发展设施蔬菜低碳生产技术的探讨

<正>气候变化对全球环境和生态系统已产生着重要影响,发展低碳农业的目标之一就是使农业生产系统适应全球变暖并减缓温室气体排放。温室气体或温室效应气体主要是二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)等气体。     

不同施肥方法对毛豆温室气体排放、产量及品质的影响

以毛豆为试材,采用大田小区试验,综合分析了单施化肥(H)、有机肥配施化肥(HY)、秸秆堆肥配施化肥(HJ)3个处理对CH4、CO_2和N2O等3种温室气体排放规律、毛豆产量和品质的影响。结果表明:HJ处理增加了CH4排放量,分别比HY和H平均增加了18.42%和32.35%;毛豆生长季节H、HY、HJ处理CO_2的季节累积排放量分别为:1 197.90、1 173.60、1 183.86kg·hm~(-2),各处理的差异不显著;H处理显著增加了N2O排放量,较HJ、HY增加了37.5%和35.09%。HY、HJ处理较H处理分别增产7.31%和6.72%。HY、HJ处理毛豆中维生素C、可溶性糖、蛋白质含量与H处理相比分别提高11.47%、9.18%,12.80%、12.60%,12.41%、10.15%。综合考量增温潜势(GWP)、温室气体排放强度(GHGI)、产量及品质等指标,HJ、HY处理能明显降低温室气体增温潜势及排放强度,提高毛豆的产量及品质。     

辣椒地土壤氮素反硝化损失与N2O排放研究

在种植辣椒的菜地土壤原位条件下,应用原状土柱培养-乙炔抑制法测定辣椒地土壤氮素反硝化损失与N2O排放量。试验结果表明,辣椒地土壤具有较高的硝化与反硝化活性,而且随着施氮量的增加,氮素反硝化损失量显著提高。辣椒生长季节不施肥、常规施氮和高氮施肥条件下辣椒地土壤反硝化损失和N2O排放量分别为3.62kg/hm2、6.68kg/hm2、16.13kg/hm2和1.09kg/hm2、7.06kg/hm2、25.06kg/hm2,其中常规施氮处理的土壤反硝化损失和N2O排放量分别占施肥量的1.36%和2.65%,高氮施肥处理分别占施氮量2.78%和5.33%。辣椒地土壤氮肥经反硝化途径损失的比例不高,但产生较高的N2O排放对大气环境造成较大影响。     

农耕地温室效应气体产生的现状及测定方法

氧化亚氮(N2O)和甲烷(CH4)是重要的温室效应气体,在国际上进行了大量的研究。在过去的250年间,N2O和CH4同CO2一样其浓度与气温有着密切的关系并在不断上升中。N2O放出的46%,CH4放出的70%是人为的原因,且从土壤中分别放出38%和40%。开展N2O和CH4研究最重要的方法是测定技术,目前静态箱技术的使用最为广泛。文章从发展现状及基本原理、取样方法、取样箱设计、测定技术等方面进行阐述。我国在N2O和CH4研究上还比较少,文章将有助于促进我国在农耕地温室气体产生方面的研究。     

草坪土壤的N2O产生途径及其对施氮肥的响应

硝化作用、反硝化作用和硝化细菌反硝化作用是土壤中产生N2O的主要途径.以常用的冷季型草坪草早熟禾为对象,采用气体抑制剂培养法研究了不同施氮量对草坪土壤N2O排放及其产生途径的影响.结果表明,对照草坪土壤的N2O日排放量为7.2 ～ 8.2 g· m-2.d-1,年施氮量10 g.m-2未改变草坪土壤N2O排放强度,年施氮量25、35 g·m-2处理则分别比对照增加1.52倍和1.88倍,但二者之间没有显著差异.对照草坪土壤N2O产生途径主要以异养硝化作用为主,其贡献率达65.7％,反硝化作用贡献率为34％,自养硝化和硝化细菌反硝化过程几乎不发生.年施氮量25 g.m-2时,N2O排放以硝化细菌反硝化、异养硝化和反硝化途径为主,贡献率分别为35％、35％和29％.年施氮量35 g.m2时,N2O排放来自于4个途径,其中反硝化途径占41％,自养硝化途径贡献率增加至20％.     

