再生水灌溉条件下减量追氮对设施番茄根层土壤氮素利用的影响

为探讨再生水灌溉减量追氮对于设施番茄生产的可行性,以期确定再生水灌溉设施番茄合理氮肥追施量。通过田间小区试验,对再生水灌溉不同氮肥追施水平根层土壤氮素残留、 番茄生物量、 产量、 氮肥偏生产力及表观氮素损失量进行了对比分析。研究结果表明,设施番茄土壤矿质氮的消耗主要集中在30 cm以上根层土壤;与常规氮肥追施处理相比,减量追氮处理,可协调番茄营养生长和生殖生长平衡,番茄产量增加明显,同时显著提高氮肥偏生产力;番茄收获后,减量追氮处理的表观氮素损失量显著低于常规氮肥追施处理。因此,减少氮肥追施量辅以再生水灌溉可以实现番茄产量和氮肥偏生产力同步提升。     

日光温室番茄氮素资源综合管理技术研究

根据养分资源综合管理原理,应用氮素供应目标值结合PSNT(Presidedress.Soil.Nitrate.Testing)技术对日光温室春、秋季番茄主要生育时期0—30.cm土壤硝态氮进行实时监测并进行氮素追施调控。试验设计为:当春季目标产量为84.t/hm2时,在第一、二、三穗果膨大期每次追肥时采用N.300.kg/hm2的氮素供应目标值(0—30.cm土层NO3--N+灌溉水带入氮素+追施化肥氮素),之后每次追肥采用N.200.kg/hm2的氮素供应目标值;当秋季目标产量为75.t/hm2时,在第一、二、三、四穗果膨大期每次追肥时采用N.200.kg/hm2的氮素供应目标值,之后每次追肥采用N250.kg/hm2的氮素供应目标值。结果表明,与传统氮素处理相比,由于充分利用了来自环境的氮素养分(包括矿化态有机氮和灌溉水中氮素),氮素追施调控处理的番茄在春季生长后期(3至6穗果生长时期)、秋季生长前期(1至3穗果生长时期)没有追施氮肥;在氮肥总投入量分别减少62%和78%的情况下,番茄产量不降低,但显著降低了土壤—蔬菜体系中氮素表观损失量,作到了氮素资源的综合管理与作物的高效利用,减轻了过量施氮对环境产生的负面影响。     

不同水氮管理对日光温室番茄产量及土壤无机氮的影响

以传统水氮管理为对照,分别采用氮素实时监控技术对保护地番茄主要生育期进行氮素追施优化管理,同时结合小管出流的灌溉方式及夏季休闲季添加小麦秸秆-氰氨化钙的优化水氮管理处理并根据课题组同一地区多年的番茄氮素优化管理经验得出的推荐水氮管理处理,即将氮素追施量定为N 300 kg/hm2,在番茄第一、三、五穗果实膨大期各追施N100 kg/hm2,比较研究了不同水氮管理措施对保护地番茄产量及土壤无机氮的影响。结果表明:与传统水氮管理相比,在保证番茄产量的前提下,优化水氮管理和推荐水氮管理两季番茄分别减少了63.5%和50%的氮肥追施量,优化水氮管理处理两季番茄分别减少了44%和39%的灌溉用水。此外,优化水氮管理处理还显著提高了番茄全年的总产量,增产约10%。传统的氮素投入使番茄生育期内的土壤无机氮含量保持较高水平,试验结束时,传统水氮管理处理在0-180 cm各土层无机氮残留量均在N 200 kg/hm2以上,其0-180 cm土层无机氮残留总量已超过N 1 500 kg/hm2;而优化水氮管理和推荐水氮管理处理在改进水氮管理措施后,0-180 cm各土层无机氮残留量显著降低,仅为传统水氮管理的1/2,大幅度降低了土壤氮素的淋洗风险,减轻了由于不合理的水氮管理而对环境造成的影响。     

