【摘要】： 以華北平原典型的集約化種植體系小麥-玉米、大棚蔬菜和果樹為研究對象，通過農(nóng)戶跟蹤調(diào)查、土壤、植株和灌水采樣分析、地下水動態(tài)監(jiān)測，詳細(xì)分析了不同集約化種植體系土壤質(zhì)量變化、氮素平衡對土壤硝態(tài)氮殘留和地下水硝酸鹽含量的影響，集約化種植為主體的農(nóng)戶氮素循環(huán)特點與損失途徑，并探討了優(yōu)化施氮措施的產(chǎn)量效應(yīng)及其對減少氮素淋洗的潛力。 (1) 山東省惠民縣主要種植作物為小麥、玉米、棉花、果樹和大棚蔬菜。小麥、玉米、棉花、果園、大棚蔬菜和露地菜化肥氮用量分別為340、234、234、519、1382和627kg hm~(-2)N，果樹、大棚蔬菜和露地菜有機(jī)肥氮用量分別為282、1142和211 kg hm~(-2)N。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過作物正常生長對氮素的需求水平。 (2) 典型調(diào)查表明，大棚菜地土壤養(yǎng)分大量積累，尤其是硝態(tài)氮和速效磷積累程度較高，0-90cm土層硝態(tài)氮累積量達(dá)1390 kg hm~(-2)N，為大田的5.6倍，，速效磷含量為大田的8.4倍。大棚菜地土壤中累積的養(yǎng)分還存在嚴(yán)重的淋溶現(xiàn)象。大棚菜地有機(jī)質(zhì)、全氮和有效鐵、錳、銅、鋅含量也顯著高于大田土壤。大棚菜地鎘含量為大田的2.8倍，鎘含量與土壤速效磷呈顯著正相關(guān)，表明過量施用磷肥是導(dǎo)致土壤鎘累積的主要原因。各層土壤電導(dǎo)率與硝態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān)，各層土壤pH與硝態(tài)氮含量是冪函數(shù)降低關(guān)系，硝酸鹽累積是土壤鹽漬化和酸化的主導(dǎo)因子。 (3) 大棚蔬菜化肥氮、有機(jī)肥氮、灌水輸入氮和總氮輸入量分別為1358 kg hm~(-2) N、1881 kg hm~(-2)N、402 kg hm~(-2)N和3656kg hm~(-2)N，分別為小麥-玉米田的2.5、37.5、83.8和5.8倍，為果園的2.1、10.4、68.2和4.2倍。三個體系氮輸出量依次分別為329kg hm~(-2) N、280 kg hm~(-2) N和121 kg hm~(-2) N，分別造成高達(dá)3327 kg hm~(-2)N、349 kg hm~(-2) N和746 kg hm~(-2) N氮素年盈余量。大棚蔬菜、小麥-玉米田和果園0-90cm土層硝態(tài)氮累積量分別為1165 kg hm~(-2) N、227-275 kg hm~(-2) N和613 kg hm~(-2)N硝態(tài)氮累積，90-180cm土層硝態(tài)氮累積量分別為1028 kg hm~(-2) N、213-249 kg hm~(-2) N和976 kg hm~(-2) N。三個體系均表現(xiàn)出硝酸鹽的明顯淋洗。大棚蔬菜區(qū)淺層地下水(＜15m)硝酸鹽污染嚴(yán)重，99％超過了硝態(tài)氮含量10 mg L~(-1)。而果園超標(biāo)率僅為5％。大棚蔬菜區(qū)地下水硝態(tài)氮含量與吉深呈指數(shù)函數(shù)降低關(guān)系。 (4) 集約化農(nóng)戶氮輸入量462-848 kg hm~(-2)N，其中化肥和有機(jī)肥輸入量占79-92％。輸出量45-132 kg hm~(-2)N，氮素盈余量394-744 kg hm~(-2) N。農(nóng)戶系統(tǒng)氮盈余量主要去向為土壤氮盈余，達(dá)277-673 kg hm~(-2)N，標(biāo)志著田間氮損失為農(nóng)戶系統(tǒng)氮素?fù)p失的主要途徑，占總損失量的74-91％。其次為作物產(chǎn)品再利用過程中(主要為養(yǎng)殖)的氣體損失，占5-12％，秸稈焚燒和丟棄占2-14％。土壤氮盈余和總氮盈余與化肥和有機(jī)肥輸入氮總量呈正相關(guān)，是影響氮素?fù)p失的關(guān)鍵因素。 (5) 優(yōu)化施氮措施減少了氮素投入，但不造成產(chǎn)量降低。推薦施氮量和包膜尿素均能使番茄生育期內(nèi)土壤維持適宜的供氮水平，并有效減少收獲后土壤硝態(tài)氮的殘留。包膜尿素能夠降低氮素的淋洗損失而使氮素更多地保持在土壤上層。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：X820.3

【引證文獻(xiàn)】

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本文編號：2635518