不同施氮水平对‘库尔勒香梨’园土壤N_2O排放的影响

【目的】探寻不同施氮处理对香梨园土壤N_2O排放的影响。【方法】在香梨年生育期内,采用静态箱-气相色谱法对6 a树龄的‘库尔勒香梨’园进行定位监测。设置5个施氮水平:不施肥(N0P0K0)、不施氮肥(N0PK)、低氮量150kg·hm~(-2)(N1PK)、中氮量300 kg·hm~(-2)(N2PK)、和高氮量450 kg·hm~(-2)(N3PK)。【结果】不同施氮处理N_2O排放通量在一天不同时段表现为夜间(20:00—8:00)上午(8:00—12:00)中午(12:00—16:00)下午(16:00—20:00);N_2O排放日累积量表现为:夜间白天。不同施氮处理(N0P0K0、N0PK、N1PK、N2PK、N3PK)年生育期土壤N_2O累积量分别为341.616、346.548、437.000、459.748、531.960 g·hm~(-2)·a-1。施氮量在450 kg·hm~(-2)时,N_2O排放通量(下午)、日累积量、年生育期累积量均显著大于其他各处理。温度、灌水、施用氮肥均能影响土壤N_2O的排放,其中施用氮肥对土壤N_2O的排放影响最大,土壤N_2O的排放量随着施氮量的增加而增加。施氮量为150、300和450 kg·hm~(-2)时,N_2O排放系数分别为0.060%、0.038%和0.041%。【结论】随着氮肥(尿素)施用量的增加,N_2O排放系数先减小再增大,在尿素施用量为300kg·hm~(-2)(纯N)时,土壤N_2O排放系数最小(0.038%)。     

不同施氮量对设施黄瓜生长及产量的影响

通过田间试验研究了不同施氮量对二代日光节能温室黄瓜生长、产量及其经济效益的影响。结果表明:供试土壤速效氮、磷相对贫乏,氮素是决定黄瓜生长发育的决定性指标,对黄瓜的株高、叶绿素含量、茎粗及产量都有显著影响;黄瓜产量81%依赖于氮素施用水平;黄瓜对氮肥投入的反映表现为典型的抛物线式;温室黄瓜最高产量施氮量为720 kg/hm2,最大经济效益施氮量为695 kg/hm2。     

科技文摘

<正>优化施氮模式下设施菜地氮素的利用及去向针对设施蔬菜生产中化肥氮高强度投入造成的肥料资源浪费和土壤质量下降等突出问题,以我国设施蔬菜生产典型区山东寿光为研究基地,在该区域3年减施氮肥模式对农学、肥力和环境效应影响的定位试验基础上,应用15N示踪技术,对筛选出的氮肥优化模式进行验证,并定量化地研究氮肥基于C/N调控和基于水分调控的优化模式下氮素的吸收、利用及去向,以期为设施菜地合理的氮素管理提供理论和技术支持。试验设2个处理,1)农民习惯施氮模式(FP);2)优化施氮模式(OPT)。研究结果表明,OPT处理的番茄地上部产量和氮素吸收量均高于FP,作物吸收氮只有20%左右来自化肥氮;与FP相比,OPT处理的化     

施氮水平对‘库尔勒香梨’~(15)N-尿素的吸收、分配及利用的影响

【目的】研究施氮水平对‘库尔勒香梨’树体生长和氮素吸收利用的影响,为合理施肥及提高氮肥利用率提供参考。【方法】以6 a(年)生的‘库尔勒香梨’树体为研究材料,采用~(15)N示踪技术,研究不同施氮水平下‘库尔勒香梨’树体的生长状况和对氮素的吸收、分配及利用特性。【结果】在不同的施氮水平下,‘库尔勒香梨’树体的生物量、氮素积累量随生育期的推进和施氮水平的提高而增加,均表现为N_3N_2N_1N_0。‘库尔勒香梨’树体各器官的Ndff值在不同施氮水平下差异较大,各生育期均表现为N_3水平下最大,N_2次之,N_1最小。在果实成熟期时,不同施氮水平下果实~(15)N分配率存在差异,N_2水平下~(15)N分配率(31.79%)显著高于N_3(23.86%)和N_1(23.76%)。‘库尔勒香梨’树体~(15)N利用率随生育期的推进显著提高,在果实成熟期树体~(15)N利用率表现为N_2(20.19%)N_1(16.86%)N_3(15.58%)。【结论】氮肥施入至果实成熟期,在N_2水平下果实的生物量和对氮素的积累量达到最大值,树体对肥料~(15)N-尿素的利用率也达到最高(20.19%)。因此,在‘库尔勒香梨’的栽培中,应该适宜控制氮素的投入,明确最适的氮肥用量,从而提高树体的氮肥利用率和果实产量,推荐6 a生‘库尔勒香梨’施氮水平为每666.7 m~2施氮20 kg。     

