局部根区灌溉水氮耦合对设施黄瓜生长及土壤中硝态氮分布的影响

通过对设施黄瓜进行灌水量、灌溉方式、水氮根区位置的不同耦合,研究了局部根区灌溉下不同水氮耦合措施对设施黄瓜生长、土壤中硝态氮分布及累积的影响.结果表明,灌水量、灌溉方式、水氮根区供应位置对黄瓜地上部生物量及产量存在着不同的交互作用.亏缺灌溉量处理的地上部生物量及产量均低于相应灌溉方式下的正常水量处理.相同灌溉量处理条件下,交替根区灌溉的黄瓜生物量与产量显著高于两侧均水均氮处理,以正常交替水氮异区处理黄瓜地上部生物量及果实产量最大,分别达到1 143kg/hm2(干重)和1.75×105 kg/hm2(鲜重);而固定根区灌溉下,尤其在水氮异区条件下,生物量与产量则下降.在亏缺灌溉量下,交替根区灌溉处理的黄瓜生物量以及产量与常规充足灌溉处理没有显著差异.在正常灌溉量条件下,通过对局部根区灌溉下不同水氮耦合对土壤中硝态氮分布的分析表明,施氮是造成土壤中硝态氮积累的原因,土壤水分的垂向运动是影响硝态氮向下淋洗的一个主要因子.固定水氮同区、交替水氮同区处理硝态氮向下淋洗较强,水氮异区处理硝态氮向下淋洗相对较弱.交替水氮异区处理氮素主要累积在0-110 cm土层,深层累积量显著低于其他水氮耦合处理.综合黄瓜生长、土壤硝态氮淋洗等因素考虑,交替水氮异区处理是最佳的水氮耦合处理方式.     

分根区交替灌溉和氮形态影响土壤硝态氮的迁移利用

采用模拟土柱利用15N标记于土层10~20 cm、40~50 cm的方法,并设置不同形态氮肥供应(铵态氮、硝态氮)、灌溉方式(常规灌溉CI、分根区交替灌溉APRI),研究APRI下土壤中不同层次硝态氮的去向以及不同形态氮肥的影响。结果发现,APRI节水34.31%而不显著影响产量(P0.05)。随着15N标记层次下降,番茄植株对15N吸收利用率以及番茄收获后15N在1 m土层内的残留量显著下降,损失率显著增加。CI对10~20 cm土层的15N淋洗作用强于40~50 cm土层,APRI对10~20 cm的15N淋洗作用相对CI减弱,而促进了40~50 cm土层中61.3%的15N向上层土壤迁移。APRI下15N的损失率显著降低,利用率没有大幅度下降。相对于铵态氮肥料,硝态氮供应由于促进了植株生长及对15N的吸收,造成番茄收获后1m土层内15N累积量减少,而损失率与相应铵态氮供应的处理没有显著差异。因此分根区交替灌溉能够减少土壤中硝态氮的淋洗,并能够促进下层土壤硝态氮向上迁移,减少损失,增加植物吸收利用的机会;不同形态氮肥通过影响植物生长而影响土壤中硝态氮的去向。     

不同水氮用量对日光温室黄瓜季硝态氮淋失的影响

于2010年3～7月,在河北省辛集市马庄农场研究了不同水氮用量对黄瓜季硝态氮淋失的影响,结果表明,通过调节不同生育阶段灌水量使黄瓜全生育期土壤含水量保持在18.7%～22.1%,不仅可以满足黄瓜生长发育对土壤水分的要求,而且可以减少用水量30%。不同处理中以节水灌溉、习惯施氮处理（W2N1）土壤硝态氮含量最高,习惯灌水、减量施氮处理（W1N2）最低。全生育期内,土体95cm深度硝态氮淋失量与土壤含水量、土壤硝态氮含量均呈正相关,其中以初瓜期和盛瓜期相关性系数最高。与农民习惯水氮处理（W1N1）相比,节水减氮处理（W2N2）在节水30%减施氮25%的情况下,可以显著降低黄瓜季土壤硝态氮淋失量,整个生育期降低淋失量35.0%。3年连续试验结果表明,节水减氮处理（W2N2）与习惯水氮处理（W1N1）间黄瓜产量结果差异不显著,说明河北省温室大棚蔬菜生产,目前农民习惯施氮和灌水量有很大的节水节肥空间,根据蔬菜不同生育期需肥量和土壤含水量来合理分配水、氮可取得明显的节水节氮效果。     

