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节水控氮对宁夏不同土壤—蔬菜体系中氮素平衡及NO3--N淋失的影响

2020-11-28阅读(958)

节水控氮对宁夏不同土壤—蔬菜体系中氮素平衡及NO3--N淋失的影响

论文摘要

针对宁夏灌区蔬菜生产中过量施用氮肥的问题,采用田间试验、室内分析和生物统计相结合的方法,以空白和单施有机肥为对照,露地蔬菜选择有代表性的春小麦-白菜、芹菜-白菜两种轮作体系,研究不同水氮措施对轮作体系中氮素利用与平衡的影响;设施蔬菜以番茄-番茄-黄瓜-番茄轮作,研究滴灌条件下不同施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响;提出以控（减）氮为核心的蔬菜氮素供应目标值,主要研究结果如下:1、控（减）施氮不影响当季蔬菜产量和吸氮量:露地蔬菜不同轮作体系中,节水控氮处理（W2N2）与传统灌溉的习惯施氮处理（W1N1）相比,各种作物当季产量没有受到影响,春小麦的产量高6.7%,芹菜的产量高12.2%,麦后复种白菜和芹菜复种白菜产量分别高5.9%、22.4%;设施蔬菜连续四茬连作,前两茬习惯施氮（800kg/hm2）与（减）氮两处理（200 kg/hm2～600 kg/hm2）对前两茬番茄的产量、吸氮量影响不大,第三、四茬随着施氮量的下调（150 kg/hm2～600kg/hm2）,蔬菜果实产量和吸氮量才受到影响,各施氮处理第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7 t/hm2～72.3 t/hm2。2在土壤-蔬菜生产氮素平衡体系中,露地蔬菜节水控氮减少了氮素表观损失,设施蔬菜减量施氮有效控制了土壤表层（0～30 cm）无机氮(Nmin)的残留:露地蔬菜不同轮作体系中,节水控氮处理（W2N2）的氮素损失比传统灌溉的习惯施氮（W1N1）处理的损失低,春小麦-白菜轮作比芹菜-白菜轮作氮素损失低,各施氮处理土壤无机氮Nmin（0～60cm）残留不高且差异不大;设施蔬菜四茬整个轮作体系中,氮素的输入项以施氮量和灌溉水输入的氮为主,总输入量随氮肥施用量的增加而增加,氮素的输出项中以土壤无机氮残留和蔬菜吸收为主,四茬蔬菜地上部氮素吸收量没有随施氮量增加而显著增加,在698 kg/hm2～882 kg/hm2范围内,而习惯施氮量（800 kg/hm2～1200 kg/hm2）造成表层（0～30cm）土壤无机氮（Nmin）残留高达1495.5 kg/hm2～1872.2 kg/hm2,但减量施氮（150 kg/hm2～600 kg/hm2）有效控制表层（0～30cm）土壤无机氮（Nmin）残留,比习惯施氮减少了58.16%～66.6%。3合理水分和氮素调控有效控制了菜田的各层次土壤NO3--N累积:露地蔬菜不同轮作条件下节水控氮处理（W2N2）各层次土壤NO3--N累积均比传统灌溉习惯施氮处理（W1N1）低,各层次土壤NO3--N累积春小麦-白菜轮作比芹菜-白菜轮作低。设施蔬菜四茬各施氮处理造成当季蔬菜土壤表层NO3--N累积有向下淋失的趋势,而减量施氮（150 kg/hm2～600 kg/hm2）控制了各层次土壤NO3--N累积量,主要集中在0～90cm土层。4设施蔬菜不同施氮处理造成0～30 cm表层土壤溶液中NO3--N含量有不断向下层淋失的趋势:在黄瓜-番茄轮作周期中,施氮量在（600 kg/hm2）0～30 cm表层土壤溶液向下淋失的趋势较高,尤其在第四茬番茄更为明显,向下淋洗至90 cm土层。5基于以上结果提出以控（减）氮为核心的氮素供应目标值。春小麦-白菜轮作,节水灌溉量:春小麦:3405 m3/hm2、白菜:1767 m3/hm2施氮量:春小麦120 kgN/hm2、白菜:150 kgN/hm2;芹菜-白菜轮作,节水灌溉量:芹菜:3405m3/hm2、白菜:1767 m3/hm2施氮量:芹菜120kgN/hm2、白菜:150kgN/hm2设施蔬菜上提出在有机肥和磷钾肥配施基础上,秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100 kg/hm2～150 kg/hm2、冬春茬番茄推荐施氮量在250 kg/hm2～300 kg/hm2、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400 kg/hm2～450 kg/hm2。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 蔬菜生产氮素管理技术的建立
  • 1.1.1 蔬菜生产氮素管理的特点及目标
  • 1.1.2 菜田土壤无机氮特点
  • 1.1.3 蔬菜氮素管理技术的原理
  • 1.1.4 环境氮素供应
  • 1.2 蔬菜生产氮素管理技术研究进展
  • 1.2.1 土壤无机氮测试技术
  • 1.2.2 KNS系统
  • 1.2.3 氮素专家系统
  • 1.2.4 PSNT技术
  • 1.3 菜田土壤氮素淋失量监测方法的研究进展
