无公害蔬菜营养与施肥研究进展

本文综述了无公害蔬菜定义、卫生评价标准及生产环境评价标准。对无公害蔬菜生产中常用的氮肥在土壤中转化、种类和形态、用量和时期与硝酸盐关系,过量氮肥对蔬菜体内硝酸盐累积影响,对地下水质污染和人体健康的影响,磷肥过量引起流失造成水体富营养化和磷肥中镉对土壤生态环境污染的影响,以及畜禽粪肥、城市垃圾和污泥堆肥对蔬菜品质及环境影响进行了评述。对近二十年来土壤栽培条件下应用于无公害蔬菜营养诊断与平衡施肥研究的养分平衡法、肥料效应函数法、NPK比例法、土壤测试指数法、植物营养外观及测试指标诊断法、DRIS作物营养诊断施肥综合法,植株硝酸盐速测反射仪法等进行了综述。     

蔬菜营养与硝酸盐的关系

蔬菜硝酸盐累积是无公害蔬菜生产的限制因子之一,与蔬菜营养的关系密切．喜硝性是蔬菜作物的营养特性,NO3^-通过高亲和吸收转运系统和低亲和吸收转运系统被蔬菜吸收,在钼、锰、铁、铜、硫、磷等多种必需营养元素参与下被还原同化．文中简述了必需营养元素在蔬菜硝酸盐吸收和还原同化中的作用,重点论述了氮肥用量、种类及形态配比、施用时期、方法和氮素供应方式、磷素营养、钾索营养、中微量元素营养和平衡营养与蔬菜硝酸盐累积的关系,提出了今后研究工作的主攻方向,为控制蔬菜硝酸盐累积、提高蔬菜品质和生产无污染、安全、优质的无公害蔬菜提供参考．     

过量施肥对设施菜田土壤菌群结构及N2O产生的影响

【背景】N_2O是一种很强的温室气体,其温室效应强度大约是CO_2的265倍。土壤氮肥施加量是影响N_2O排放的重要因素,而厌氧条件下微生物反硝化则是N_2O产生的重要途径。【目的】研究过量施肥条件下蔬菜大棚土壤菌群结构变化及其对N_2O气体排放的影响。【方法】利用自动化培养与实时气体检测系统(Robot)监测土壤厌氧培养过程中N_2O和N_2排放通量,比较过量施肥和减氮施肥模式下土壤N_2O排放模式的差异。通过Illumina二代测序平台对这2种不同施肥处理的土壤微生物群落进行高通量测序,研究不同施肥量对土壤菌群组成的影响。【结果】过量施肥土壤中硝酸盐的含量大约是减氮施肥土壤的2倍,通过添加硝酸盐使2种土壤的硝酸盐含量均为60 mg/kg或为200 mg/kg时,过量施肥土壤在厌氧培养前期N_2O气体的产生量及产生速度都明显高于减氮施肥土壤。另外,过量施肥导致土壤菌群结构发生显著改变,并且降低了土壤微生物的多样性。相对于减氮施肥,过量施肥方式富集了Rhodanobacter属的微生物。PICRUSt预测结果显示,传统施肥没有显著改变反硝化功能基因相对丰度。【结论】长期过量氮肥施用显著增加了土壤N_2O的排放,可能原因是施肥改变了包括氮转化相关微生物在内的土壤菌群组成,从而影响了土壤N_2O气体的形成与还原过程。     

六种野菜不同部位硝酸盐、亚硝酸盐及维生素C的含量

报道了6种野菜不同部位的硝酸盐、亚硝酸盐和维生素C的含量。参考蔬菜中硝酸盐含量分级评价标准和无公害蔬菜亚硝酸盐含量限量标准,结合各种野菜及不同部位的维生素C的含量,对这6种野菜评价如下:鼠麴草的叶、龙葵的叶、苋的嫩茎和叶,属于一级野菜,可以安全食用;鼠麴草的嫩茎属二级蔬菜范围,不宜生食,煮熟或盐渍可安全食用;龙葵的嫩茎、树仔菜的嫩茎,属于三级蔬菜,不可生食和盐渍,可熟食。白子菜的嫩茎和狗肝菜的嫩茎,属于四级蔬菜,不宜食用或限量食用;树仔菜的叶、白子菜的叶亚硝酸盐含量高于我国制定的无公害蔬菜亚硝酸盐含量的限量标准,所以不宜食用或限量食用。     