不同位置滴灌施氮对苹果氮素利用及果实产量和品质的影响

以6年生烟富3/M26/平邑甜茶为试材,研究了树干底部滴灌施氮(T1)和1/2树冠投影处滴灌施氮(T2)对苹果氮素的利用、分配特性及果实产量品质的影响。结果表明,不同位置滴灌施氮,树体的叶片生长状况及氮素吸收、利用和损失特性差异显著。T1处理的树体叶面积、叶绿素及叶片氮含量显著高于T2处理。不同处理树体15N利用率及器官分配率显著不同,T1处理的树体15N利用率为22.11%,是T2处理的1.37倍。T1处理各器官15N分配率表现为生殖器官>贮藏器官>营养器官,而T2处理的15N分配率以生殖器官最低。T1处理的15N总残留率显著高于T2处理,其中T1处理0~60 cm土层的15N残留率为28.82%,是T2处理的1.23倍。不同位置滴灌施氮处理树体的单果重、产量、可溶性固形物、可溶性糖及糖酸比存在显著差异,以T1处理较高。因此,树干底部滴灌施氮显著增加了0~60 cm土层的15N残留率,促进了树体生长和氮素利用,提高了果实产量及品质。     

不同时期施不同形态氮素对平邑甜茶生长及~(15)N吸收利用和损失的影响

以平邑甜茶实生苗为试材,采用~(15)N同位素示踪法、气压过程分离法(BaPS)和磷酸甘油双层海绵通气法,研究酰胺态有机氮[CO(NH_2)_2-N]、铵态氮(NH_4~+-N)及硝态氮(NO_3~--N)对平邑甜茶~(15)N利用、分配和损失的影响。结果表明:5月17日施无机氮肥对植株生物量积累效果显著,铵态氮和硝态氮~(15)N利用率分别为13.68%和13.25%,显著高于有机氮肥的5.25%;早施氮肥还可有效抑制氮素的土壤损失,其中施NO_3~--N处理植株的氨挥发损失仅占施氮量的1.83%;晚施(7月15日)处理中,无机氮肥利用率较早期施用显著减少时对酰胺态有机氮利用率和氨挥发损失影响不大。所以早期施用NH_4~+-N或NO_3~--N是确保植株生长量和氮肥利用率的有效措施,后期合理配施酰胺态有机氮则是减少氮肥损失的有效途径。     

京郊保护地秋季番茄的氮素供应及利用

研究了氮素供应水平对保护地番茄产量、养分吸收和氮素利用的影响。结果表明,氮素供应量(N)为225kg·hm~(-2)时番茄的产量最高,但随着施氮量的增加,番茄产量反而有所下降。增施氮肥对番茄地上部N、P、K的吸收没有明显的影响。在京郊传统生产条件下,保护地番茄生产相对合适的氮素供应水平(播前根层起始土壤无机氮含量+化学氮素用量)为510 kg·hm~(-2),但如果考虑番茄生长期间土壤氮素的矿化作用,番茄生产的氮素供应水平应为584kg·hm~(-2)。     

