【摘要】：自改革開放以來,我國農(nóng)業(yè)種植結構發(fā)生了巨大變化,蘋果種植面積與產(chǎn)量不斷增加。近年來,我國蘋果的種植面積蘋果產(chǎn)量均穩(wěn)居世界第一。位于黃土高原的陜西省以其優(yōu)越的氣候條件成為我國國家級的蘋果生產(chǎn)基地,蘋果種植也成為了當?shù)剞r(nóng)戶脫貧致富、全面小康的康莊大道。但近些年蘋果種植面臨諸多難題,單純的以增加養(yǎng)分投入來提高產(chǎn)量已經(jīng)嚴重限制了蘋果產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。不僅如此,過量的養(yǎng)分投入還使肥料利用率降低,對環(huán)境危害加劇,農(nóng)業(yè)面源污染問題嚴重。本研究先以陜西省重要的蘋果產(chǎn)區(qū)洛川縣為研究對象,通過養(yǎng)分平衡法與實地采樣相結合的方法,確定了洛川縣小流域內蘋果園養(yǎng)分投入及土壤礦質氮含量,以評價果園硝態(tài)氮的累積狀況及淋溶風險。再進一步將陜西省5個主要的蘋果種植市(延安、銅川、寶雞、咸陽、渭南)作為研究對象,研究了灌溉、旱作兩種不同水肥管理種植區(qū)蘋果園土壤硝態(tài)氮淋溶累積特性,以期為陜西省蘋果園養(yǎng)分資源管理和農(nóng)業(yè)面源污染治理提供理論依據(jù)。研究獲得以下主要結論:(1)以陜西省洛川縣為研究對象,通過走訪調查的方式,調查了洛川縣鳳棲鎮(zhèn)15個村共計112戶果農(nóng),詳細了解其養(yǎng)分投入、蘋果產(chǎn)量情況。利用養(yǎng)分平衡法分析洛川縣蘋果養(yǎng)分盈余情況。結果表明:洛川縣蘋果園過量施肥情況嚴重,氮磷鉀養(yǎng)分的盈余比例均超過80%,過量施肥蘋果園比例約為91.1%,蘋果園平均N、P_2O_5、K_2O的投入量分別為1262.3 kg/ha、1065.6 kg/ha、1203.1 kg/ha,其中有機肥料投入比例分別為4.90%、6.72%、8.03%,由此可知,洛川縣為蘋果園化肥養(yǎng)分與有機肥養(yǎng)分投入比例失衡。N、P_2O_5、K_2O養(yǎng)分投入比例為1:0.84:0.95,P、K養(yǎng)分投入比例較高,養(yǎng)分投入比例失衡。(2)以陜西省洛川縣鳳棲鎮(zhèn)蘆家河小流域為研究對象,選取小流域內不同坡位樹齡相近施肥量大致相同的30個蘋果園,測定其0~400 cm硝態(tài)氮含量。結果表明:研究地區(qū)氮素累積主要以硝態(tài)氮為主(98%),不同坡位蘋果園土壤硝態(tài)氮在0~400 cm內存在累積峰值,均在120 cm處。在80~120 cm土層深度坡地蘋果園土壤硝態(tài)氮含量顯著高于塬面與溝底蘋果園。不同坡位0~400 cm蘋果園土壤硝態(tài)氮累積量為坡地塬面溝底,分別為3355.7 kg/ha、3126.0 kg/ha、2199.2 kg/ha。對于整個小流域蘋果園土壤硝態(tài)氮主要累及范圍在100~200 cm之間。由于在200 cm處形成干層,200 cm以下土層硝態(tài)氮含量、累積量減少,到400 cm土層深度,土壤硝態(tài)氮含量顯著降低。三種坡位蘋果園中,塬面、坡地蘋果園淋溶風險小,溝底蘋果園因緊挨河道、土壤質地等因素影響,淋溶風險極大。(3)對陜西省主要蘋果產(chǎn)區(qū)延安、銅川、寶雞、咸陽、渭南五市11個縣區(qū)共計41個蘋果園進行0~800 cm土壤樣品采集并調查果園的水肥管理、蘋果產(chǎn)量,對比分析陜西省兩種不同種植區(qū)硝態(tài)氮的累積情況。結果表明:灌溉區(qū)蘋果園土壤含水量高于旱作區(qū)蘋果園,但無顯著差異。對比旱作與灌溉兩種水肥管理種植區(qū)蘋果園土壤硝態(tài)氮含量,旱作區(qū)蘋果園土壤硝態(tài)氮累積峰的深度與土壤硝態(tài)氮含量均小于灌溉區(qū)蘋果園。旱作區(qū)蘋果園土壤硝態(tài)氮在500 cm土層深度已降至較低水平,而灌溉區(qū)蘋果園土壤硝態(tài)氮在800 cm土層深度依然有較高含量。兩種種植區(qū)蘋果園土壤礦質態(tài)氮累積量差異較大,灌溉區(qū)蘋果園土壤硝銨態(tài)氮累積量顯著高于旱作區(qū)蘋果園,其中禮泉土壤硝銨態(tài)氮累積量最高,高達24380 kg/ha;旱作區(qū)中甘泉最少,僅為1200 kg/ha,是禮泉蘋果園土壤硝銨態(tài)氮累積量的4.9%。11個縣區(qū)蘋果園土壤硝銨態(tài)氮平均累積量高達10484 kg/ha。整個研究范圍(蘋果主要產(chǎn)區(qū):延安、銅川、寶雞、咸陽、渭南)內硝態(tài)氮累積量整體呈現(xiàn)北低南高,東低西高的規(guī)律。
【圖文】：