农田土壤硝酸盐积累与淋失研究进展

农田土壤硝酸盐淋失是导致地下水硝酸盐污染的主要原因。影响农田土壤中硝酸盐积累的淋失的因素很多。主要有施肥、降水、灌溉、土壤性质以及耕种制度等,过量施用氮肥,不论是单独施用无机肥、有机肥还是有机、无机混施都能造成硝酸盐在土体中大量积累;耕作和种植制度均能影响硝酸盐在土体中的积累和迁移;降水和灌溉带来的下渗水流是累积在土壤中的硝酸盐向下迁移直至淋失的必要条件,也是运载工具,而土壤中的大孔隙则是下渗水流的主要通道,农田土壤硝酸盐的积累与淋失是多种因素综合作用的结果,模型是研究和预测硝酸盐淋失的理想工具,近年来发展很快,并且得到了很好的应用。     

不同轮作模式下土壤氮磷淋移和蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐积累

2009年以沈阳市蔬菜生产示范基地为平台,研究不同轮作模式对消减设施菜地土壤氮、磷淋移和蔬菜硝酸盐、亚硝酸盐积累的作用.结果表明:经过一年的蔬菜种植后,设施菜地土壤pH呈下降趋势,下降了0.09～0.47单位;与本底相比,菜地土壤表层的全磷含量明显升高,速效磷含量(86.80～161.04 mg·kg-1)明显高于60 mg·kg-1的警戒指标,设施菜地土壤硝态氮(NO3--N)含量较高,并发生明显的淋移;除菠菜中亚硝酸盐含量超标外,3种轮作模式下的蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐含量都符合国家无公害蔬菜安全标准;针对保护地土壤酸化、磷素累积和NO3--N淋移现状,应采取相应措施予以恢复;从3种轮作模式的结果看,在油菜一黄瓜-豇豆轮作模式下,土壤对pH的变化幅度最小,且土壤NO3--N的淋移现象较弱,氮、磷的回收率也较高,但在消减土壤磷淋移以及蔬菜硝酸盐和亚硝酸盐积累方面效果不明显.     

不同施肥方式对温室樱桃番茄果实和土壤硝酸盐含量变化的影响

主要研究了不同施肥处理(肥料种类不同和施肥量配比不同)对温室樱桃番茄果实和土壤硝酸盐含量变化的影响.结果表明:不同施肥处理果实中硝酸盐含量随追肥次数的增加,逐渐加大,到采收中期达生育期内最大值,最终略有累积;果实中硝酸盐含量为49.6~273.0 m g.k-g 1,亚硝酸盐含量为0.011~0.054 m g.kg-1.第4次追肥后果实与土壤(0~40 cm土层)中硝酸盐含量在追肥后6~9 d达最大值,以后开始下降.果实内硝酸盐的累积量与土壤硝酸盐含量成显著正相关.合理的氮肥施用量不会造成果实内硝酸盐含量的过量累积;有机肥配施适量化肥对改善果实品质、提高果实产量、调节土壤硝酸盐含量变化有着很好的效果.     

内蒙古典型草原连续5年施用氮磷肥土壤生物多样性的变化

以中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站典型草原施肥小区为对象,研究了连续5a施氮肥(不施肥对照-CK,N52.5、N105、N175和N280kghm-2)和磷肥(P9、P37和P75kghm-2)对土壤生物多样性的影响。结果表明,连续5a施氮磷肥,随施肥量增加,土壤微生物量碳氮、微生物活性和代谢熵显著降低,而土壤微生物量磷则显著增加。高氮(N280)和高磷(P75)处理,不仅显著降低了微生物利用碳源的能力和微生物功能多样性,而且改变了微生物利用碳功能群结构,施氮肥处理更为明显。大量施用氮肥显著降低了土壤线虫总数和不同营养类群的数量,而施磷肥对线虫总数影响并不显著,相反,施磷肥和少量氮肥却提高了食细菌线虫的数量和比例。施用氮肥土壤原生动物总数呈下降趋势,而施磷肥则显著增加,但适度施用氮肥和磷肥时,土壤原生动物群落最为旺盛,尤其是施磷肥后肉足虫数量大幅度提高。氮磷肥对土壤理化性质和植被组成影响的差异,可能是土壤生物对不同肥料及其用量的响应存在较大差异的原因所在,其中施氮肥多以负效应为主,而施磷肥则多以正效应为主。     

