率(PUEc+a)较低,全省平均水平仅为30.3%,主要是由于农牧分离较为严重;有机废弃物的循环利用效率较低(60%)。省域东南部存在潜在环境风险,晋城、晋中等地市有大量的粪尿磷未得到回收利用,可作为周边农业主产区的农田养分资源。因此通过提高农牧生产体系的养分管理水平和区域间养分资源协同管理,能够大幅提高磷的利用效率,同时有效降低环境风险,实现山西农业可持续发展。 相似文献
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Environmental assessment of closed greenhouse vegetable production system in Nanjing, China 总被引：2，自引：0，他引：2
Yong Chen Biao Huang Wenyou Hu David C. Weindorf Lanqin Yang 《Journal of Soils and Sediments》2013,13(8):1418-1429
Purpose
There is growing concern about vegetable safety and environmental contamination resulting from rapid development of greenhouse vegetable production in China.Materials and methods
This paper presents an integrated study of the quality of soils, vegetables, fertilizers, water, and sediments and indicates the characteristics of primary pollutants such as N, P, and some heavy metals in soils using the spatial analysis. Furthermore, sources of soil pollutants were analyzed combining principal component analysis and vertical mobility results. Also the environment risk was evaluated on greenhouse vegetable production activities in a closed greenhouse vegetable production system in Nanjing City, China.Results and discussion
Greenhouse vegetable fields, which applied more fertilizers than greenhouse strawberry fields, had serious accumulations of soil N, P, Cd, Cu, Pb, and Zn, suggested both by principal component analysis and vertical mobility results. This accumulation resulted in high Cd in some vegetables and high concentrations of N and P in irrigation water and groundwater. The result of spatial analysis showed the northwest and north-center regions which featured convenient transportation and irrigation water were the hotspots for pollutant accumulation. Concentrations of pollutants decreased from these regions to the periphery gradually; results further supported by correlation analysis.Conclusions
The environmental management of this kind of production system should pay more attention to supervising and controlling the quality of agriculture inputs and improving the efficiency of fertilizer. Producers should utilize the soil appropriately based upon the environmental risk associated with different media. Finally, soil properties and plant species should be considered in the future when assessing soil environmental quality. 相似文献17.
许多研究发现有机管理可以改善农田土壤质量,但是否不同土地利用方式下都存在此结论尚未明确。为探究有机管理对不同土地利用方式土壤质量的影响,本研究基于一个多土地利用方式的有机管理农场及其附近常规管理农田进行土壤质量调查,对比不同管理措施及大棚菜地、果园、露天菜地、农田边界、稻田田埂5种土地利用方式下农田土壤质量的差异,并对不同管理措施下农田土壤养分含量、重金属含量、动物数量共计20个指标进行方差分析和主成分分析。研究发现虽然总体上(综合5种土地利用方式的均值)有机管理的土壤pH显著高于常规农田;但针对一种土地利用方式,只有露天菜地和农田边界的土壤pH显著提高。总体上有机管理下土壤全磷、全钾、有效磷含量显著降低,但露天菜地土壤有机质和全氮含量均显著高于常规管理农田。有机管理在总体上显著降低了土壤Cr、Cu、Ni、Zn含量;但针对一种土地利用方式,只显著降低了大棚菜地土壤Cr、Ni、Zn含量,果园和稻田田埂土壤Cu含量,露天菜地和农田边界土壤Zn含量。有机管理虽然总体上均显著增加了土壤中蜘蛛目、倍足纲、步甲、蚯蚓的数量;但针对一种土地利用方式,只显著增加了露天菜地地表蜘蛛目、倍足纲、步甲,稻田田埂地表步甲、土壤蚯蚓以及果园倍足纲数量。主成分分析结果表明,不同管理方式下土壤质量差异明显,有机管理下蜘蛛目、倍足纲、步甲和蚯蚓等土壤动物较多,土壤pH较高,土壤P含量较低,重金属Cu、Pb、Zn、Cr含量较低,但并非在所有土地利用方式下都成立。由此可见,有机管理虽然总体上可以改善土壤质量,但受具体管理措施、人为投入品数量和有机种植时间等因素影响,并非在所有土地利用方式下效果都显著,且在不同土地利用方式下显著改善的指标也各不相同,因此需要针对不同土地利用方式和不同指标采取针对性的改善措施。 相似文献