第一章 文獻綜述第一章 文獻綜述1.1 研究背景及意義1.1.1 我國蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況自上世紀 80 年代開始，我國農(nóng)業(yè)種植結構發(fā)生了巨大變化，果樹、蔬菜的種植面積不斷增加（甄蘭等 2007）。圖 1-1 為 1980~2016 年中國蘋果種植面積與產(chǎn)量變化情況，從圖 1-1 可以看出，在 1986 年到 1996 年這十年間，中國蘋果產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，種植面積翻了 2.5 倍，產(chǎn)量增加 4 倍。之后種植面積有所下降，到 2008 年后趨于平穩(wěn)增長。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國目前已成為世界上最大的蘋果生產(chǎn)國，截止 2016 年，我國蘋果種植面積已達 2323.8 千公頃，總產(chǎn)量約 4039.3 萬噸，分別占世界蘋果總種植面積和總產(chǎn)量的 46%和 49%（FAO 2016）。

圖 1-2 中國農(nóng)作物秸稈量（左）、畜禽糞尿量（右）時空分布（劉曉永 2018）Fig.1-2 Spatial and temporal distribution of various crops straw (lift) and livestock and poultry faecesquantity (right) in China(Liu Xiaoyong 2018)1.2.2 黃土高原地區(qū)土壤硝態(tài)氮淋溶、累積情況氮素是土壤肥力的三大重要因素之一，重要性不言而喻，但長期大量的化肥氮投入容易造成肥料利用率低，氮素以多種途徑損失，其中土壤硝態(tài)氮淋溶是主要途徑之一（張國梁等 1998），，也是地下水硝酸鹽污染的重要來源之一（李嚴等 2019；劉洪斌等 2006）。土壤硝態(tài)氮向下淋溶的同時還會引起一些金屬離子的淋失（Cahn al.等1993）, 進一步導致土壤的酸化（于偉家等 2018；Zhang et al.，2010；Brazilian et al.2009）。降水或灌溉是硝態(tài)氮淋溶下滲的主要動力（郭勝利等 2003）。有關研究表明, 硝態(tài)氮淋失量會隨著氮肥的施用量的增加而增加, 據(jù)估計, 施用的肥料經(jīng)土壤淋溶進入地下水的比例為 30%~50%（Van. et al. 2001）。氮素的損失量也會隨著氮肥的施用量增加而增加（Ramos C. et al. 2002）。高茹（2012）通過對比紅壤、水稻土、潮土、黃棕
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S661.1;S153.6

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本文編號：2637328