浅析无公害蔬菜种植技术

无公害蔬菜是指严格按照无公害蔬菜生产安全标准与栽培技术生产的无污染、安全、优质以及营养型蔬菜,且蔬菜中农药残留、重金属及亚硝酸盐等有害物质的含量,控制在国家规定的允许范围内,人们食用后对人体健康没有危害的蔬菜。以下本文对无公害蔬菜种植技术进行阐述与分析,以供参考。     

长期氮磷钾肥配施对贵州黄壤玉米产量和土壤养分可持续性的影响

为明确长期氮磷钾肥配施下贵州典型黄壤玉米产量、氮磷钾肥增产效应及土壤养分的演变特征,利用国家贵阳黄壤肥力与肥效长期定位试验,研究氮磷钾平衡施肥(NPK)与缺素施肥(N、NK、NP、PK)对玉米相对产量、氮磷钾肥增产贡献率及土壤氮磷钾素养分可持续性指数等的影响.结果表明: 氮磷钾平衡施肥有显著增产效果,玉米相对产量均值为:NPK>NP>NK>PK>CK;氮、磷、钾肥增产贡献率和农学利用率均为氮肥>磷肥>钾肥,施肥依存度为氮、磷、钾肥配施>氮肥>磷肥>钾肥,但缺磷处理(NK)玉米相对产量以每年1.4%的速度极显著下降,磷肥贡献率和依存度则以每年2.3%和1.4%的速度极显著上升,最终磷肥对玉米生产的影响逐渐与氮肥持平;缺磷处理土壤pH值和有机质含量均最低,而缺氮处理则较高;施用化学磷肥可提高黄壤磷素可持续性指数,但氮肥和钾肥对黄壤氮素和钾素可持续性指数无显著影响.综上,平衡施肥是贵州典型黄壤地区玉米高产的重要保障,其中磷肥与氮肥同等重要,但长期单施化肥尤其是缺磷处理不利于黄壤养分的可持续利用.     

有机肥替代化学氮肥对橡胶幼苗生长和土壤环境的影响

研究有机肥替代化学氮肥对橡胶幼苗生长和土壤环境的影响对橡胶的培育移植和土壤环境的改善具有重要意义。本研究以热研‘7-33-97'品系橡胶幼苗为材料,以等氮(每株幼苗4.63 g全氮)替换的方式设置不施肥(CK)、单施化肥(N)、有机肥替代50%化肥(M+N)、有机肥替代100%化肥(M)4个施肥处理,分析了有机肥替代化学氮肥后橡胶幼苗株高、基径、生物量、叶绿素等生长指标和土壤pH值、土壤碳氮养分、酶活性等理化指标的变化及相互关系。结果表明: M+N、M处理株高、基径、生物量、叶绿素含量显著高于N处理,地下生物量、根冠比显著低于N处理;与CK相比,M处理土壤pH值显著升高,N处理显著降低,M+N处理无显著差异;M+N、M处理土壤铵态氮、硝态氮含量显著低于N处理,土壤有机碳含量及β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和L-亮氨酸氨基态酶(LAP)活性显著高于N处理。苗木生长指数、土壤理化指标、土壤酶活性的相关性分析表明,土壤pH值与土壤铵态氮、硝态氮含量呈显著负相关;BG、NAG活性与土壤pH值呈显著正相关。结构方程模型分析表明,土壤pH值对苗木质量指数有显著正影响,硝态氮含量对苗木质量指数有显著负影响,3种土壤酶活性对苗木质量指数的影响不显著。可见,土壤pH值、硝态氮含量为调控橡胶幼苗生长的重要因素。在海南省儋州市,有机肥替代50%和100%的化学氮肥可促进橡胶幼苗生长,改善土壤环境,促进橡胶生产的可持续发展。     

种植年限对寿光设施大棚土壤生态环境的影响

为探讨不同种植年限对设施大棚土壤生态环境的影响,研究了不同种植年限的大棚土壤物理性状、化学性状以及微生物区系的差异变化,并对种植年限与土壤理化性状和微生物数量之间的相关性进行了统计分析。结果表明,随种植年限增加,土壤容重和pH值均明显下降,而土壤孔隙度、土壤EC值和土壤盐分含量则显著升高,有机质含量也呈增长的趋势;土壤全氮和全磷量均持续升高,土壤全钾、硝态氮和速效钾均先升高后降低;随着设施大棚种植年限的增长,细菌数量先上升后下降,放线菌数量先迅速升高后保持相对稳定,只有真菌数量呈持续增加的趋势。这说明由于大量的有机无机肥料投入,种植年限不同的设施大棚土壤均出现一定酸化现象,养分失衡,微生态平衡遭到破坏,盐分含量显著升高,存在明显的环境风险。应提倡合理科学施肥,以保证设施大棚土壤的生态环境安全。     

