發(fā)布時(shí)間：2019-10-03 20:59

【摘要】：針對(duì)設(shè)施蔬菜生產(chǎn)體系中化肥及有機(jī)肥過量投入、大水漫灌導(dǎo)致的土壤養(yǎng)分大量累積、連作障礙、根系養(yǎng)分吸收障礙及養(yǎng)分利用率低等問題,通過連續(xù)多年設(shè)施蔬菜田間試驗(yàn),采用滲漏計(jì)及同位素標(biāo)記技術(shù),追蹤土壤淋洗情況,系統(tǒng)研究設(shè)施菜田中有機(jī)肥、秸稈、夏季填閑作物等對(duì)土壤氮素累積及淋洗的影響,著重分析溶解性有機(jī)氮對(duì)氮素淋洗的貢獻(xiàn)。同時(shí)結(jié)合對(duì)生物硝化抑制劑的研究,根據(jù)高粱的生物學(xué)特征,選取晉雜12等6種北方常見高粱品種為供試品種,以常規(guī)填閑作物甜玉米為對(duì)照,在北京郊區(qū)設(shè)施菜地篩選適宜作為夏季填閑作物的高粱品種,并研究高粱減緩?fù)寥老趸^程、降低氮素淋洗風(fēng)險(xiǎn)的微生物學(xué)機(jī)制。主要結(jié)果如下:(1)相比常規(guī)水肥處理(CN),優(yōu)化水肥一體化處理(RN,RN+WS及RN+CC)從源頭控制,在分別減少44-57%氮,45-64%磷及33-52%鉀養(yǎng)分投入量及49%灌溉量的基礎(chǔ)上沒有降低蔬菜產(chǎn)量,同時(shí)顯著降低NPK養(yǎng)分表觀盈余。經(jīng)過3年種植后,水肥一體化技術(shù)將土壤可溶性總氮(STN)含量由2426kg N hm~(-2)降至1596 kg N hm~(-2),其中可溶性有機(jī)氮(SON)的累積量在514-923 kg N hm~(-2)之間,填閑作物種植及秸稈還田顯著增加土壤SON的累積,提高SON/STN的比例,且在施肥后SON的峰值相比無機(jī)氮約滯后2周。(2)在設(shè)施菜田,在60 cm土層傳統(tǒng)水肥處理周年溶解性總氮(DTN)平均淋洗量為555 kg N hm~(-2),其中溶解性有機(jī)氮(DON)的淋洗量為180 kg N hm~(-2)。采用水肥一體化技術(shù)條件下的填閑種植并秸稈還田處理(RW)、填閑種植秸稈不還田處理(RR)和休閑秸稈還田處理(RS)周年土壤DON淋洗量分別為70,74和50 kg N hm~(-2),分別占DTN的36%,28%和31%。填閑作物種植并秸稈還田處理顯著提高淋洗液中DON/DTN的比例。定植后第一次灌溉水導(dǎo)致的淋洗DTN和DON分別占每季淋洗量的29%-49%和26%-55%,是淋洗發(fā)生的敏感期。15N標(biāo)記的填閑甜玉米秸稈還田后,在2012年秋冬季分別有69%和46%的地上部和地下部秸稈氮淋洗出60 cm 土層,占總淋洗量的62%和8%。(3)綜合養(yǎng)分帶走量、生物量、根系等指標(biāo),高粱晉雜12較其他品種均占優(yōu)勢(shì),成熟期生物量為11.2 t hm~(-2),0-45 cm總根長為299m,作物地上部氮素帶走量為139kg N hm~(-2),均顯著高于常規(guī)填閑作物甜玉米,是適宜的填閑作物品種。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)冀梁2號(hào)和晉雜12在尿素施用后土壤銨態(tài)氮含量明顯高于其他品種,推測(cè)認(rèn)為是作物根系分泌的生物硝化抑制劑減緩了硝化過程。(4)填閑作物高粱種植顯著提高越冬季設(shè)施茄子產(chǎn)量,降低夏季休閑期土壤硝態(tài)氮含量,保持較高的銨態(tài)氮含量,且在下一季作物定植后30天仍有后效。同時(shí)填閑高粱處理表層土壤的硝化勢(shì)均顯著低于休閑處理和填閑甜玉米處理。填閑高粱顯著降低休閑處理表層土壤AOA和AOB amoA基因拷貝數(shù)。AOA/AOB比值在1.89~(-2)0.47之間,隨土層深度的增加而增加,在0-60 cm 土層,填閑高粱顯著高于休閑處理,填閑甜玉米處理和休閑處理AOA/AOB比值無顯著性差異。設(shè)施菜田AOA群落組成中Candidatus Nitrososphaera 為優(yōu)勢(shì)種群,填閑高粱顯著降低0-30 cm 土層中 Candidatus Nitrososphaera、Nitrososphaeraceae 未命名和30-60 cm 土層 Nitrososphaeraceae 其他的比例,但是填閑高粱對(duì)于AOB群落結(jié)構(gòu)無影響。
【圖文】：

水施肥的影響維持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)，其動(dòng)態(tài)變化較難看出差異，因此在２０１２年重點(diǎn)觀察了定逡逑植施肥后一個(gè)月內(nèi)不同施肥及休閑期管理下±壤剖面氮素的轉(zhuǎn)化情況。表層０－３０邋ｃｍ邋±層ＳＴＮ變逡逑化明顯，，受施肥及作物吸收的影響較大（圖３－３）；表層±壤無機(jī)氮在３月１５日出現(xiàn)峰值后由逡逑于作物的吸收利用呈下降趨勢(shì)；施肥后０－３０邋ｃｍ的ＳＯＮ變化均較大，受施肥影響較大，在３月逡逑２７日出現(xiàn)峰值，相比無機(jī)氮其峰值出現(xiàn)約滯后２周，說明ＳＯＮ的轉(zhuǎn)化比無機(jī)氯耍慢，但是各處逡逑理間的差異較小

水施肥的影響維持在較為穩(wěn)定的狀態(tài)，其動(dòng)態(tài)變化較難看出差異，因此在２０１２年重點(diǎn)觀察了定逡逑植施肥后一個(gè)月內(nèi)不同施肥及休閑期管理下±壤剖面氮素的轉(zhuǎn)化情況。表層０－３０邋ｃｍ邋±層ＳＴＮ變逡逑化明顯，受施肥及作物吸收的影響較大（圖３－３）；表層±壤無機(jī)氮在３月１５日出現(xiàn)峰值后由逡逑于作物的吸收利用呈下降趨勢(shì)；施肥后０－３０邋ｃｍ的ＳＯＮ變化均較大，受施肥影響較大，在３月逡逑２７日出現(xiàn)峰值，相比無機(jī)氮其峰值出現(xiàn)約滯后２周，說明ＳＯＮ的轉(zhuǎn)化比無機(jī)氯耍慢，但是各處逡逑理間的差異較小
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S626

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2545590