日光温室蔬菜的氮素平衡及施肥调控潜力分析

以寿光日光温室番茄为研究对象，通过2年4个生长季的试验，分析整个生产体系中氮素的平衡及0―180 cm土层硝态氮动态，并对氮素优化管理条件下日光温室番茄的生产力、氮素盈余与损失特征进行了研究。结果表明，与传统施氮管理相比，综合利用灌溉水带入氮素和根层土壤无机氮的优化氮素管理技术能够保证番茄产量，同时减少73%的氮肥施用，但节肥主要集中在春茬作物生长后期及秋茬作物生长前期。自休闲至番茄第一次追肥前土壤硝态氮的大量积累与频繁灌溉导致了整个生产体系氮素大量损失，建议通过种植填闲作物或者施用高C/N比作物秸秆等可能的方法来控制土壤氮素转化，减少该时期的氮素损失。     

不同施氮水平再生水灌溉对设施番茄根际土壤供氮的影响

通过田间小区随机区组试验研究不同施氮水平再生水灌溉对设施番茄土壤供氮能力和产量的影响,对不同施氮处理再生水灌溉设施番茄关键生育阶段根际、非根际土壤矿质氮和全氮含量、番茄生物量和产量、氮肥利用效率、表观氮素损失量进行对比分析。结果表明:再生水灌溉氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理,番茄关键生育期根际土壤矿质氮含量保持在40mg/kg以上,根际与非根际土壤矿质氮含量差异介于10.47%～12.63%之间,促进了非根际土壤矿质营养向根际土壤迁移;再生水灌溉氮肥减施20%处理和氮肥减施30%处理氮肥利用效率和产量均显著高于常规施氮处理,而土壤供氮能力与常规施氮处理差异不大。因此,再生水灌溉条件下,施氮水平控制在189～216kg/hm2之间,可有效削减0-30cm根层土壤表观氮素损失,提高根际土壤供氮能力,显著提高番茄关键生育阶段氮肥利用效率和番茄产量。     

应用15N示踪技术研究土壤水分对氮素有效性的影响

在有防雨设施的试验田里,设置不同的土壤水分处理,应用15N示踪技术研究土壤水分对氮素有效性的影响.试验结果表明:冬小麦对肥料氮素的利用率随土壤水分提高而提高;土壤供应的有效性氮素(A值)在土壤水分由田间持水量的50%提高到60%时出现"跃迁",土壤水分超过田间持水量的60%以后,A值差异不显著,表明土壤氮素有效性对土壤水分存在一个阈值反映.节水、节肥高效的土壤水分下限应控制在土壤田间持水量的60%以上.     

氮肥后移满足绿洲灌区全膜覆盖玉米的氮素需求

【目的】 在水热资源有限区，地膜覆盖使得玉米对氮素的需求前移，容易造成后期脱肥。本研究在河西绿洲灌区通过田间试验，探讨氮肥后移对全膜覆盖玉米产量、氮素积累特征和氮肥利用率的影响，以期为优化地膜覆盖栽培玉米的施氮制度提供理论依据。 【方法】 试验为单因素试验，在施氮量450 kg/hm2水平下，基肥和大喇叭口期追肥分别占总施氮量的20%和40%，其余40%的氮追施时期和比例分为3个处理:N1 (拔节肥10% + 花粒肥30%)，N2(拔节肥20% + 花粒肥20%)，N3 (传统方式，拔节肥30% + 花粒肥10%)，此外，还设定了不施氮肥空白对照。调查了玉米氮素积累动态及氮素利用状况。 【结果】 氮肥后移对玉米生育前期植株氮素的积累影响不显著，但能显著提高生育后期的氮素积累量。与N3相比，N1处理玉米植株氮素积累量在成熟期提高10.0%，籽粒吸氮量提高44.6%；氮肥后移对玉米籽粒产量和收获指数均有显著影响，N1处理籽粒产量较N3提高15.8%，收获指数提高12.2%，N2处理的籽粒产量与收获指数与N3处理差异不显著。N1处理的玉米氮素收获指数较N3处理提高31.0%，氮肥利用率 (NUE)、氮肥农学效率 (NAE) 和氮肥生理利用率 (NPE) 分别提高15.1%、79.4%和55.7%，N2处理与N3处理间则无显著差异。 【结论】 在总施氮量为450 kg/hm2的水平下，玉米拔节期追施45 kg/hm2、大喇叭口期追施180 kg/hm2、花后10 d追施135 kg/hm2氮肥，可有效提高地膜覆盖玉米的氮素供需吻合度，增加玉米生育后期氮素积累量，提高产量、氮素收获指数和氮肥利用率，是河西绿洲灌区实现玉米增产和提高氮肥利用率的一项有效措施。      