Best management practices for minimizing nitrate leaching from container-grown nurseries

Containerized plant production represents an extremely intensive agricultural practice; 40,000 to 300,000 containers may occupy one acre of surface area to which a large amount of chemical fertilizer is applied. Currently, recommended fertilizer application rates for the production of containerized nursery ornamental plants are in excess of plant requirements, and up to 50% of the applied fertilizers may run off or be leached from containers. Among the nutrients leached or allowed to runoff, nitrogen (N) is the most abundant and is of major concern as the source of ground and surface water pollution. In this report, current N fertilizer application rates for different container-grown nursery ornamental plants, the amount of nitrate leaching or runoff from containers, and the potential for nitrate contamination of ground and surface water are discussed. In contrast, our best N management practices include: (1) applying fertilizers based on plant species need; (2) improving potting medium's nutrient holding capacity using obscure mineral additives; (3) using controlled-release fertilizers; and (4) implementing zero runoff irrigation or fertigation delivery systems that significantly reduce nitrate leaching or runoff in containerized plant production and encourage dramatic changes in N management.     

施蚯蚓粪对日光温室土壤及番茄产量与品质的影响

设施蔬菜化肥过量施用造成土壤劣化、土传病虫害发生严重,从而导致蔬菜产量和品质下降。蚯蚓粪在改善土壤环境和促进蔬菜生长、提高产量和品质方面具有良好的效果。本试验在日光温室采用等量撒施和沟施两种方式研究了增施蚯蚓粪对土壤养分、酶活性、微生物数量及番茄生长、产量和品质的影响。结果表明: 与不施蚯蚓粪的对照相比,撒施蚯蚓粪和沟施蚯蚓粪处理均改善了土壤环境,显著增加了土壤有机质和氮、磷、钾等养分含量;显著提高了蔗糖酶和过氧化氢酶活性,增加了土壤中细菌、放线菌数量,降低了真菌数量。沟施蚯蚓粪处理明显促进了植株地上部的生长,撒施效果不显著。蚯蚓粪处理明显增强了植株根系活力,提高了叶片的光合作用和叶绿素含量,促进了植株氮和钾含量的积累。撒施和沟施蚯蚓粪处理的番茄产量比对照分别提高了22.7%和32.6%。沟施处理果实中可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C和可滴定酸含量分别提高了66.1%、11.0%、122.6%和29.9%,硝酸盐含量降低了65.7%,而撒施处理对番茄果实品质提升效果不明显。     

Ingestion and excretion of nitrogen by larvae of a cabbage armyworm: the effects of fertilizer application

• 1 Insect frass has significant impacts on decomposition and soil nitrogen dynamics. Although the frass contains various forms of nitrogen that may differently influence nitrogen dynamics in the decomposition process, how the nitrogen form in the insect frass is influenced by host plant quality remains poorly understood.
• 2 The present study examined the effects of application of fertilizer on leaf quality of Brassica rapa L. var. perviridis Bailey (Brassicaceae), and on the consumption, frass excretion and frass quality of its insect pest Mamestra brassicae (L.) (Lepidoptera: Noctuidae), with a particular focus on the dynamics of inorganic nitrogen.
• 3 Brassica rapa increased total nitrogen concentration, and accumulated inorganic nitrogen [i.e. leaf nitrate‐nitrogen (NO₃^?‐N) and ammonium‐nitrogen (NH₄⁺‐N)] in the leaves in response to the application of fertilizer.
• 4 Although leaf consumption and frass excreted by M. brassicae was not affected by fertilizer treatment, frass quality was influenced by host plant quality as altered by fertilizer applications. Frass contained high concentrations of total nitrogen, NO₃^?‐N, and NH₄⁺‐N under high fertilizer treatment. In particular, the larvae excreted much more NH₄⁺‐N than ingested. The relationship between host plant quality and insect frass quality, as well as the potential implications for decomposition and nutrient dynamics, are discussed.

