不同施肥处理对茭白田氮素流失及生态-经济效益的影响

摘要

本文选择上海市青浦区水田蔬菜茭白为研究对象,通过测坑定位试验,定量研究了茭白田氮素径流流失和渗漏流失的特征,同时探讨了不同施肥处理对茭白田生态-经济效益的影响。主要研究结果如下：(1)茭白田坑面水中总氮含量基本呈先上升后下降的趋势。前期茭白田坑面水中的氮素以铵态氮为主。其变化趋势与总氮类似,其峰值较总氮晚出现。而前期坑面水中硝态氮较少,到后期硝态氮逐渐成为坑面水氮素的主体部分。在不同施肥期,化肥处理及混合肥处理的硝态氮含量都呈现出相对稳定-显著上升-缓慢下降的趋势。坑面水硝态氮显著上升的时间随温度的降低而推迟。在各个施肥期,有机肥处理均表现为田间坑面较弱的硝化作用。当温度介于10℃~22℃之间时,茭白田坑面水硝态氮占施肥氮素的比值随时间变化可以用校正的高斯模型模拟；当温度过低或过高时,茭白田坑面水硝态氮占施肥氮素的比值随时间变化用多项式模型拟合结果较好。以温度及时间为参数,运用等高线模型对坑面水硝态氮含量与施肥氮素的比例的变化进行模拟,可以用于预测坑面水硝态氮含量变化。(2)茭白田产生径流的降雨量临界值约为23 mm,径流流失量与降雨量呈正相关。本试验期有机肥处理每公顷径流流失氮素41.17 kg,与化肥处理的每公顷径流流失氮素83.44 kg相比较减少50.66%,比混合肥处理的每公顷径流流失氮素58.14 kg减少29.19%。(3)各施肥期,同一深度剖面水总氮浓度的大小依次为化肥处理>；混合肥处理>；有机肥处理。但是,不同施肥处理茭白田剖面水总氮浓度均随着深度的增加而降低,随着时间的推移而逐渐减少。同时,本文以深度及时间为参数,运用等高线模型对茭白田剖面水浓度变化进行了模拟。不同施肥期,化肥处理的茭白田渗漏水总氮浓度最高,混合肥其次,有机肥处理渗漏水总氮浓度最低。本试验期有机肥处理较化肥处理的每公顷减少氮素渗漏流失58.84%,比混合肥处理减少49.31%。茭白田渗漏水中的氮素主要以硝态氮为主,化肥、混合肥、有机肥处理硝态氮分别占70.81%、64.72%和44.33%。以温度及时间为参数,运用等高线模型对茭白田渗漏水硝态氮浓度变化进行模拟,可以用于预测坑面水硝态氮含量变化。(4)施用有机肥能降低上层土壤的密度,增加土壤的孔隙度及蓄水能力。不同施肥处理对茭白田土壤pH值的变化影响无明显差异。不同时期茭白田各处理土壤的EC值均不超过0.5 mS/cm,属于正常范围。不同施肥期,各处理土壤中有机质含量与氮素的施用量呈正相关。各处理土壤全氮含量的变化趋势不同,其中混合肥处理和有机肥处理的土壤全氮含量变化趋势类似,化肥处理的土壤全氮含量变化与其它两种处理差异较大。茭白种植后,所有土壤样品中的氮素都较种植前提高,有机肥处理的上层土壤全氮含量较种植前增长最多,上下两层土壤分别增长了83.60%和105.76%。(5)本试验期内第一季茭白产量,化肥处理的茭白产量依次高于混合肥处理和有机肥处理,但随后自第二季起,有机肥就体现出其增产效果。从3季总产量来看,有机肥处理的茭白总产量最高。品质分析测定表明：施用有机肥能增加茭白肉质茎的长度,有机肥在一定程度上提高了茭白粗蛋白的含量,能使茭白中碳水化合物及纤维素含量稳定于一个较高水平。(6)按照常规施肥方法计算(化肥处理),茭白田氮素径流损失约为5.9%,氮素渗漏约为1.5%。而茭白植株(地上部分)带走的部分氮素约为11.1%。由于茭白田施用的氮肥远远高于其他作物,因此茭白田对水体的污染贡献率大于一般作物。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 引言

1.1.1 上海地区茭白种植现状

1.1.2 茭白生产中存在的问题

1.2 农田氮肥施用现状

1.2.1 化学氮肥的施用

1.2.2 有机氮肥的施用

1.3 农田氮素流失途径及危害

1.3.1 农田氮素流失的途径

1.3.2 农田氮素流失的危害

1.4 农田氮素流失规律研究

1.4.1 氮素流失模型研究

1.4.2 肥料中氮素利用率及去向研究

1.5 农田氮素流失控制技术研究

1.5 1 氮素污染源控制

1.5 2 氮素流失途径控制

1.6 本文研究内容及意义

1.6.1 研究内容

1.6.2 研究意义

第二章 茭白田氮素径流流失研究

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验设计

2.1.3 测定方法

2.1.4 数据分析方法

2.2 结果与讨论

2.2.1 茭白田坑面水氮素动态变化

2.2.2 茭白田坑面水硝态氮变化模型

2.2.3 茭白田氮素的径流流失

2.3 小结

第三章 茭白田氮素渗漏流失研究

3.1 材料与方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 试验设计

3.1.3 测定方法

3.1.4 数据分析方法

3.2 结果与讨论

3.2.1 茭白田剖面水氮素变化研究

3.2.2 茭白田渗漏水氮素变化研究

3.2.3 茭白田硝态氮渗漏流失变化模型

3.3 小结

第四章 不同施肥处理茭白田土壤理化性质的研究

4.1 材料与方法

4.1.1 供试材料

4.1.2 试验设计

4.1.3 测定方法

4.1.4 数据分析方法

4.2 结果与讨论

4.2.1 不同施肥处理土壤物理性质变化情况

4.2.2 不同施肥处理土壤化学性质变化情况

4.3 小结

第五章 不同施肥处理茭白田生态-经济效益分析

5.1 材料与方法

5.1.1 供试材料

5.1.2 试验设计

5.1.3 测定方法

5.1.4 数据分析方法

5.2 结果与讨论

5.2.1 不同施肥处理茭白产质分析

5.2.2 不同施肥处理茭白田氮素去向分析

5.2.3 不同施肥处理茭白田经济效益分析

5.3 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.1.1 茭白田径流流失规律

6.1.2 茭白田渗漏流失规律

6.1.3 茭白田土壤理化性质变化

6.1.4 茭白产量及品质

6.1.5 茭白田氮素去向及经济效益

6.2 展望

参考文献

致谢

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