灌水量对滨海盐碱土中盐分和尿素氮淋洗特征的影响

为研究滨海盐碱地中在灌溉水的淋洗作用下,其对土壤盐分和尿素氮空间分布及运移变化的淋洗特征的影响,于2018年在温室内设置土柱模拟~(15)N同位素示踪试验,以山东东营垦利县滨海盐碱土为研究对象,试验设3个处理,分别为干旱(W0)、20%正常田间持水量(W1)、无淋洗液浸出状态下过量灌溉(W2)。研究结果表明:在0～30 cm土层,各处理土壤含盐量在淋洗作用下随着土层深度而递增,过量灌溉(W2)处理淋盐程度更大。~(15)N标记的尿素施入土壤后,W0处理组、W1处理组浅层(10～20 cm)土层土壤~(15)N丰度达到峰值,而W2处理组土壤~(15)N丰度峰值位于深层(20～30 cm)土层,尿素氮淋洗向下运移且灌水量的增加促进土壤氮素的向下运移;灌水量的增加提高了土壤铵态氮含量(P 0.05),W0、W1、W2处理组土壤铵态氮含量平均值分别为:(2.29±0.10)mg kg~(-1)、(2.36±0.11)mg kg~(-1)、(2.57±0.08)mg kg~(-1);尿素中的氮素最终以硝态氮形态因灌溉水淋洗作用而向下大量运移,W1处理组10～20 cm土壤硝态氮含量显著增加,而W2处理组在20～30 cm土壤硝态氮含量达到峰值(34.13±0.38)mg kg~(-1)。灌溉水形成的水盐运动促进了土壤氮素的运移。研究结果对滨海盐碱地的氮素综合管理具有重要的理论和实践意义。     

负压灌溉下土壤水氮分布对黄瓜氮素吸收和干物质的影响

负压灌溉是一种新型地下渗灌技术,能有效提高作物产量、水分和氮肥利用效率。然而,负压灌溉高效增产的机制尚不明确。因此,试验采用基于“作物主动汲水(Crop initiate drawing water)”原理的负压灌溉系统,探讨了不同供水处理对土壤水氮时空分布特征及其对黄瓜氮素吸收和干物质量的影响。采用盆栽试验,以常规浇灌处理为对照(CK),观测4个供水负压(W1,0 kPa;W2,-5 kPa;W3,-10 kPa;W4,-15 kPa)下黄瓜生育期内土壤水分和氮素的分布特征、黄瓜氮素养分吸收利用、干物质量分布、黄瓜产量和氮素利用效率。结果表明,负压灌溉下黄瓜生育期内土壤水分分布较稳定,盆内土壤水分分布均匀系数比常规浇灌提高了28.00%～59.68%。各供水处理土壤硝态氮收获期比初果期增加40.60%～161.15%。土壤硝态氮在CK 处理下随着土层深度的增加而增加,但在负压灌溉处理下0～7和14～21 cm土层的土壤硝态氮含量显著高于7～14 cm土层(P<0.05)。与CK处理相比,负压灌溉能显著降低14～21 cm土层土壤硝态氮含量,表明负压灌溉有助于降低土壤硝态氮的淋溶风险。负压灌溉能显著提高土壤垂直剖面硝态氮分布均匀性,且该分布均匀性在负压灌溉系统不同供水处理间差异不显著。土壤水氮分布均匀系数与黄瓜累积氮吸收量、产量和氮肥利用效率呈正相关关系,相比CK处理,W2和W3处理显著增加了黄瓜氮吸收量、干物质量和产量,提高了氮肥利用效率。综上所述,与传统灌溉相比,尽管负压灌溉各处理均能显著提高土壤水氮分布均匀性,但是过高或过低的供水负压均可能产生水分胁迫,不利于作物生长发育和产量的形成。     