     

有机类肥料对土壤养分含量的影响

绿色、可持续是我国发展现代农业的必然要求,肥料投入是关键之一。基于有机肥培肥土壤、生态友好的优势,发展和推广有机肥已经成为我国农业生产的一项基本国策。我国有机肥来源广泛、种类繁多,农业生产条件千差万别。本文分析了我国有机肥产品种类及标准现状、理化性质差异、碳氮矿化特性差异及影响因素,评述了施用有机肥对提高耕地基础地力的作用。因来源、制作工艺不同,不同有机肥的有机碳组分含量、全氮和活性氮含量、碳氮比等基本性质差异明显,这四者是影响有机肥碳氮矿化率、碳氮矿化量、碱解氮释放量等碳氮供应特性的主要内在因素;加之土壤环境等外界因素的影响,不同有机肥表现出不同的养分供应特性。总体上,有机肥一方面对提高土壤有机质含量,尤其是活性有机质含量和碳库管理指数效果明显,另一方面可增加土壤氮磷钾养分容量,减少作物生长消耗带来的土壤养分亏损,促进土壤质量良性发展。今后,应加强有机肥在耕地培肥中的应用,并加强有机肥肥效理论的基础研究和安全高效有机肥新产品的开发,促进有机肥资源的高效循环利用,使其成为重要的农业资源。     

不同形态微生物菌剂对不结球白菜生长和品质的影响

合理施用微生物菌剂可显著改善蔬菜土壤环境,增加产量,提升品质。本试验以不结球白菜为供试材料,在设施条件下设置不施微生物菌、施用液态和固态微生物菌剂处理,研究不同形态微生物菌剂对不结球白菜生长和品质的影响。结果表明: 施用液态和固态微生物菌剂均能显著提高土壤脲酶活性,增加植株全氮含量,增大叶面积,显著提升叶片SPAD值,提高叶片净光合速率,产量比不施微生物菌剂处理分别增加26.9%和34.4%。同时,施用微生物菌剂可提高不结球白菜的总酚和抗坏血酸含量,显著降低硝酸盐含量。可见,合理施用微生物菌剂可促进不结球白菜产量的提升和品质的改善。不同形态微生物菌剂中,液态微生物菌剂时效快,固态微生物菌剂长效性好,可根据土壤肥力情况酌情配施有机肥或无机肥以促进蔬菜的优质高产。     

渭北旱塬矮砧密植苹果园土壤矿质氮积累与空间分布特征

随着苹果矮砧密植栽培模式的迅速发展,揭示矮砧密植苹果园土壤矿质氮的积累与分布特征对果园科学施肥具有重要意义。本研究以不同树龄(6 a、9 a、12 a)的矮砧密植苹果园为对象,在树下、株间、行间以及树干与行间的中间点位置采集土样,分析土壤硝态氮、铵态氮和矿质氮的积累与分布特征。结果表明:0～300 cm土层土壤硝态氮累积量随果园树龄的增大而增加,不同树龄的果园之间差异显著,表现为6 a＜9 a＜12 a,硝态氮累积量由1729 kg·hm^-2增长到3771 kg·hm^-2;而各树龄果园的铵态氮含量较低,对矿质氮的积累与空间分布特征基本不构成影响。在垂直方向上,硝态氮存在两个累积峰,第2个累积峰所在的土层深度随果园树龄的增大由180 cm下移到220 cm;在水平方向上,行间位置的硝态氮含量随果园树龄的增大由27 mg·kg^-1增长到138 mg·kg^-1,涨幅超过400%,各树龄果园之间差异显著。综上,各树龄果园均存在氮肥施用过量和硝态氮淋溶严重的问题,生产中应减少果园的氮肥施用量,同时应在施肥位置布设防渗措施阻止硝态氮向土壤深层淋溶。     

The course of 15N-ammonium nitrate in a spring barley cropping system

¹⁵N-labelled ammonium nitrate was applied to spring barley growing on a Cambisol soil in western Switzerland. Immobilization, plant uptake and disappearance of inorganic nitrogen were followed at frequent intervals. Fertilizer nitrogen disappeared shortly after its application, mainly through immobilization by soil microorganisms and absorption by the crop. Some of the added nitrogen was probably denitrified as a result of humid conditions during the first days after fertilizer application. At the end of the growing season, 31% of the added nitrogen was recovered from the aerial barley plants, and 56% was immobilized by microorganisms. Most of the fertilizer nitrogen not used by the crop was immobilized in the upper 0–30 cm soil layer. This prevented downward movement of nitrate and limited nitrogen losses. Fertilizer efficiency was mainly determined by the competition between crop uptake and microbial immobilization. Careful consideration of the time of fertilization, taking into account plant growth and weather conditions, can result in an increase in fertilizer efficiency and minimal pollution.