  • 1.3.1 质量平衡法
  • 15N同位素示踪技术'>1.3.215N同位素示踪技术
  • 1.4 滴灌施肥技术与滴灌条件下氮素运移的研究进展
  • 1.4.1 滴灌施肥技术的发展
  • 1.4.2 滴灌施肥技术的特点
  • 1.4.3 滴灌条件下土壤氮素运移的研究进展
  • 1.5 问题与展望
  • 2 研究背景、目标、内容及技术路线
  • 2.1 研究背景
  • 2.2 研究目标
  • 2.2.1 揭示节水控（减）氮对宁夏不同土壤-蔬菜生产体系氮素平衡和根层无机氮残留量的影响,提出宁夏灌区主要蔬菜氮素的优化目标供应值
  • 3--N累积及淋失动态变化规律的影响'>2.2.2 摸清宁夏菜田（露地、设施蔬菜）不同轮作条件下,不同施氮处理对土壤不同层次NO3--N累积及淋失动态变化规律的影响
  • 2.3 研究内容
  • 2.3.1 不同水氮措施对土壤-芹菜体系中无机氮动态变化与平衡的影响
  • 2.3.2 不同水氮管理措施对露地蔬菜轮作体系中氮素利用与平衡的影响
  • 3--N累积的影响'>2.3.3 滴灌条件下不同施氮量对番茄氮素利用及土壤NO3--N累积的影响
  • 3--N淋洗的影响'>2.3.4 滴灌条件下施氮量对黄瓜-番茄种植体系中土体NO3--N淋洗的影响
  • 2.3.5 滴灌施肥中施氮量对蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响
  • 2.4 技术路线
  • 3 不同水氮管理对不同轮作体系中氮素利用与平衡的影响
  • 3.1 引言
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 试验地概况
  • 3.2.2 试验方案
  • 3.2.3 取样和分析测试方法
  • 3.3 结果与分析
  • 3.3.1 不同轮作、水氮处理对作物产量与吸氮量的影响
  • 3.3.2 水氮措施处理对不同轮作体系中作物氮素平衡的影响
  • 3.3.3 不同轮作的水氮处理对土壤各层次硝态氮累积的影响
  • 3.4 小结
  • 4 不同水氮措施对土壤-芹菜体系中无机氮动态变化与平衡的影响
  • 4.1 引言
  • 4.2 材料与方法
  • 4.3 结果与分析
  • 4.3.1 不同水氮措施对芹菜产量及干物质积累的影响
  • 4.3.2 芹菜生长期间地上部吸氮量与土壤无机氮含量的动态变化
  • 4.3.3 不同水氮处理对芹菜氮平衡的影响
  • 4.3.4 不同水氮处理对各层次土壤硝态氮累积的影响
  • 4.4 小结
  • 5 滴灌施肥中施氮量对蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响
  • 5.1 引言
  • 5.2 材料与方法
  • 5.2.1 试验地概况
  • 5.2.2 试验设计
  • 5.2.3 样品采集及分析
  • 5.2.4 计算公式及方法
  • 5.3 结果与分析
  • 5.3.1 两年施氮量对四茬蔬菜地上部产量和氮素吸收量的影响
  • 5.3.2 两年蔬菜不同施氮量对各层次土壤硝态氮累积的影响
  • 5.3.3 四茬蔬菜种植体系中氮素平衡
  • 5.4 小结
  • 3--N累积的影响'>6 氮肥施用量对设施番茄氮素利用及土壤NO3--N累积的影响
  • 6.1 引言
  • 6.2 材料与方法
  • 6.3 结果与分析
  • 6.3.1 滴灌条件下不同施氮量对番茄产量及氮肥利用率的影响
  • 6.3.2 滴灌条件下不同施氮量对番茄氮平衡的影响
  • 3--N累积量的影响'>6.3.3 不同施氮处理对各层次土壤NO3--N累积量的影响
  • 6.4 小结
  • 3--N淋洗的影响'>7 滴灌条件下施氮量对黄瓜-番茄种植体系中土体NO3--N淋洗的影响
  • 7.1 引言
  • 7.2 材料与方法
  • 7.2.1 试验过程
  • 7.3 结果与分析
  • 3--N含量的动态变化'>7.3.1 黄瓜-番茄周年轮作条件下不同施氮处理土壤溶液NO3--N含量的动态变化
  • 7.3.2 黄瓜-番茄周年轮作下不同时期含水量动态变化
  • 3--N累积量影响'>7.3.3 黄瓜-番茄周年轮作下施氮处理对不同层次土壤溶液NO3--N累积量影响
  • 7.4 小结
  • 8 讨论与总结
  • 8.1 讨论
  • 8.1.1 主要蔬菜的氮肥投入与产量关系
  • 8.1.2 施氮量与不同类型菜田各层次土壤的硝态氮累积量关系
  • 8.1.3 从氮素平衡管理角度确定合理调控菜田根层土壤无机氮（Nmin）残留（Nmin buffer）值和蔬菜氮素目标供应值
  • 3--N淋洗的动态变化影响'>8.1.4 蔬菜不同施氮量对土壤NO3--N淋洗的动态变化影响
  • 8.2 本论文的创新之处
  • 8.3 主要结论
  • 参考文献
  • 附录Ⅰ 攻读博士期间发表论文
  • 致谢

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