水分调控对冬小麦同化物分配与水分利用效率的影响研究

试验研究 12个灌溉组合方式对冬小麦干物质积累与分配、产量和水分利用效率的影响结果表明 ,地面灌水条件下不同处理的地上部干物质积累量由高至低依次为田间持水量 65%的处理 >50 %的处理 >80 %的处理 ;地下 3 0cm、50cm和 10 0cm灌水条件下田间持水量 80 %的处理 >65%的处理 >50 %的处理。产量以地下 3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理最高 ,为 6512 .4kg/hm2 ,地下 50cm灌水× 50 %田间持水量处理产量最低 ,为3 568.1kg/hm2 。保持相同田间持水量的灌水处理 ,随灌溉深度的增加其作物水分利用效率呈增大趋势。地下3 0cm灌水× 80 %田间持水量处理和地下 3 0cm灌水× 65%田间持水量处理是较合理的节水灌溉组合方式     

减量灌溉条件下缓释肥料对番茄产量、品质及硝态氮淋溶的影响

为考察减量灌溉下2种缓释肥料对番茄产量、品质、氮素利用及硝态氮淋溶的影响,小区试验设置农民习惯灌溉量(W100%)和减量灌溉30%(W70%)两个灌溉量处理;不施氮肥(CK)、普通尿素(U)、氮素30%施用包膜尿素(CU30%)、氮素50%施用包膜尿素(CU50%)、氮素30%施用生物炭基氮肥(BCU30%)5个肥料处理。结果表明:减量灌溉30%番茄产量和品质没有显著影响,但显著降低土壤氮素淋溶,相同施肥处理40~60 cm土层硝态氮减少8.0%~63.7%;2种缓释肥料显著提高番茄产量,CU30%、CU50%、BCU30%番茄产量比施用尿素(U)分别提高19.4%~22.1%、21.5%~22.6%、14.5%~15.3%;氮肥利用率提高10.1%~12.4%、10.2%~12.7%、2.3%~4.0%;番茄硝酸盐含量降低6.3%~14.4%、3.0%~7.9%、12.4%~13.3%;2种缓释肥增加番茄果实番茄红素含量,提高番茄糖酸比,改善番茄品质;2种缓释肥减少氮素淋失,40~60 cm土壤硝态氮含量分别比尿素常规施肥降低28.7%、20.0%和75.0%;因此,设施番茄种植中,滴灌节水条件下农民的习惯用量还具有节水潜力,而氮肥以30%~50%缓释肥基施,能实现番茄高产、减少氮素的淋失和提高肥料利用效率。     

氮肥后移对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素吸收的影响

为改变小麦“一炮轰”施肥存在的弊端，通过两个田间试验，研究了不同氮肥后移模式对冬小麦产量、氮肥利用率及氮素吸收、累积的影响，旨在了解冬小麦对氮素吸收和转运规律，为实现冬小麦超高产和合理施肥提供依据。结果表明，与传统“一炮轰”施肥技术相比，氮肥后移可以提高冬小麦的子粒产量、穗数及氮肥利用率，以N4处理（50%作为基肥，50%返青后追施）最高，两个试验点产量分别达到3857和8240kg/hm2，增产25.8%和17.3%，穗数增加6.0%和18.1%，氮肥利用率提高111.8%和107.4%。冬小麦氮素累积主要集中在返青后期至灌浆期阶段，因此在保证基肥的条件下，返青期后追施氮肥显得尤为重要。表明在本试验条件下，比较合理的氮肥施肥模式为50%作为基肥，50%返青后追施。     