氮肥与双氰胺配施对棚室黄瓜生长及土壤氮素淋失的影响

以传统水氦管理为对照,进行优化水氮管理条件下氮肥与双氰胺配施对大棚黄瓜氮肥利用效率、氮素淋洗损失及黄瓜产量与品质的影响研究.结果表明,与传统水氮管理相比,优化水氮管理虽然减少了氮肥用量及灌水量,但黄瓜产量与传统处理无显著差异,黄瓜硝酸盐含量显著低于传统处理的硝酸盐含量.随追肥及灌水次数增加,优化水氮管理0-60 cm土层硝态氮呈增加趋势,60 cm以下各土层不同时期变幅较小,W2N2+DCD、W2N3+DCD、W2N4+DCD的变化范围分别为6.09～33.36 mg/kg,19.03～29.28mg/kg,14.98～25.46 mg/kg,表明氮肥中添加DCD有效抑制了N03--N向下层土壤的淋洗.初瓜期、盛瓜期、末瓜期各处理0-180 cm土层硝态氮积累量大小顺序为W1N1>W2N3+DCD>W2N2+DCD>W2N4+DCD>W1N0.施用氮肥及DCD处理的表层土壤铵态氮含量显著高于W1N1的铵态氮含量.W2N4+DCD比传统水氮处理氮肥用量减少56.88%.灌水量减少33.30%,初瓜期、盛瓜期、末瓜期比传统水氮处理硝态氯累积量分别减少62.93%,74.42%,69.35%,极大降低土壤氮素的淋洗风险,综合来看其经济效益与环境效益最佳.     

优化施氮对设施番茄土壤硝态氮残留及土壤氮平衡的影响

  【目的】  设施蔬菜生产中普遍存在氮肥施用过量、有机无机肥配合不合理以及灌水频繁等问题,我们通过田间试验研究了优化施氮模式对番茄产量、土壤硝态氮残留和氮平衡的影响,为蔬菜生产优质高效和减量优化施肥提供科学依据。  【方法】  试验在山东惠民蔬菜大棚内进行,灌水量为农户平均灌水量 (482.5 mm) 的80% (390 mm),供试蔬菜为番茄,覆膜栽培。试验在基施猪粪N 65 kg/hm2条件下,设传统施氮量 (N 1000 kg/hm2,TF)和3个减氮量50%处理:鸡粪处理 (OF)、普通尿素处理 (CF)、包膜尿素处理 (CRF)。于移栽前和收获后采集0—180 cm土壤样品。每次施肥前,取0—90 cm深 (每30 cm 为一层) 土壤样品,测定硝态氮和铵态氮含量。番茄收获后,取植株和果实样品,测定生物量和养分含量。  【结果】  施氮处理之间番茄产量和地上部吸氮量没有显著差异。传统施氮量处理 (TF),尽管施用2倍于优化处理的施氮量,但番茄产量没有明显提高。OF、CF和CRF 3个减氮处理0—60 cm土壤硝态氮残留量分别为N 190.1、227.2、310.5 kg/hm2,分别比TF处理降低56.61%、43.35%和22.59%;表观氮素损失量分别为N 416.6、443.7和352.3 kg/hm2,分别比TF处理降低45.72%、42.20%和54.10%;土壤氮素平衡盈余率也分别比TF处理降低34.26%、33.40%和61.78% (P < 0.05)。在同等施氮量下,包膜尿素能够使氮素更多地保持在土壤上层,CRF处理0—30 cm土层硝态氮累积量比CF处理平均高43.0%。生育期内,在移栽后20～60和110～120天有两个明显表层硝态氮积聚过程,在移栽后80～100天,30—60 cm土层有一硝态氮消耗过程。  【结论】  供试条件下,施氮量减少一半能有效降低设施番茄土壤硝态氮残留及淋失风险,不会造成产量的下降。施用包膜尿素比单施有机肥或普通尿素更有利于降低氮素的淋洗损失和实现产量与环境效益双赢。     

秸秆与地膜覆盖条件下旱作玉米田土壤氮组分生长季动态

研究不同覆盖措施下农田土壤全氮及其活性和半活性组分在作物生长季的动态变化,有助于深入理解农田土壤氮循环过程。基于黄土高原8年春玉米覆盖定位试验,系统分析了土壤全氮、矿质氮、微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮在玉米不同生育期的动态特征。试验包括全生育期9 000kg/hm2秸秆覆盖、全生育期地膜覆盖和不覆盖对照3个处理。结果表明:(1)除硝态氮和铵态氮在苗期上升外,秸秆和地膜覆盖下土壤全氮及其组分含量在春玉米生育期基本呈苗期下降、拔节期上升、大喇叭口—抽雄期下降、灌浆和收获期回升的变化趋势;(2)与对照相比,秸秆覆盖提高了大多数生育时期0—40cm土层全氮和硝态氮含量及0—20cm土层铵态氮含量,提高各生育时期0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮以及颗粒有机氮含量;(3)地膜覆盖较对照提高大多数生育时期0—40cm土层硝态氮和0—20cm土层铵态氮含量,降低作物生育后期0—20cm土层全氮和0—40cm土层颗粒有机氮含量,降低大多数时期0—40cm土层微生物量氮和10—20cm土层潜在可矿化氮含量;(4)除了地膜覆盖下20—40cm土层颗粒有机氮相对含量在作物不同生育期差异不显著外,秸秆和地膜覆盖下0—40cm土层微生物量氮、潜在可矿化氮、颗粒有机氮对土壤全氮的动态均有重要贡献。总之,黄土高原的春玉米田秸秆覆盖具有明显的提升土壤全氮及其组分含量的作用,有助于培肥地力和土壤固氮;地膜覆盖则降低了作物生育后期土壤全氮及其组分含量,同时显著提高了土壤硝态氮水平,导致农田土壤氮素淋溶风险提高。     

