【摘要】：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥不合理施用是造成面源污染的主要原因之一,蔬菜種植地由于水肥投入不合理引起的土壤氮素淋溶問題更為嚴(yán)重。為研究華北地區(qū)典型露地菜地不同水氮管理措施下氮素淋溶特征及不同的阻控措施對減少氮淋溶的效果,在華北露地菜地(黃瓜-白菜1年兩作)設(shè)置了不同氮肥水平、控制灌溉量、配施有機(jī)肥、以及在減氮20%基礎(chǔ)上添加氮肥增效劑(脲酶抑制劑和硝化抑制劑、生物炭)和秸稈還田等阻控措施,研究不同水氮管理措施下的氮素淋溶特征,并對關(guān)鍵處理的磷素淋溶也進(jìn)行了監(jiān)測。淋溶測定采用滲漏池法(80cm深度),并在土壤剖面不同深度安裝了陶土頭監(jiān)測不同深度土壤溶液中硝態(tài)氮的濃度變化。此外,分析測定了河北清苑、河南欒川和北京昌平三個代表性地區(qū)露地菜地土樣的磷素淋溶臨界值,確定該地區(qū)磷素淋溶閾值。本文得出的主要結(jié)論如下:(1)不同形態(tài)氮素淋溶特征:黃瓜-白菜生長期間,淋溶的氮素以硝態(tài)氮為主,占80cm土體全年總氮淋溶量的86.9%-94.1%;其次是有機(jī)氮,占淋溶量的6.3%-14.6%;淋溶的氮素中,銨態(tài)氮最少,占全年總氮淋溶量不到1%。(2)不同措施總氮淋溶特征:在農(nóng)民常規(guī)施肥水平(780 kgN/ha/season)下,全年淋洗出80cm土體的全氮為585.3 kgN/ha,占施氮量的37.5%,總氮淋失量和施氮量呈顯著線性關(guān)系;其中黃瓜季、瓜菜過渡季以及白菜季的氮淋溶分別占27.8%、20.0%和52.2%。在常規(guī)施氮量上減氮20%和50%,全年總氮淋溶量可分別減少18.3%和43.0%。在減氮基礎(chǔ)上添加雙抑制劑(N2I)、生物炭(N2B)和秸稈還田(N2S),總氮淋洗量分別比N2處理減少23.5%、15.3%和7.1%。減氮20%基礎(chǔ)上減少灌溉量20%(N2LW)可使80cm土體總氮淋溶量降低38.4%。由于基肥施肥方式為種植行上小高畦開溝施肥并覆土,有機(jī)肥和無機(jī)肥配施對減少氮淋溶量未顯示顯著影響。(3)不同措施淋溶液中硝態(tài)氮濃度特征:土壤80cm深處淋溶液中硝態(tài)氮濃度在春黃瓜種植期間為在4.8-88.6mg/L之間,白菜季種植期間在14.0-114.8mg/L之間,硝態(tài)氮濃度隨著施肥量增加而明顯增加;減氮20%(N2)和減氮50%(N3)分別減少全年平均淋溶液硝態(tài)氮濃度20.3%和46.7%。不同阻控措施(N2I、N2B、N2S、N2LW)對降低淋溶液中硝態(tài)氮濃度也有一定效果(降低1.6%-18.9%)。(4)不同深度土壤淋溶液硝態(tài)氮濃度特征:20cm、50cm和80cm深度土壤溶液中硝態(tài)氮濃度在黃瓜季分別在28.1-257.8mg/L、16.1-73.8mg/L和9.4-55.0mg/L之間,總體趨勢是處理N3N2N2LW;N3處理50cm和20cm處淋溶液的硝態(tài)氮平均濃度分別是80cm處濃度的1.5倍和4.8倍。在整個黃瓜季土壤溶液硝態(tài)氮濃度明顯隨著深度的增加而降低,表層20cm處濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于深層,特別是在最后兩次追肥階段。白菜季50cm、80cm、100cm各層土壤溶液硝態(tài)氮濃度分別在10.0-241.7mg/L、47.2-167.5mg/L和10.8-138.0mg/L之間,農(nóng)民常規(guī)施肥處理(N3)在基肥和兩次追肥階段,土壤淋溶液中的硝態(tài)氮濃度都是隨著深度的增加而顯著線性減少;N3處理50cm和20cm處淋溶液的硝態(tài)氮濃度分別是80cm處濃度的1.7倍和2.2倍。