优化施肥对北方设施番茄产量和土壤中硝态氮淋溶的影响

摘要

随着人口的不断增加和生活水平的不断提高，蔬菜的社会需求量陆续加大，设施菜地生产在全国各地迅速发展.但由于菜农片面追求经济效益而大量施用氮肥，造成氮肥利用率低，土壤质量下降，生态环境恶化等一系列问题。为此，本文以河北省徐水县连续11年种植春番茄的设施菜地为试验对象，通过两年试验，采用田间对比和土壤硝态氮地下淋溶原位监测方法，研究了合理优化施肥和以甜玉米作为填闲对春番茄经济效益、氮素利用率、土层中(0-200 cm)硝态氮含量的影响。分析了不同处理在监测期内连续两年土壤剖面无机氮分布特征以及土壤—作物系统氮素平衡。主要结论如下:
　　 (1)研究并明确了施肥对番茄产量和经济效益的影响。在连续两年的监测期，同不施肥对照(CK)相比，单施有机肥(OM)、常规施肥(MC)、优化施肥(MO1、MO2)以及甜玉米填闲(MCC)处理均显著增加了番茄的产量;优化施肥和种植填闲番茄产量均比常规施肥有所增加，但差异并不显著。
　　 (2)研究发现优化施肥可以提高番茄的氮素利用率。在2011年番茄生长季，由于试验地自身的高肥力，MC、OM、MO2以及MCC的氮素利用率在5％左右，处于较低水平。MO1处理的氮素利用率则为6.46％，显著高于其它处理。2012年番茄收获后各处理的氮素利用率都有不同程度的提高。除OM外，都在5％以上，MO1可达7.19％，显著高于同周年其它处理，与2011年相比也有提高。优化施肥可有效提高氮素利用率，随着种植年限的增加，效果越显著。
　　 (3) MC处理整个土体硝酸盐含量较高，MO1、MO2、MCC处理土体硝酸盐累积量比同体层MC相比呈下降趋势。但与MO1和MO2处理相比，MCC处理整个土体(0-200 cm)硝态氮含量与MO1显著差异，但在MO2处理下土体各层硝态氮含量都低于MCC。优化施肥和种植填闲作物都可以有效降低番茄收获后0-200 cm土层的硝态氮含量。
　　 (4)在强降雨集中的NO3--N淋溶关键期，对地下90 cm处的淋溶水进行分析可得，MC处理由于氮素投入最大，敞棚期硝态氮的淋溶量显著高于其它处理，占全年施氮总量的7.97％-8.31％。MCC虽然填闲季吸收一部分氮素，但因氮素施入量大，在敞棚期的淋溶量也高于MO1、MO2以及OM。在降低硝态氮的淋溶方面，优化施肥优于种植填闲作物。
　　 (5)从0-200 cm土壤氮素表观平衡分析，长期的高氮投入土壤中，通过主茬季番茄的种植是远远不够的，仍存在淋溶的风险，在监测期两年中番茄收获后各处理都有大量氮素盈余。表现为随氮素施入量的增加而增加，对2011年结果分析，施肥处理氮素盈余在1400 kg/hm2以上，MC显著高于其它处理，比OM、MO1、MO2和MCC分别增加了556.21 kg/hm2、241.65 kg/hm2、311.13 kg/hm2和280.56 kg/hm2。2012年的数据显示，氮素盈余量较2011年呈增长趋势。同时在连续两年番茄生长周期内，土壤矿化氮加上土壤起始无机氮，已经远远超过了作物本身吸氮量。在实际的农业生产中应充分考虑土壤自身的供氮能力，按需施肥，切记盲目施肥。
　　 (6)通过敞棚休闲期种植填闲作物甜玉米，结果显示，夏季休闲期种植甜玉米可以有效降低土层(0-200 cm)硝态氮含量，大大降低了浅层硝态氮向下淋溶的风险。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 设施菜地土壤氮素残留与淋失研究进展

1．2．1 设施菜地土壤氨素残留研究进展

1．2．2 设施菜地土壤氮素淋失对地下水影响的研究进展

1．3 减少设施菜地土壤中硝态氮残留和淋失的有效措施

1．3．1 合理的耕作制度

1．3．2 肥水调控

1．3．3 缓控施肥

1．3．4 科学施氮、平衡施肥

1．3．5 种植填闲作物

1．4 设施菜地优化施肥和氮素有效利用的研究

1．5 设施菜地利用填闲作物消减土壤中硝态氮的研究

1．6 本研究的思路和意义

1．6．1 研究的总体思路

1．6．2 研究的意义

1．6．3 研究内容

1．7、技术路线

2 材料和方法

2．1 试验区概况

2．2 供试材料

2．2．1 供试土壤

2．2．2 供试作物

2．2．3 供试肥料

2．3 试验设计

2．4 测定项目与方法

2．4．1 土壤样品采集与测定

2．4．2 植物样采集与测定

2．4．3．水样采集与测定

2．4．4 样品的测定方法

2．5 数据处理及统计分析方法

3 结果与分析

3．1 施肥对番茄产量和经济效益的影响

3．2 施肥对番茄氮素利用率的影响

3．3 施肥对菜田土壤硝态氮残留的影响

3．4 施肥对菜田硝态氮淋溶的影响

3．5 施肥对土壤—作物系统氮素平衡的影响

3．6 甜玉米收获前后土层中硝态氮含量的变化

4．结论

5．讨论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