化肥投入对河北省玉米体系活性氮排放与碳足迹影响

本研究以河北省玉米生产体系为对象,采用生命周期评价法对玉米体系2004—2018年产生的碳氮排放进行计算,以期为玉米生产中施用化肥对环境造成的影响进行定量化评估。结果表明：河北省玉米各类化肥投入中,早期以施用氮肥为主,后期以施用复混肥较多,与2004年相比,2018年氮肥用量下降60.2%,而复混肥用量增加274%;河北省玉米生产体系历年化肥投入造成总活性氮排放分别为NH₃挥发43.8 kg/hm²,NO^-₃淋洗24.1 kg/hm²,N₂O排放1.35 kg/hm²;河北省近15年来玉米单产增加42.5%,化肥总投入量增加17.2%,氮碳足迹分别下降31.2%、61.5%;总体呈现出环境代价逐步减小,但化肥投入偏高、氮肥效率提升缓慢的趋势。因此,为维持玉米现有产量和品质的同时,进一步降低化肥投入产生的活性氮排放与碳足迹,建议开发出同步玉米生长发育的专用型复混肥。     

北京市作物施肥现状调查与测土配方施肥建议

对北京郊区十个区县461户农民作物施肥现状和农民测土施肥需求的调查表明,农民普遍存在根据经验施肥的问题;小麦、玉米缺乏技术指导,养分配比不合理,小麦整个生育期平均投入纯氮303kg/hm2、磷肥(P2O5)146kg/hm2,钾肥(K2O)没有投入,玉米平均投入氮素304kg/hm2、磷素153kg/hm2,钾肥投入平均为0kg/hm2;蔬菜盲目增施氮肥,用量380～690kgN/hm2,磷、钾用量很少,养分配比严重失衡,农民几乎没有地方得到改善品质和增加产量的施肥技术;果树种植由于灌溉和运输困难等因素造成施肥无法及时完成。在调查的基础上进一步分析了农民对科技的需求,并为测土配方施肥提出初步建议。     

控释肥与普通肥料混施对设施番茄生长和土壤硝态氮残留的影响

【目的】比较控释肥与普通肥料混配基施与常规施肥对设施番茄农学特性和环境效应的影响。【方法】以京郊设施番茄为对象,研究包膜控释肥与普通肥料混配基施对番茄株高、茎粗、叶片面积、叶绿素含量、根系分布,果实产量、品质,根层土壤（0-30 cm）无机氮动态和收获后残留硝态氮的影响。【结果】番茄产量为84.1-90.8 t•hm-2,处理间没有明显差异,但控释肥处理（CN270）明显降低了果实的硝酸盐含量,并提高了糖酸品质。与常规施肥相比（N450）,控释肥处理（CN270）减施氮肥40%后番茄的株高、茎粗、叶绿素含量均没有降低,叶片面积有增加趋势并在第三穗果膨大期明显增加。番茄根系主要分布在0-30 cm土层内,根长密度值为0.39-1.75 cm•cm-3。CN270与N450处理根长密度值接近,均明显高于常规减量施肥处理（N270）。在整个果实膨大期间,CN270处理的表层土壤中（0-30 cm）无机氮含量为643-796 kg•hm-2,形成了充足的氮素供应;收获后,CN270处理的硝态氮主要残留在表层土壤中,减少了NO3--N向下层的淋洗。【结论】与常规处理的多次施肥相比,控释肥处理在氮肥减量40%后番茄产量没有降低,并且改善了果实品质,促进了根系生长,减小了NO3--N的淋洗。因此,控释肥和普通肥料混配基施是设施番茄优质高效生产的一种有效施肥措施。     

