京郊地下水硝态氮状况及设施菜地填闲作物利用研究

摘要

由于北方设施菜地栽培中普遍存在氮肥过量使用现象,造成大量硝态氮在土壤中累积,对周边地下水构成潜在威胁问题。本研究以提高设施菜地土壤中氮素利用率,减少氮素淋溶为目的,在2009年8月至2010年12月间,在北京郊县(区)开展大面积农户调查、农用机井水样采集,填闲作物田间筛选试验和多点对比试验等工作,结果显示：
　　 ⑴在北京市大兴、房山、门头沟、通州和昌平等5区的农旧区域机井采样调查分析结果显示,随机采集的243个机井水样中,硝态氮平均含量为3.6 mg／L。其中,按照国家饮用水一级标准作为评价指标,硝态氮含量超标机井占12.4％,严重超标机井占0.8％。设施菜地地下水样本硝态氮含量高于粮田,并且种植年限越长的设施菜地,其周边地下水硝酸盐含量越高。结果显示,10年以上种植历史的设施菜地中处于超标范围的地下水样本占17.6％,有23.5％的样本处于达标(警戒)状态。此外,地下水中硝态氮基本遵循随着地下水埋深增加,其浓度显著降低的规律。
　　 ⑵在夏季休闲期设置的甜玉米、高丹草、红叶苋菜、空心菜和小麦等5种填闲作物筛选试验结果显示,甜玉米的生物量和吸氮能力都显著优于其他4种作物(P<0.05),分别达到92335 kg／hm2和330 kg／hm2(图4)；甜玉米的单株吸氮量及单株吸氮量增长速率明显高于其他4种作物(P<0.01)。
　　 ⑶在北京大兴、房山、门头沟和通州等4区的15个田间对比试验结果显示,从经济和环境效益两方面分析,甜玉米是适合北方设施菜地夏季休闲期种植的填闲作物。种植甜玉米可以提高农民收入,平均达30504.2元／hm2。并且有效减少土壤中硝态氮含量,降低淋入周边地下水中风险。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 地下水硝态氮污染研究

1.2.2 土壤氮素淋溶对地下水硝态氮含量影响

1.2.3 没施菜地土壤氮素累积现状

1.2.4 设施菜地土壤硝态氮淋溶控制措施

1.2.5 填闲作物消减土壤硝态氮淋溶的作用

1.2.6 北方设施菜地填闲作物消减土壤硝态氮淋溶的研究进展

1.3 研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 材料及方法

2.1 研究区域概况

2.2 京郊农业生产区地下水硝态氮污染研究

2.2.1 试验没计

2.2.2 样品采集及测定项目

2.2.3 数据处理

2.2.4 地下水硝态氮污染评价标准

2.3 设施菜地夏季不同填闲作物氮素利用比较研究

2.3.1 试验区概况

2.3.2 试验设计

2.3.3 样品采集

2.3.4 样品检测与数据处理

2.4 设施菜地夏休期甜玉米作为填闲作物的种植效果研究

2.4.1 试验区概况

2.4.2 试验设计

2.4.3 样品采集

2.4.4 样品检测与数据处理

3 结果与分析

3.1 农业施氮对地下水硝态氮污染影响及分布特征

3.1.1 北京农业地区地下水硝态氮污染状况

3.1.2 不同深度地下水硝态氮含量

3.1.3 地下农业灌溉用水硝态氮含量的现状

3.1.4 北京市菜地对地下水硝态氮含量的影响

3.1.5 小结

3.2 设施菜地夏季不同填闲作物氮素利用比较

3.2.1 填闲作物地上部的生物量及吸氮量

3.2.2 填闲作物不同生育期的吸氮特征

3.2.3 种植填闲作物前后土壤硝态氮含量变化情况

3.2.4 小结

3.3 夏季休闲期甜玉米的经济效益及环境效益

3.3.1 夏季休闲期甜玉米的生长状况

3.3.2 夏季休闲期甜玉米产量及经济效益的影响

3.3.3 休闲期甜玉米氮素吸收量

3.3.4 甜玉米种植前后0～400 cm土壤剖面硝态氮累积量影响状况

3.3.5 收获后种植处理与对照处理两种方式下0~400cm土壤剖面硝态氮减少量

3.3.6 种植甜玉米前后0-400cm土壤剖面硝态氮含量变化趋势

3.3.7 小结

4 结论

5 讨论

5.1 农业地区地下水硝态氮污染影响及分布特征

5.2 夏季休闲期不同填闲作物的吸氮效果

5.3 夏季休闲期甜玉米利用情况

5.4 夏季休闲期种植甜玉米对土壤硝态氮含量的影响

6 展望

参考文献

作者简介

致谢