化肥减施对设施蔬菜土壤性质及关键污染因子的影响

发布时间：2020-05-04 20:08

【摘要】：近年来,我国设施蔬菜在农业生产中蓬勃发展,但在设施蔬菜生产中仍存在有机肥使用不足,化肥过量,肥料利用率低,土壤理化性质恶化,土壤重金属含量上升等问题,影响土壤环境质量和蔬菜可持续生产。本研究以我国北方最大的设施蔬菜生产基地辽宁省凌源市设施蔬菜生产基地为采样地点,在研究区域内共设置五种处理模式:CK(未施肥)、T2(80%化肥+有机肥)、T3(70%化肥+有机肥)、T4(60%化肥+有机肥)、T5(50%化肥+有机肥),通过化肥减量施用及有机肥料配施的方式,研究不同施肥模式对农田土壤养分、土壤酶活和土壤关键污染因子重金属和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的影响,并对凌源示范区农田重金属和DEHP进行风险评价,为实现设施蔬菜提质增效、改善和保证农田土壤环境质量提供科学依据。试验得到如下结果:1.化肥减量施用和有机肥配施对土壤性质和黄瓜果实品质具有一定的影响,T3处理条件下,土壤性质和黄瓜果实品质整体优于其他处理模式。不同处理方式下土壤有机质的含量明显提高,其中T3处理下有机质增长速率最快,达到22.80%。T3减施模式下土壤有效态氮、磷、钾养分含量最高,在试验末期阶段也维持在相对较高水平。同时,与其他处理相比,T3处理模式下的黄瓜品质好且营养价值更高。2.化肥减量施用和有机肥配施对不同土层中土壤酶的活性影响不同。与CK处理相比,施肥能够增加土壤脲酶、土壤蔗糖酶的活性,其中T2处理与T3处理效果较好,脲酶活性最高分别达到2.10 mg NH_3-N/g和2.07 mg NH_3-N/g,蔗糖酶活性分别达到184.30 mg glouse/g和274.29 mg glouse/g。脲酶的变化规律与土壤中的氮元素变化规律相近,随着化肥使用量的减少,脲酶活性逐渐降低。施肥可以使土壤过氧化氢酶活性增强,但过氧化氢酶活性与施肥量成反比,即不同处理之间土壤过氧化氢酶活性顺序为T5T4T3T2CK。60 cm以上土层三种酶活性较高,随着土层深度的加深,蔗糖酶和过氧化氢酶活性逐渐降低,脲酶活性出现先增加后降低的趋势。3.化肥减量施用和有机肥配施会减少土壤中关键污染因子重金属Pb、Cd、Cr、Cu含量并提高DEHP在土壤中的降解速率。在本研究中,施肥后第14天各施肥处理下土壤中4种重金属含量均高于CK处理,发现化肥施用量提高会增加土壤中的重金属含量,T2处理土壤中重金属含量最高。根据单因子指数评价和地质累积指数评价的结果,设施土壤中重金属Cd、Pb、Cu和Cr几乎不产生污染,与内梅罗指数评价的结论相同。潜在生态风险评价结果显示示范研究区域农田土壤中的Cd、Cu、Pb和Cr存在轻微级别的潜在生态危害风险,综合潜在生态危害风险指数RI值为21.86,为轻度潜在生态危害风险。通过对DEHP的健康风险评价可知,该区域存在非常低的致癌风险。4.结合土壤性质、黄瓜果实品质及土壤酶活进行综合分析,T3减施模式为最优模式。在最优化肥减施条件下,研究设施土壤中DEHP的含量变化,结果表明化肥减施可以促使DEHP转化生成邻苯二甲酸二(2-乙基己基)单酯(MEHP),T3处理土壤中MEHP的含量为2.90mg/kg,比CK土壤高出1.12倍。综上所述,T3处理模式下,土壤养分有效态含量高,土壤脲酶和蔗糖酶活性效果较好,黄瓜果实品质好、营养价值高,关键污染因子重金属污染水平相对较低且DEHP在土壤中的降解速率较快,为4种处理减施模式中的最优模式。此结果为保证土壤肥力、提高农业生产效率,保证土壤环境质量提供了技术支持。
【图文】：

弱酸性,显著性差异,硕士学位论文,土壤理化性质

东北农业大学农业硕士学位论文分析肥对土壤理化性质及黄瓜果实品质的影响施肥对土壤 pH 的影响值可以对土壤养分的存在状态、释放和迁移等产生影响[3]。由图，土壤的 pH 值均大于 6，小于 7，呈弱酸性。从整体来看，各个随着时间的推移，pH 值逐渐升高的趋势，，即由 2 小时的弱酸性著性分析，在不同的处理条件下，T2、T3 处理与 T4、T5 处理仅时具有显著性差异，在其余时间点不存在显著性差异。各个处理 CK。由此可见，施加化肥过量，会导致土壤的 pH 值降低。

土层,土壤有机质

图 3-2 不同处理对不同深度土层 pH 值的影响ig. 3-2 Effects of different treatments on pH in different depth soil lay施肥对土壤有机质的影响
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S626;X503.231

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