【摘要】：秦嶺北麓是我國獼猴桃主產(chǎn)區(qū)之一,獼猴桃栽培面積占全國總栽培面積的近60%。然而,在該地區(qū)獼猴桃生產(chǎn)中,果農(nóng)盲目施肥的現(xiàn)象較為普遍,其中氮肥過量施用問題尤為突出,使得果園氮素盈余問題十分嚴(yán)重,不僅浪費了寶貴的養(yǎng)分資源,也給該地區(qū)生態(tài)環(huán)境帶來了一系列潛在危害,嚴(yán)重制約了該地區(qū)獼猴桃產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展�；诖�,本文以秦嶺北麓陜西省周至縣俞家河小流域為研究對象,采用實地調(diào)查和田間試驗相結(jié)合的方式,于2012~2013連續(xù)2年調(diào)查了該流域成齡果園的養(yǎng)分投入現(xiàn)狀,測定了代表性果園果實及枝條樣品養(yǎng)分含量,定量評價了該區(qū)域果園年養(yǎng)分?jǐn)y出特征,比較了流域內(nèi)成齡果園和小麥-玉米輪作農(nóng)田的土壤養(yǎng)分狀況,分析了果園長期大量施肥的潛在環(huán)境風(fēng)險。同時,通過2014~2015連續(xù)2年田間定位試驗探討了坡地果園不同坡位0-200 cm土壤剖面養(yǎng)分累積在雨季前后的變化與遷移特征,并通過2012~2015連續(xù)3年田間定位試驗研究了減量施氮對該地區(qū)獼猴桃果園果實產(chǎn)量、品質(zhì)以及剖面氮素累積和殘留的影響。在上述研究的基礎(chǔ)上,最終采用養(yǎng)分物質(zhì)流分析的方法定量研究了該流域果園氮素養(yǎng)分的足跡特征。獲得主要結(jié)論如下:1.調(diào)查結(jié)果表明,該流域內(nèi)獼猴桃果園有機肥投入比例及用量嚴(yán)重不足,其中,完全未施有機肥的果園占調(diào)查果園的36.4%(2年平均值,下同),有機肥投入不足的果園占94.3%�；手�,氮肥的投入量普遍偏高,平均為891 kg N ha~(-1),投入過量的果園比例高達81.8%。磷、鉀肥投入不足和過量問題并存。根據(jù)文獻資料和前期研究匯總的合理施肥量來看,當(dāng)獼猴桃產(chǎn)量在24~42 t ha~(-1)時,建議化肥用量分別為:N 375~500 kg ha~(-1)、P2O5 186~266 kg ha~(-1)和K2O 286~350 kg ha~(-1),有機肥用量為30000~65000 kg ha~(-1)。因此,提高有機肥施用量及比例、降低氮肥投入量以及合理引導(dǎo)磷鉀肥施用是該流域獼猴桃果園當(dāng)前養(yǎng)分管理的重點方向。2.養(yǎng)分測定分析表明,獼猴桃年生長周期內(nèi)葉片、果實及修剪枝條中的養(yǎng)分含量在不同品種間(秦美、啞特和華優(yōu))均未達到顯著性水平(P0.05)。根據(jù)研究區(qū)果園平均產(chǎn)量(33.9~39.5 t ha~(-1))和年生長周期內(nèi)平均枝條修剪量(7~11 t ha~(-1),FW)估算,成齡獼猴桃果園因果實收獲和冬季枝條修剪所攜出量的養(yǎng)分量平均為N 75.0~92.8、P19.4~24.9、K 90.0~117.7、Ca 22.9~27.3、Mg 5.05~7.00和S 2.60~4.89 kg ha~(-1) yr~(-1)。3.對比獼猴桃果園和小麥-玉米農(nóng)田養(yǎng)分平衡特征發(fā)現(xiàn),果園N、P和K養(yǎng)分總輸入量(包括化肥、有機肥、大氣沉降和灌溉等)分別為1201、268和615 kg ha~(-1) yr~(-1),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于農(nóng)田養(yǎng)分投入量(N 425 kg ha~(-1) yr~(-1)、P 59 kg ha~(-1) yr~(-1)和K 109 kg ha~(-1) yr~(-1))。