控释复合肥对冷季型草坪氨挥发和硝态氮淋洗的影响

通过田间试验,研究了控释复合肥、常规施肥、市售草坪专用肥对冷季型草坪氨挥发和硝态氮淋洗的影响。氨挥发采用通气密闭法收集测定,硝态氮利用土壤溶液提取器收集淋洗液然后进行测定。结果表明,常规施肥处理的氨挥发量为47.7 kg/hm2(占年施氮量的18.3%),显著高于控释复合肥处理(氨挥发损失为2.9 kg/hm2,占年施氮量的1.1%)和市售草坪专用肥处理(氨挥发损失为4.1 kg/hm2,占年施氮量的1.6%)。施氮不同程度增加了淋洗液中硝态氮的浓度,3种氮肥的硝态氮淋洗程度不同。0—50 cm土层,淋洗液的硝态氮浓度范围分别是:控释复合肥处理1.16~.7 mg/L,常规施肥处理1.21~0.1 mg/L,市售草坪专用肥处理1.51~6.7 mg/L;0—100 cm土层,淋洗液的硝态氮浓度范围分别是:控释复合肥处理1.15~.7 mg/L,常规施肥处理1.11~2.5 mg/L,市售草坪专用肥处理1.16~.2 mg/L。综上所述,控释复合肥降低了冷季型草坪氨挥发损失和硝态氮的淋洗,表现出明显的环境效益,是一种有应用前景的新型肥料。     

不同滴灌施肥量对沙地玉米氮效率及硝态氮的影响

探索沙地春玉米最佳滴灌施肥方案是提高其生育期氮积累和氮效率的有效途径。试验采用三因素D饱和最优设计,研究拔节期、抽雄期和收获期玉米产量、生育期植株不同器官氮积累和硝态氮含量的差异,结果表明:(1)随着玉米生育期推进,整株氮积累逐渐增加,叶片、茎下降,籽粒增加,高氮处理(氮肥240 kg·hm~(-2))显著高于其他处理;(2)N_3P_1K_3处理产量最高(13 875 kg·hm~(-2)),氮素转运量和营养器官贡献率显著高于其它处理,氮收获指数和氮肥偏生产力较低;(3)土壤硝态氮含量随植株生长吸收逐渐降低,以滴头处0～20 cm硝态氮含量最高,20～60 cm逐渐降低;(4)不同施氮处理的硝态氮含量有差异,拔节期施肥处理均与CK差异显著,抽雄期和收获期中氮处理和高氮处理对硝态氮影响显著。高氮处理中土壤0～60 cm硝态氮含量与播前基本一致,维持了土壤硝态氮的平衡。综合考虑产量、氮效率及土壤硝态氮平衡方面的因素,膜下滴灌条件下,陕北风沙滩地玉米合理的施肥为N_3P_1K_3处理,即施氮肥240 kg·hm~(-2),磷肥80 kg·hm~(-2),钾肥225 kg·hm~(-2)。     