(5)土壤剖面硝態(tài)氮積累動態(tài)及特征:蔬菜生長期間,土壤剖面0-20cm、20-40cm、40-60cm各層次土壤硝態(tài)氮含量隨時間和追肥進(jìn)程呈逐漸升高趨勢,黃瓜季含量分別在3.6-191.6kgN/ha、6.3-145.2 kgN/ha和2.7-114.7 kgN/ha之間。土壤剖面硝態(tài)氮含量隨著深度的增加而明顯降低,農(nóng)民常規(guī)施肥處理N3整個生長季土壤0-20cm和20-40cm層次的平均含量分別是40-60cm的1.6倍和1.3倍。蔬菜收獲后農(nóng)民常規(guī)施肥處理N3土壤0-80cm中無機(jī)氮(Nmin)含量在黃瓜季和白菜季分別為327.6 kgN/ha、354.9 kgN/ha。相比N2處理,減少施肥量(處理N1、N2)后土壤無機(jī)氮含量降低,在減氮20%基礎(chǔ)上添加增效劑(雙抑制劑、生物炭)和秸稈還田、減少灌溉都增加了兩季蔬菜的土壤無機(jī)氮含量。(6)淋溶液中磷的淋失:80cm深度土壤淋溶液中磷的含量很低,在整個蔬菜季,淋溶液中全磷濃度均1mg/L,各處理在整個蔬菜季平均總磷淋溶量為1.28 kg P_2O_5/ha,占施磷量的0.16%。添加生物炭和秸稈還田對減少磷淋溶有一定的作用。三個不同質(zhì)地褐土中,河南欒川菜地Olsen-P淋溶臨界值為114.9 mg/kg;河北清苑菜地Olsen-P淋溶臨界值為105.3 mg/kg;北京昌平菜地磷素淋溶臨界值為117.3 mg/kg,其臨界值與土壤本身的特性(如鈣、鋁、鐵等含量)有關(guān)。(7)作物產(chǎn)量及吸氮量:相比常規(guī)施肥處理,除了減氮50%處理(N1)降低了蔬菜產(chǎn)量外,其余施肥處理對蔬菜產(chǎn)量都沒有顯著影響。各處理間除了黃瓜季N1處理吸氮量顯著低于其它施氮處理外,其余施氮處理之間吸氮量無顯著差異。黃瓜季各施肥處理間氮肥利用率在12.3%-18.1%之間,白菜季氮肥利用率在10.7%-22.9%之間。施氮量的增加在一定程度上增加了P、K養(yǎng)分的吸收量和養(yǎng)分利用率,添加雙抑制劑和生物炭處理效果最為明顯。(8)氮素表觀平衡:若氮素?fù)p失僅考慮淋溶損失來計算氮平衡,用“N輸入-N輸出-N素淋溶=N平衡”公式來計算兩季蔬菜的氮素表觀平衡,黃瓜季除了對照不施肥處理,其余施肥處理土壤中氮素都有不同程度的盈余;白菜季各處理各有盈缺,農(nóng)民常規(guī)施肥處理土壤氮素盈余最多,其余阻控措施各有盈缺,其中在減氮20%上秸稈還田處理氮素盈余量最接近平衡。其它途徑的損失(如氨揮發(fā)、硝化反硝化等)也需同時關(guān)注,以更全面評估施肥策略。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X71
【圖文】：

.1 研究目標(biāo)目前對于蔬菜地氮磷淋溶的研究主要集中在保護(hù)地菜地，而對露地菜地的研究相對較不同的研究人員已經(jīng)報道了一些農(nóng)田氮淋失的結(jié)果，但基于綜合設(shè)計方案的系列對比試本研究主要針對華北地區(qū)典型一年兩作露地菜地種植系統(tǒng)，揭示在該地區(qū)同熱季等特定候及管理條件下，露地蔬菜生產(chǎn)體系下氮磷淋失與水肥響應(yīng)的關(guān)系，探究不同施肥量下的規(guī)律并研究有機(jī)肥和化肥配施，肥料配施脲酶抑制劑和硝化抑制雙抑制劑、生物炭、和減少灌溉對氮磷淋溶的阻控效果，為改地區(qū)露地菜地氮素淋溶損失提供技術(shù)支持和依.2 研究內(nèi)容針對華北地區(qū)典型一年兩作露地菜地展開如下研究）氮磷淋溶的水氮響應(yīng)關(guān)系：不同氮肥用量及灌溉量的氮淋溶特征；）不同管理措施（抑制劑、生物炭、秸稈還田）對露地菜地氮淋溶阻控的效果；）褐土區(qū)代表性露地菜地磷素淋溶臨界值.3 技術(shù)路線

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本文編號：2734316