论合理施氮的原则和指标

施用氮肥的主要目的是获得较高目标产量、相应品质和经济效益以及维持或提高土壤肥力。针对我国近年来过度强调施肥的环境影响,而放松施肥的生产目标和土壤培肥,导致无原则的“减氮”可能影响作物生产的趋势,本文定义了合理施氮的原则,即在特定的气候-土壤-作物体系,在一定的经营管理措施下(轮作与耕作、品种、灌溉等),能够实现可获得的目标产量、相应品质和经济效益并维持或提高土壤肥力,将环境效应降低至可接受的范围内的合理施氮量区间;论述了确定合理施氮量的方法和评判指标;论证了在当前农户常规氮素管理基础上“减氮”的实质,是要通过施肥技术的改进减少氮素损失,而不是简单地降低氮肥施用量;强调了合理施氮需要综合考虑“4R”施肥理念或技术、与有机肥和秸秆还田的结合、与磷钾肥和中微量元素的平衡施肥以及与其他农艺措施的配合与协调等。最后,建议将全国划分为不同的气候-土壤区或亚区,在这些区域的代表作物上,同时开展产量、品质、效益以及氨挥发、硝酸盐淋洗、氧化亚氮排放和土壤肥力的长期试验;研究肥料氮-土壤氮-作物吸氮之间的关系,应用氮素输入、输出、盈余、氮素利用率、损失和土壤有机碳变化等指标,综合评判生产目标、环境效应和土壤肥力状况,切忌顾此失彼;需要根据各区域的气候-土壤和生产条件,研究切实可行的施肥技术,降低氮素损失,使施用的氮肥能够被作物充分吸收利用,形成同类地区能够机械操作的规范化种植模式与合理施肥措施。     

氮素供应及修剪方式对设施樱桃番茄产量及氮素营养的影响

以“千禧”樱桃番茄为试材，研究不同氮素供应水平及植株打顶后的修剪方式对樱桃番茄的果实发育、产量及氮素营养的影响。结果表明，与传统修剪方式（Pc）相比，在氮素供应充足条件下，优化修剪方式（Po）可明显提高樱桃番茄的产量和果实单果重。其中在适宜氮素供应水平下，樱桃番茄产量提高49%，平均单果重提高20%；在氮素过量供应条件下，樱桃番茄产量提高27%，平均单果重提高25%。进一步分析表明，优化修剪能显著提高樱桃番茄果实的干物质积累比例，并通过提高植株叶片中的氮含量来促进番茄源活力，说明在适宜的氮素供应水平下，改善打顶后的樱桃番茄的库源关系可以显著提高番茄的产量。     

日光温室秋冬茬番茄氮素供应目标值的研究

通过连续两年的田间试验,以寿光当地的传统施肥处理为对照,通过对日光温室秋冬茬番茄主要生育时期土壤无机氮素供应水平的调控,确定番茄在第一穗果膨大期、第二穗果膨大期和第四穗果膨大期合理的无机氮素供应水平(追肥前根层土壤Nmin+追施化肥氮量)分别为N237、173和153kg/hm2。在3次追肥期间土壤有机氮矿化数量分别为N53、13和21kg/hm2;有机肥矿化提供的氮素量分别为N41、8和-17kg/hm2;灌溉水带入氮素量分别为N11、5和5kg/hm2。因此,若考虑土壤Nmin、土壤有机氮矿化、有机肥矿化、化肥氮及灌溉水带入的氮素等来源的氮素供应,则日光温室秋冬茬番茄在第一穗果膨大期、第二穗果膨大期和第四穗果膨大期时的氮素供应目标值分别为N342、199和162kg/hm2。目标产量为73t/hm2的番茄全生育期的氮素供应目标值为N481kg/hm2。     

猪粪与化肥配比对基质栽培番茄生长与产量的影响

研究了猪粪与化肥N配比对苏南地区温室基质栽培番茄(辽宁英石大红)生长与产量的影响,试验设猪粪N占总N的比例为0%、30%、50%、70%、100%与无肥对照(CK)6个处理.结果表明:与纯化肥处理比较,猪粪N显著地增加番茄的茎粗、果枝台数、座果数与茎叶生物量,茎粗与座果数分别增加16.8%～27.4%与32.1%～53.6%,但对番茄的株高、叶片数、第一果枝位高度影响较小.②猪粪处理的番茄产量显著地高于化肥处理,比化肥处理增产26.6E.6%,不同猪粪处理之间差异不显著.随着猪粪N增加,番茄前中期果的比例减少、病果率增加,但30%猪粪N处理的番茄不仅产量最高(69.9t/hm2),而且前中期果实的产量与比例也最高(60.7%),是合适的有机无机N的比例.③以腐熟的猪粪与化肥作基肥为主,配合一次追施少量化肥,试验期间仅以水灌溉,能基本满足番茄107天生育期内的养分供应,获得60.7～69.9t/hm2的番茄产量.     