不同水肥措施下华北露地菜地氮淋溶特征

华北地区典型一年两季露地蔬菜种植系统,蔬菜生长季水热同季、种植管理中水氮供应充足且往往过量,造成大量氮素淋溶到深层土壤,不仅造成水肥资源利用率低,对地下水质也造成威胁。本文以华北潮褐土黄瓜-白菜一年两季典型露地蔬菜为研究对象,利用田间试验研究不同氮肥用量及优化措施(包括抑制剂、生物炭、秸秆还田)以及控制灌溉量对蔬菜产量、土壤氮淋溶及氮平衡的影响。研究结果表明:1)华北典型露地菜地氮肥主要损失去向为深层土壤中积累及氮淋溶。2)农民常规施肥处理[黄瓜季和白菜季各施550 kg(N)·hm~(-2)]淋洗出80cm土壤剖面的总氮占当季氮肥施用量的10.0%,减氮20%和50%分别使总氮淋溶量降低23.8%和45.6%;减氮20%对蔬菜产量没有显著影响,减氮50%对水肥需求量较高的黄瓜产量有显著影响(减产19.6%)。3)减氮20%配合脲酶抑制剂和硝化抑制剂、施用生物炭和添加秸秆还田分别使全年总氮淋溶量比常规水肥处理降低40.7%、43.0%和34.3%,而对蔬菜产量没有显著影响。4)减少灌溉量15%和30%分别使总氮淋溶比常规水肥处理降低43.1%和50.5%,水氮协同调控对降低氮淋溶效果显著;对需水量较高的黄瓜季,灌溉量降低30%黄瓜产量显著降低13.9%。5)高量水肥投入条件下连续种植蔬菜3年6季后,0～80cm土壤剖面硝态氮积累量占0～200 cm土壤剖面积累量的38.2%～50.7%,土壤剖面积累了大量硝态氮而且向深层土壤中移动。因此,合理控制水肥管理,特别是减氮结合脲酶抑制剂和硝化抑制剂配合水分管理,是经济可行的有效阻控土壤氮淋溶的措施。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。     

RZWQM2模型模拟牛场肥水施用夏玉米土壤硝态氮迁移特征

为研究华北平原种养结合中养殖肥水的合理施用,减少典型农田水肥施用后土壤氮淋溶对地下水的影响。该研究以河北省徐水区夏玉米为研究对象,应用RZWQM2模型验证牛场肥水施用玉米农田的可行性,对2014—2016年玉米种植前后数据进行模型参数率定与验证。验证结果表明,土壤体积含水率的均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 6～0.070 7 cm~3/cm~3和0.21%～21.44%之间变化,土壤硝态氮均方根误差和平均相对误差值分别在0.000 8～2.617 3 mg/kg和0.03%～18.58%之间变化,其中牛场肥水施用土壤中硝态氮主要在0～120 cm土层发生变化,说明RZWQM2模型可以用来模拟华北平原牛场肥水施用对土壤水分、硝态氮含量及玉米产量的动态变化。利用率定和验证后的模型进行了夏玉米农田硝态氮淋溶的验证与预测,表明硝态氮淋溶浓度随肥水氮量的增加而增加。RZWQM2模型可以应用于牛场肥水施用农田的模拟,为预测和评估土壤适宜的肥水施用提供更合适的方法。     

滴灌条件下控释专用肥对设施番茄氮钾吸收及其残留的影响

【目的】设施蔬菜生产中水肥的过量投入不仅引发环境污染问题,而且增加生产成本。因此迫切需要通过调整肥料养分释放速率,在满足作物营养充分供应的同时,降低肥料和劳动投入,提高产出。为此,本文研究了习惯施肥与3种番茄控释专用配方肥对京郊番茄产量、品质、氮钾吸收以及土壤中硝态氮和钾残留的影响,以期为番茄的合理施肥提供依据。【方法】采用蔬菜大棚内小区试验的方法,试验设对照（不施氮肥,CK）、 有机肥（只施有机肥,MN）、 习惯施肥（施N 300 kg/hm2,TN）、 控释专用肥Ⅰ（CN1）、控释肥专用肥Ⅱ（CN2）和控释肥专用肥Ⅲ（CN3）共6个处理。3个专用肥的氮由80%的控释氮与20%速效氮构成,作为基肥一次性施入,用量与习惯施肥相同,除CK外其他处理的有机肥用量均为8 t/hm2。 控释肥为自制的聚合物包膜尿素（含N 42%）和包膜硫酸钾（含 K2O 47%）。包膜尿素3种,2个为延迟释放型,1个为直线释放型;2种包膜钾肥均为直线释放型。按不同比例组成3种专用肥。试验采用自压式滴灌系统,每畦安装一条滴灌管,共灌水6次,各小区等量灌溉,分别在移栽及移栽后第44、65、73、79和89 d灌水,每次分别为45、37、35、28、30和27 mm,每小区总量均为202 mm。小区面积为24 m2,每个处理3次重复,随机排列。高畦栽培,畦宽1.4 m,双行定植,行距40 cm,株距40 cm。【结果】 各处理番茄鲜果产量为79.2~87.1 t/hm2,其间无显著差异。CN3处理果实的硝酸盐含量增加,但Vc含量却下降,果实品质有所降低。3个控释肥处理的S型控释肥表现为前控后促的供氮趋势,在果实膨大期无机氮供应达到N102247 kg/hm2,与习惯施肥处理多次追肥形成的供氮规律相似。控释钾肥仅释放23.2%~36.0%,环境温度对于控释钾肥的释放促进作用很小。收获后土壤硝态氮的残留主要集中在表层（020 cm）和次表层（2040 cm）,占0100 cm土层的87.1%;060 cm土层内,CN3处理的NO-3\|N残留量与习惯施肥相当,而CN1和CN2处理的NO3--N残留比习惯施肥减少37.3%~55.0%,有效降低了硝态氮向下淋洗。施肥增加了各处理表层土壤中的钾含量,表层以下各处理的钾含量差别不大。【结论】3个专用肥处理中控释肥一次性施用不仅节约了施肥时间和劳动成本,而且在果实膨大期提供了充足的氮素供应,实现了与作物氮素吸收的同步。控释专用肥配方1和配方2可以提供合理的氮素供应,在降低劳动投入和节水的情况下,番茄产量和果实品质不降低,并减少了硝态氮的淋洗损失。     