火龙果氮肥优化管理的环境影响综合评价

为了评价火龙果优化施氮对产量及环境的影响,通过大田试验结合生命周期评价的方法对不同氮肥施用量,即对照0 kg/hm~2、优化施氮处理490 kg/hm~2,优化施氮下调处理345 kg/hm~2,优化施氮上调处理640 kg/hm~2、传统施肥处理880 kg/hm~2下1年生火龙果的产量及温室气体排放、酸化效应及富营养化效应等进行比较。结果表明,优化施氮处理相较传统施肥处理,可以在保证产量的前提下,减少氮肥用量390 kg/hm~2,同时减少温室气体排放3.85%,降低酸化效应潜值16.65%,降低富营养化效应潜值22.22%。说明在现有火龙果生产体系中,可以通过优化施用氮肥提高氮肥利用效率,减小环境压力。     

基于~(15)N的‘库尔勒香梨’园土壤N_2O排放特征

【目的】N_2O作为重要的温室气体,其潜在增温作用约为CO2的190～270倍,为准确掌握源自肥料的N_2O损失状况。【方法】以6年生‘库尔勒香梨’园土壤为研究对象,采用~(15)N示踪技术,密闭式静态箱-气相色谱法对梨园土壤N_2O排放通量、累积量和Ndff值(~(15)N尿素对土壤氮素气态损失的贡献率)进行监测与分析。【结果】施肥、灌溉及温度均会影响梨园土壤N_2O排放通量、累积量及Ndff值。施肥后N_2O排通量、累积量和Ndff值,在施基肥和追施肥处理的4 d后均达到峰值;土壤N_2O排放量在灌水时期明显增加,且土壤N_2O排放通量表现为下午(16:00—20:00)中午(12:00—16:00)上午(8:00—12:00)夜间(20:00—8:00),土壤N_2O累积量表现为夜间(20:00—8:00)下午(16:00—20:00)中午(12:00—16:00)上午(8:00—12:00);土壤N_2O排放与土壤温度、土壤含水量之间均呈显著正相关(p 0.001)。~(15)N尿素贡献的~(15)N_2O的Ndff值变化表现为下午(16:00—20:00)中午(12:00—16:00)上午(8:00—12:00)夜间(20:00—8:00)。源于土壤原有氮素的N_2O排放量为0.893 3 g·plant-1,占N_2O总损失量的87.43%;而源自肥料的N_2O损失量为0.1284 g·plant-1,仅占总损失量的12.57%。【结论】‘库尔勒香梨’果园N_2O排放主要源于土壤原有氮素的N_2O排放。     

日光温室环境气体变化及影响因素

利用日光温室进行农业生产的过程中,会产生多种有害气体。现以连续种植番茄1年、5年和10年的温室为研究对象,同时以日光温室外同类气体含量为对照,研究不同种植年限、不同生育时期、不同天气状况下日光温室内有害气体含量的变化及其与温度、湿度的关系。结果表明:温室内Cl2、CO、SO2、NH3、CO2、CH4、NO2、NO、ClO2、O3的含量在全天中不同时间段,受种植年限、天气状况、温度、相对湿度等多重因素共同影响,而天气状况、温度和相对湿度对其影响最大。     

氮、磷、钾不同施肥配比对土壤养分的影响

以内蒙古呼伦贝尔贝加尔针茅草甸草原为研究对象,采用正交实验设计,研究了不同水平的氮(N)、磷(P)、钾(K)配施对该地区土壤养分的影响。结果表明:土壤速效氮和速效磷含量对施肥的影响比较敏感,氮素添加会显著增加土壤速效磷含量(P0.05);土壤全氮和全碳含量在氮肥(183kg·hm~(-2))+磷肥(350kg·hm~(-2))+钾肥(28kg·hm~(-2))处理下(N_3P_3K_2)显著高于对照和其它施肥小区(P0.05),NPK配施土壤全钾含量显著高于NP配施(P0.05),因此,综合施肥后土壤养分含量变化,对呼伦贝尔贝加尔针茅草甸草原进行配方施肥时应保持N肥、P肥用量,减少K肥用量。     