果園N、P和K年平均養(yǎng)分表觀盈余量分別高達1081、237和491 kg ha~(-1) yr~(-1)。果園0~(-1)00cm和0-200 cm土層土壤硝態(tài)氮累積量分別為466和793 kg N ha~(-1),均顯著高于農(nóng)田相應(yīng)土層�？梢�,獼猴桃果園養(yǎng)分過量投入是導(dǎo)致養(yǎng)分盈余特別是氮素盈余問題的重要原因。4.坡地果園養(yǎng)分累積和遷移特征表明,5~9月份雨季集中降水是坡地果園土壤養(yǎng)分遷移的重要驅(qū)動因子。經(jīng)過一個雨季后,土壤硝態(tài)氮在豎直方向和順坡方向均表現(xiàn)出明顯的遷移特征,豎直移動使得土壤剖面的硝態(tài)氮向深層土壤遷移并大量累積,順坡移動造成果園土壤剖面硝態(tài)氮的累積量呈現(xiàn)坡上低、坡下高的空間分布特征,這不僅造成了養(yǎng)分資源的不均衡分布,同時也對地表水及地下水安全構(gòu)成了潛在威脅。因此,對于坡地果園而言,建議在減少氮肥投入總量的同時采用坡上部多施、坡下部少施或不施的分段施肥策略,從而達到果園高效施肥和環(huán)境友好的目的。5.減量施氮試驗表明,與農(nóng)民常規(guī)施氮處理相比,當(dāng)?shù)视昧繙p少25%(2013年和2014年)和45%(2015年)時,獼猴桃果樹氮素營養(yǎng)、果實單果重、產(chǎn)量以及品質(zhì)等均沒有發(fā)生顯著變化(P0.05),但減量施氮處理顯著提高了氮肥的偏生產(chǎn)力(PFPN)和果園的經(jīng)濟效益,明顯降低了土壤剖面硝態(tài)氮的累積量以及向深層土壤淋失的風(fēng)險。同時,試驗結(jié)果顯示,與普通尿素相比,施用控施尿素對獼猴桃產(chǎn)量以及果實品質(zhì)無顯著影響,但可降低硝態(tài)氮的淋失風(fēng)險。6.養(yǎng)分物質(zhì)流分析結(jié)果顯示,與流域內(nèi)小麥-玉米輪作農(nóng)田體系相比,果園生產(chǎn)系統(tǒng)的氮素輸入量較高,大量氮素養(yǎng)分盈余后造成土壤、大氣及水環(huán)境的氮負(fù)荷明顯增加。果園系統(tǒng)年氮素輸入總量為1220 kg N ha~(-1),殘留于土壤的氮素為783 kg N ha~(-1),樹體養(yǎng)分?jǐn)y出量(果實收獲、枝條修剪和樹體吸收)占總輸出量的比例為27%,進入水體和大氣環(huán)境的養(yǎng)分比例分別為46.7%和26.5%。該流域每年因果樹生產(chǎn)而進入水體和大氣的氮負(fù)荷分別為32.6 t N和18.6 t N,遠(yuǎn)高于農(nóng)田系統(tǒng)(3.98 t N和5.50 t N)。綜上所述,與農(nóng)田系統(tǒng)相比,獼猴桃果園生產(chǎn)系統(tǒng)因過量氮肥施用造成了氮盈余量大、養(yǎng)分利用率低和氮污染排放系數(shù)高等問題,無疑加劇了土壤、大氣和水環(huán)境的氮污染負(fù)荷。因此,應(yīng)采取源頭減量與變量施肥等策略控制氮素過量投入,減少氮素?fù)p失,保障流域獼猴桃果園健康、高效、持續(xù)發(fā)展。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S663.4

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本文編號：2297967