不同水氮条件下双氰胺(DCD)对温室黄瓜土壤氮素损失的影响

【目的】设施蔬菜习惯"大水大肥"的传统管理模式,不仅影响蔬菜的品质和产量,造成严重的资源浪费,而且引起的环境污染问题日益受到人们的关注。本研究针对设施蔬菜生产中过量施用氮肥以及不合理的灌溉所导致的氮肥利用率低、氮素损失等资源浪费和环境的负效应问题,重点研究双氰胺(DCD)在设施蔬菜生产体系中的硝化抑制效果及其影响机制,并筛选出了适用于设施黄瓜生产的最优水氮管理方案。【方法】采用田间原位跟踪法,对温室黄瓜追肥期间土壤N2O排放量、氨挥发损失量、无机氮含量等指标进行了测定。N2O气体样品用密闭式静态箱法采集,用Agilent GC6820气相色谱仪进行测定。氨挥发样品用密闭室法采集,硼酸溶液吸收,标准硫酸滴定法测定。新鲜土样用1.0 mol/L KCl浸提,滤液用TRACCS 2000型流动分析仪测定土壤的NH+4-N和NO-3-N含量。【结果】在不同水氮条件下[传统水氮(T)的施氮量为N 988.6 kg/hm2、灌溉量为758.8 t/hm2;推荐水氮Ⅰ(R1)的施氮量为N 709.4 kg/hm2,推荐水氮Ⅱ(R2)的施氮量为N 746.9 kg/hm2,灌溉量均为531.2 t/hm2]。加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理N2O的排放通量分别显著减少了42.1%和64.1%,但氨挥发损失分别显著增加了34.3%和40.4%;0—10 cm土层土壤硝态氮与N2O排放通量呈极显著的正相关,铵态氮与氨挥发损失呈极显著正相关。传统水氮处理在0—60 cm土壤剖面均检测到大量的硝态氮,前两次追肥后尤为明显。在减氮基础上加施DCD有助于减少硝态氮的累积,对0—30 cm根区硝酸盐淋洗的抑制作用较为明显。在0—30 cm土壤-蔬菜体系中,传统水氮处理的氮素表观损失显著高于其他施氮处理。加施DCD后,推荐水氮Ⅰ、推荐水氮Ⅱ处理的氮素盈余和氮素损失率均有所降低。与传统水氮处理相比,推荐水氮Ⅱ+DCD的处理增产23.3%,经济效益增加25560yuan/hm2。【结论】在本试验条件下,适度减氮控水措施是切实可行的,不仅满足了作物生长所需要的氮素,而且减少了氮素的盈余,提高了氮素的利用率,且不影响作物产量。在控水灌溉条件下,推荐施氮Ⅱ+DCD(氮素用量的15%)不仅能减少土壤氮素的盈余量,而且可有效地增加经济效益和环境效益。     