施氮量对乌塌菜生长、氮素利用及效益表现的影响

以三叶期乌塌菜为试材,防虫网条件下,采用单因素随机区组试验,设计了6个氮水平,探讨了不同施氮量对乌塌菜的生长、产量、品质、效益和氮素的吸收利用的影响。结果表明:随着氮肥施入量的增加,乌塌菜的株高、根质量和地上部鲜质量、单株产量、总产量均随施氮量的增加呈现明显的先增高后下降趋势,叶片数没有明显的规律性变化,根冠比、纤维素含量呈下降趋势,硝酸盐含量呈上升趋势;N 22.5g·m~(-2)氮肥水平的根质量、地上部鲜质量、单株产量和总产量、产值和效益均达到最大;乌塌菜的净菜率、硝酸盐含量增加,维生素C含量和纤维素含量降低;总吸氮量、氮肥吸收利用率先升高后降低,N 22.5g·m~(-2)处理吸氮量达到最大值,N 15.0g·m~(-2)处理氮肥吸收利用率达到最大值,氮素的农学利用率和偏生产力均呈下降趋势。氮肥对乌塌菜的品质影响很大,合理施用氮肥,能显著提高效益和改善氮素的利用情况。该试验条件下,乌塌菜最佳氮肥施用量为N 22.5g·m~(-2)。     

施氮水平对湖南地区秋马铃薯生长、产量及品质的影响

为研究施氮水平对湖南地区秋马铃薯生长、产量及品质的影响,以‘费乌瑞它’为材料,设置4个施氮水平(0,75,150,225 kg·hm~(-2))。研究结果表明,施氮量对马铃薯出苗率无明显影响;随施氮量增加,马铃薯株高、SPAD值、净光合速率总体先增加后趋于平稳;随施氮量的增加,马铃薯产量呈先增后减趋势,以施氮量150 kg·hm~(-2)达到最高,较不施氮处理提高60.17%;马铃薯的氮素农学利用率和氮素偏生产力呈下降趋势。随施氮量增加,马铃薯块茎中总糖及淀粉含量呈下降趋势,马铃薯可溶性糖含量呈上升趋势。相关性分析表明,产量与单株块茎质量呈极显著正相关。适当增施氮肥有利于秋马铃薯生长、产量及品质的提高,湖南地区‘费乌瑞它’秋种推荐施氮量为150 kg·hm~(-2)。     

不同氮素水平处理对彩椒植株生长及产量的影响

以荷兰彩椒品种‘Mandy’为试材,对温室无土栽培彩椒进行2.5、5.0、10.0(CK)、15.0、20.0μmol/L(以N2.5、N5.0、N10.0、N15.0、N20.0表示)5个不同氮素水平处理,研究其对彩椒生长、产量、干物质及全氮含量的影响。结果表明:单株全氮含量依次为N15.0(1.6148g)N20.0(1.5000g)N10.0(1.4500g)N5.0(1.4132g)N2.5(1.3670g)。株高在N2.5~N15.0氮素处理浓度范围内,随浓度增加呈递增趋势,而在N15.0~N20.0处理浓度范围内则呈递减趋势;单株叶片数依次为N10.0N15.0N5.0N20.0N2.5;单株叶面积依次为N15.0N20.0N10.0N5.0N2.5。各个器官中的氮素分配比例不受不同氮素水平处理的影响,而不同器官中全氮含量则不同。干物质积累方面,在结果期,根部和叶片随氮的增加而增加,果实以施氮量少的增加明显,茎的各处理间差异不明显;在成熟期,茎和叶片随氮的增加而下降,果实随氮的增加呈明显上升趋势,根的各处理间差异不显著。产量依次为N15.0N5.0N10.0N20.0N2.5。试验认为温室无土栽培彩椒最佳氮素施用浓度为15.0μmol/L。     

不同施氮量对设施草莓生长状况的影响

为了完善塔城地区的草莓施肥制度,以红颜草莓为研究对象,在第九师团结农场温室开展不同施氮量对草莓植物学性状和产量性状等指标影响的研究。结果表明:滴灌草莓各项指标基本上随着施氮量增加而呈现单峰抛物线形状,氮素效应回归方程为:y=8 697.7+181.99N-0.790 4N~2,R~2=0.972 2,从水肥高效角度考虑,对氮素效益方程求导,得出115.11%为最佳施氮量,此时草莓理论产量为19 172.85 kg,在第九师设施草莓生产上建议施用氮量为93 kg/hm~2,同时严控磷肥,增施钾肥,可以实现设施草莓优质高产以及较好的经济效益。