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《中国农业科学院》 2010年
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不同水氮条件下黄瓜季保护地氮素损失研究

李银坤  
【摘要】: 随着人们对蔬菜需求量的增加,菜农为获得高产,盲目提高施肥与灌水量,而忽视科学水肥管理的理念。如今,蔬菜生产中不合理的水肥管理导致的土壤环境恶化、肥料利用率低以及蔬菜质量品质下降等问题已经十分严重。明确保护地土壤的氮素损失途径,探讨蔬菜生产中科学的水肥管理措施是我国设施农业可持续发展的需要。迄今为止,有关保护地中不同水氮条件下系统分析土壤的氨挥发、反硝化和N2O排放以及土壤溶液中无机氮淋失的研究较为少见。本研究在河北省辛集市马庄科园农场开展了田间试验和15N示踪的微区试验,田间试验和15N示踪的微区试验均设置6个处理,将减量灌水、减量施氮与习惯水氮处理进行对比研究:(1)习惯灌水、不施氮处理(灌水量为7470 m3·hm-2);(2)习惯灌水、减施氮25%处理(灌水与氮肥用量分别为7470 m3·hm-2和900 kg·hm-2)(;3)习惯水氮处理(灌水与氮肥用量分别为7470 m3·hm-2和1200 kg·hm-2);(4)减量灌水30%、减施氮50%处理(灌水与氮肥用量分别为5190 m3·hm-2和600 kg·hm-2)。(5)减量灌水30%、减施氮25%处理(灌水与氮肥用量分别为5190 m3·hm-2和900 kg·hm-2);(6)减量灌水30%、习惯施氮处理(灌水与氮肥用量分别为5190 m3·hm-2和1200 kg·hm-2)。研究了不同灌水与施肥条件对黄瓜季保护地的氨挥发,硝化、反硝化速率,N2O损失,硝态氮淋失,氮肥15N的动态与去向以及产量品质的影响。以期为探讨保护地蔬菜生产中氮素损失途径和建立合理的水氮优化管理技术提供科学的依据。在本试验条件下,取得以下研究结论: 1、黄瓜生长季农田氨挥发损失总量为11.4~26.6 kg·hm-2、氨挥发量占氮肥用量的0.89%~1.27%氮肥对氨挥发的贡献率为31.8%~57.1%。在减量灌水条件下,减量施氮25%与50%处理(W2N900与W2N600)的氨挥发损失量比习惯施氮处理(W2N1200)分别降低了22.1%和37.2%;而相同氮用量下,减量灌水与习惯灌水相比,氨挥发损失量增加了3.0%~4.8%。 2、黄瓜生长季农田总硝化速率与反硝化速率最高分别达523μgN·kg-2·h-1、351μgN·kg-2·h-1。其中在减量灌水条件下,减施氮25%和50%处理(W2N900和W2N600)与习惯施氮处理(W2N1200)相比,总硝化速率分别降低了19.9%、26.7%;反硝化速率分别降低了9.8%、20.8%。相同施氮量下,减量灌水与习惯灌水相比,总硝化速率与反硝化速率的降低幅度分别为2.5%~11.5%,19.5%~26.0%。 3、黄瓜生长季农田N2O损失量为0.74~7.92 kg·hm-2,占氮肥用量的0.25%~0.60%,而氮肥对N2O损失的贡献率为67.8%~90.6%。在减量灌水条件下,减量施氮25%与50%处理(W2N900与W2N600)的N2O损失量比习惯施氮处理(W2N1200)分别降低了39.9%和54.1%;而相同氮用量下,减量灌水与习惯灌水处理相比,N2O损失量可降低36.8%~45.2%。 4、黄瓜生长季农田无机氮的淋失量为120~595 kg·hm-2,占施氮量的25.6%~39.6%。硝态氮是土壤无机氮淋失的主要形式,可占到无机氮淋失总量的99.7%以上。在减量灌水条件下,减施氮25%和50%处理(W2N900和W2N600)与习惯施氮处理(W2N1200)相比,100 cm土体硝态氮的淋失量分别降低了30.0%和46.0%;而相同氮用量下,减量灌水与习惯灌水处理相比,硝态氮淋失量降低了14.9%~23.8%。 5、在本试验中的减量灌水条件下,减施氮25%和50%处理(W2N900与W2N600)的产量比习惯施氮处理(W2N1200)分别提高了4.5%和5.4%。在减施氮25%的条件下,减量灌水处理(W2N900)比习惯灌水处理(W1N900)提高了3.4%。 6、不同水氮处理对黄瓜品质亦有显著的影响。其中在减量灌水条件下,减施氮25%和50%处理(W2N900与W2N600)与习惯施氮处理(W2N1200)相比,果实硝酸盐含量分别降低了9.8%和13.5%,可溶性糖含量则分别增加了13.1%和12.9%。在减施氮25%的条件下,减量灌水处理(W2N900)比习惯灌水处理(W1N900)的果实硝酸盐含量降低了3.9%,而可溶性糖含量则增加了7.3%。 7、不同水氮处理对黄瓜叶片的瞬时水分利用效率(WUE)具有显著的影响。其中在减量灌水条件下,减施氮50%处理(W2N600)与习惯施氮处理(W2N1200)相比,可提高1.2%~9.8%。在减施氮25%的条件下,减量灌水处理(W2N900)的叶片瞬时水分利用效率(生育期均值)比习惯灌水处理(W1N900)提高了6.1%。 8、15N微区试验结果表明,不同水氮条件下黄瓜全株对氮肥15N的吸收量在177~297 kg·hm-2,果实、叶、茎、根对氮肥15N吸收量依次降低。黄瓜当季的氮肥利用率为23.6%~32.8%,在2种灌水条件下分别以减施氮25%处理(W1N900)和减施氮50%处理(W2N600)的氮肥利用率最高,与相同条件下的习惯施氮处理(W1N1200与W2N1200)相比,其利用率分别提高了4.57、6.96个百分点。 综合分析,本试验条件下,处理W2N600和W2N900既具有较高的光合速率和氮肥利用率,又具有最高的水分利用效率,而且产量高,品质好,是较为合理的水氮组合。2年的试验研究表明,通过合理施肥、科学控制灌溉量,在当地习惯水氮管理的基础上,减量灌溉30%、减施氮25%~50%的情况下,不会影响到黄瓜产量,因此,推荐河北省保护地春季黄瓜生产,灌水量为5190 m3·hm-2,施氮量为600~900 kg·hm-2。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S642.2;S626

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