水氮用量对设施栽培蔬菜地土壤氨挥发损失的影响

摘要

[目的]针对我国设施蔬菜生产中存在的水肥过量施用问题,研究不同水氮条件下黄瓜-番茄种植体系内的土壤氨挥发特征,探讨影响设施菜地土壤氨挥发的重要因子,为降低氮肥的氨挥发损失、建立合理的灌溉和施肥制度提供参考.[方法]以华北平原设施黄瓜-番茄轮作菜地为研究对象,设常规灌溉(W1)和减量灌溉(W2)2个灌溉水平,每种灌溉水平下设不施氮(N0)、减量施氮(N1)和常规施氮(N2)3个氮水平,共6个处理组合(W1 N0、W1N1、W1 N2、W2N0、W2N1、W2 N2).采用通气法监测不同水氮条件下黄瓜-番茄轮作体系内的土壤氨挥发动态,分析与土壤氨挥发相关的主要影响因子.[结果]设施黄瓜-番茄种植体系内表层(0-10 cm)土壤铵态氮受施肥的影响波动较大,与常规施氮(N2)相比,相同灌水条件下减量施氮(N1)处理的0-10 cm土层铵态氮浓度最高值降低了25.1％～30.3％ (P＜ 0.05).减量施氮可显著降低土壤氨挥发速率.与常规施氮(N2)相比,减量施氮处理(N1)在黄瓜季和番茄季内的氨挥发速率均值分别降低了21.1％～22.8％ (P ＜0.05)和16.5％～17.9％(P＜0.05).整个黄瓜-番茄轮作周期内,土壤氨挥发损失量和氮肥的氨挥发损失率分别为17.8～48.1 kg/hm2和1.23％～1.44％.与常规施氮(N2)相比,减量施氮处理(N1)的土壤氨挥发损失量及氮肥的氨挥发损失率分别降低了19.3％～20.0％(P＜0.05)和0.85～0.92个百分点.各处理土壤氨挥发速率与0-10 cm土壤铵态氮浓度呈显著或极显著正相关,说明0-10 cm土壤铵态氮浓度是土壤氨挥发的重要驱动因子.与常规灌溉(W1)相比,减量灌溉(W2)条件下设施菜地土壤氨挥发速率及氨挥发损失量略有增加(P＞0.05).适宜减少氮肥及灌溉量不仅能够维持较高的蔬菜产量,而且显著提高了灌溉水和氮肥的利用效率.其中减量施氮处理(N1)的氮肥农学效率比常规施氮(N2)提高了95.4％～146.4％;减量灌溉(W2)的灌溉水农学效率比常规灌溉(W1)提高了27.7％～54.0％.[结论]通过合理的节水减氮措施可达到抑制氮肥氨挥发损失、增加产量以及提高水氮利用效率的目的.在供试条件下,节水30％左右、减施氮量25％的水氮组合(W2N1)具有较佳的经济效益与环境效应.