填闲与减少施肥措施提高华北温室种植体系中的番茄产量及土壤养分

Overuse of fertilizers and the resultant pollution and eutrophication of surface and groundwater is a growing issue in China. Consequently, improved management strategies are needed to optimize crop production with reduced nutrient inputs. Conventional fertilization (CF), reduced fertilization (RF), and reduced fertilization with maize (Zea mays L.) as a summer catch crop (RF+C) treatments were evaluated in 2008 and 2009 by quantifying tomato (Lycopersicon esculentum) fruit yield and soil nutrient balance in a greenhouse tomato double-cropping system. Fertilizer nitrogen (N) application was reduced by 37% in the RF and RF+C treatments compared to the CF treatment with no significant reduction in fruit yield. Mean soil mineral N (N_min) content to a depth of 180 cm following tomato and maize harvest was lower in the RF and RF+C treatments than in the CF treatment. Residual soil Nmin content was reduced by 21% and 55% in the RF and RF+C treatments, respectively, compared to the CF treatment. Surplus phosphorus (P) and potassium (K) contents in the RF+C treatment were significantly lower than those in the RF treatment, mainly due to additional P and K uptake by the catch crop. We concluded that for intensive greenhouse production systems, the RF and RF+C treatments could maintain tomato fruit yield, reduce the potential for nitrate (NO₃^--N) leaching, and with a catch crop, provide additional benefits through increased biomass production.     

优化施氮对宁夏引黄灌区稻田CO2、H4和H2O 通量的影响

针对宁夏引黄灌区稻田施氮严重过量现象，在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田，采用静态箱-气相色谱法，通过田间试验研究常规施氮（N300）、优化施氮（N240）和不施氮（N0）对水稻不同生育期CO2、CH4和N2O通量以及稻田增温潜势（GWP）的影响。结果表明：CO2排放主要在水稻灌浆和成熟期，CH4排放主要发生在水稻孕穗期，而N2O排放关键期在水稻的分蘖和拔节期。与N0处理相比，施氮能显著增加稻田CO2、CH4和N2O排放通量以及稻田GWP；常规施氮处理中CO2、CH4和N2O的累积排放量分别为18446.87、146.57 kg C·hm-2和2.93 kg N·hm-2；为期一年的优化施氮没有显著增加水稻生育期内稻田CO2排放，但使灌区稻田CH4和N2O排放分别显著降低了24.42%和36.28%。总的来看，为期一年的优化施氮使宁夏引黄灌区稻田GWP显著降低了26.70%。未来应结合土壤有机碳氮形态和含量变化以及土壤微生物技术，分析长期优化施氮对土壤温室气体通量的影响机制。     

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。     

水肥减量对设施芹菜地N_2O排放的影响

为明确减量灌溉和施肥对设施菜地N_2O排放的影响,提出有效的N_2O减排措施,本研究采用静态箱法,对北京郊区设施芹菜在灌溉和有机肥(沼渣)减量处理下的N_2O排放进行全生长季监测,分析灌溉和有机肥减量对土壤充水孔隙度(WFPS)、NO_3~--N和NH_4~+-N含量及土壤N_2O排放的影响。试验为2个灌溉量和3个有机肥施用量的裂区双因素设计,具体为:常规灌溉量(H处理)下的常规施肥(HN)、减量1/3施肥(HN3)和不施肥(HN0),以及减量20%灌溉(L处理)下的常规施肥(LN)、减量1/3施肥(LN3)和不施肥(LN0)共6个处理。结果表明,L处理在保证芹菜产量的前提下,对土壤充水孔隙度及无机氮含量无显著影响,但N_2O排放总量较H处理减少32.23%,达极显著水平(P0.01)。与常规施肥处理相比,减量1/3施肥和不施肥处理的土壤NO_3--N含量分别降低43.96%和76.42%,均达极显著水平(P0.01),不同施肥量处理间土壤NH_4~+-N含量无显著差异;芹菜产量随施氮量增加而增加,但减量1/3施肥和常规施肥处理对芹菜产量影响无显著差异,芹菜全生长季的土壤累积N_2O排放总量显著减少62.04%(P0.01)。本试验条件下,减量20%灌溉(L处理)和减量1/3施肥(N3处理)均能保证芹菜产量,显著降低芹菜地N_2O排放通量,减少生产成本投入。