长期不同施肥模式对日光温室土壤硝态氮时空分布及累积的影响

通过连续7 年的定位试验, 研究了日光温室生产中不同施肥模式(常规模式、无公害模式和有机模式)对土壤NO₃^--N 时空分布及累积的影响。结果表明, 随着种植年限的增加, 3 种施肥模式土壤剖面各层次NO₃^--N含量均呈上升趋势, 年增加量顺序为常规施肥模式＞无公害施肥模式＞有机施肥模式。受氮素输入量(施肥)的影响, NO₃^--N 主要分布在0~40 cm 土层, 0~60 cm 土层NO₃^--N 含量总体呈作物生长前期低、中期高、后期低的趋势; 与上层土壤相比, 100 cm 以下土层NO₃^--N 含量有不同程度的增加。0～200 cm 土体NO₃^--N 平均累积量有机施肥模式比无公害施肥模式低33.8%, 比常规施肥模式低45.9%; 无公害施肥模式比常规施肥模式低18.3%。3 种施肥模式下, NO₃^--N 都有向2 m 以下土体淋洗的趋势。与施用化学肥料相比, 施用有机肥能明显降低土壤剖面NO₃^--N 含量, 控制其累积峰的下移, 但不合理施用有机肥也会产生NO₃^--N 淋洗而污染环境。     

层状包气带黏土层厚度对硝态氮迁移的影响

层状包气带结构中黏土层对污染物进入地下水具有阻滞作用,黏土层的厚度对硝态氮(NO_3~--N)在包气带迁移中的淋失、累积以及反硝化作用等具有非常重要的影响,而目前关于这方面的研究还不足。该研究通过设置高度为40 cm、砂土与黏土层厚度比分别为3∶1,1∶1,1∶3的"上粗下细"型以及全黏土型的4组填充土柱,采用稳定浓度的定水头淋滤试验,研究黏土层厚度不同的土柱NO_3~--N溶液入渗过程、土壤NO_3~--N淋滤、累积和反硝化特征,进而阐明层状包气带黏土层厚度对NO_3~--N迁移的影响。结果表明:湿润锋运移深度和累积入渗量与入渗时间的关系在溶液穿越砂黏土层界面前后由非线性趋于线性,累积入渗量随黏土层厚度增加而显著减小(P0.05);当土柱内黏土层厚度达到40 cm时,其对NO_3~--N淋滤的阻滞作用明显强于黏土层厚度为10～30 cm的土柱;淋滤试验过程中在砂黏土层界面形成水分滞留层,界面处黏土层中NO_3~--N和NO_2~--N累积量均达到峰值,且随着深度的增加,NO_3~--N和NO_2~--N累积量降低;黏土层厚度差不小于20 cm的土柱内NO_3~--N累积量差异显著(P0.05),而40 cm黏土层的土柱反硝化量[(0.15±0.05) g]显著高于黏土层厚度为10～30 cm的土柱(P0.05),说明当黏土层达到一定厚度时(如40 cm),对NO_3~--N的阻滞作用和反硝化作用具有显著影响,对防止NO_3~--N淋失进入地下水产生重要作用。该研究可为层状包气带土壤条件下农田施肥管理与地下水保护提供科学依据。     

Manure increase the leaching risk of soil extractable organic nitrogen in intensively irrigated greenhouse vegetable cropping systems

Soil extractable organic nitrogen plays an important role in nitrogen transformation and migration in many ecosystems. However, it is generally ignored due to its low content in agricultural soils. The objective of this study was to evaluate the leaching risk of soil extractable organic nitrogen affected by manure application in an intensively irrigated greenhouse vegetable cropping system through investigating its spatial (vertical profile) and temporal dynamics. Results showed that extractable organic nitrogen was present in appreciable quantities, despite that nitrate was the main soluble nitrogen form in 0–60 cm soil profile. Both the extractable organic and inorganic nitrogen were enriched in the surface and subsurface soils, and showed a high temporal variability throughout the cucumber growing season. Manure application increased the stocks of extractable organic nitrogen significantly in the soil profile. Average extractable organic nitrogen reserves in 0–60 cm layer were 47, 71, and 131 kg ha^?1 for the treatments of 0, 20, and 30 t dry chicken-manure application ha^?1, respectively, during the cucumber growing season. As a result, while extractable organic nitrogen only accounted for a small part of total extractable nitrogen, its high contents and large temporal variation demonstrated its leaching risk in intensively irrigated vegetable cropping systems. Soil extractable organic nitrogen should be taken into account when an advanced environment management strategy is to be developed in greenhouse vegetable planting practice.