炭基尿素与灌水对番茄产量和品质的影响

新型炭基肥料研发及应用对设施蔬菜高产优质及农业节水均具有重要意义。通过田间试验考察了两种炭基尿素产品(B2:1和B1:1)、灌水量及炭基尿素水肥耦合效应对设施番茄产量与品质的影响。结果表明:与传统速效尿素处理相比,炭基尿素肥料B2:1和B1:1的应用可使番茄分别增产38%～42%和11%～27%,果实可溶糖分别增加0.69%～1.39%和0.7%～2.15%,糖酸比分别增加2.66～7.66和2.83～8.76,Vc分别增加6～11.3 mg/100 g和3.6～4.4 mg/100 g,硝酸盐分别降低4～11 mg/kg和4.3～17 mg/kg。与B1:1型炭基尿素相比,应用B2:1型炭基尿素增加了番茄产量及Vc含量,同时降低了番茄可溶糖含量。灌水量由HW(1 658 m~3/hm~2)降至LW(1 365 m~3/hm~2)降低了施氮处理番茄的产量,应用两种炭基尿素处理能降低减水对番茄产量的不利影响,B2:1型炭基尿素的这一作用更明显;减少灌水量降低了番茄品质。氮肥类型对番茄产量的影响大于灌水量,灌水量对番茄品质的影响大于氮肥类型。氮肥类型和灌水量对番茄可溶糖、Vc和硝酸盐含量的影响存在显著的交互效应。综合考虑,HW+B2:1、HW+B1:1和LW+B2:1在设施番茄生产中均有可推广价值。     

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。     

施用控释肥对设施番茄NO-3-N淋洗、N2O排放及产量与品质的影响

以京郊番茄为对象,研究了聚合物包膜控释肥不同用量与有机肥配合施用对设施生产体系产量和品质、硝态氮淋洗和N2O排放的影响。试验设对照(CK)、有机肥(N 134kg·hm-2,OM)、控释肥低量(控释N300kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N1)、控释肥中量(控释N 450 kg·hm-2+有机肥N 134kg·hm-2,N2)、控释肥高量(控释N600kg·hm-2+有机肥N134kg·hm-2,N3)、习惯施肥(速效N600 kg·hm-2+有机肥N 134 kg·hm-2,N4)共6个处理,用土壤溶液提取器测定淋洗液硝态氮浓度,静态箱法测定N2O排放。结果表明,与习惯处理(N4)相比,3个控释肥处理(N1、N2、N3)氮素淋洗损失明显减少,60 cm和100 cm土层的提取液硝态氮平均浓度降幅分别为15.4%~24.0%和17.8%~30.0%,拉秧后0~100cm土壤剖面硝态氮残留降低21.0%~59.8%。各处理N2O平均排放通量为60~144μg N·m-2·h-1,实际排放量为2.47~5.33kg·hm-2,施肥造成的N2O排放损失率为0.08%~0.39%;与习惯处理相比,控释肥处理平均减排38.1%~47.0%。番茄产量介于113~132 t·hm-2,N2处理产量最高,但处理间未见显著差异;N4处理的番茄硝酸盐含量最高,与对照差异显著。与习惯处理的多次施肥相比,控释肥与有机肥混配一次性基施显著降低了硝态氮淋洗量和N2O排放损失,控释肥高氮水平下氮素损失风险有增加趋势。试验结果显示施用中低量控释肥为协调番茄高产、高效与环保的较好选择。     

包膜尿素对温室番茄产量、品质和经济效益的影响

采用田间小区和试验示范研究了包膜尿素对番茄产量、 品质和施肥经济效益的影响,包膜尿素20%的氮混入育苗基质,剩余80%在移栽时条施（总施氮量为常规施氮量的50%）。结果表明,包膜尿素接触施肥的番茄壮苗指数比常规育苗提高了47.9%;与普通尿素底施加3次追肥相比,施用包膜尿素的番茄产量较等氮量普通尿素（N 180 kg/hm2）和常规施氮量（N 360 kg/hm2）处理分别增加了5.1%和9.7%,氮肥利用率提高了9.0~10.2个百分点;相比普通尿素,包膜尿素改善了番茄品质,其中可溶性糖含量提高6.5%9.~4%,Vc含量提高10%~11.3%。与常规施氮相比,包膜尿素在氮肥投入略低的情况下（减少44 Yuan/hm2）,番茄单位面积产值和净收益（扣除肥料投入）比常规施氮量增加了33.8%。施用包膜尿素的表层（020 cm）土壤硝态氮含量相对普通尿素起到了削峰填谷作用,降低了硝态氮的淋失风险。     

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。     

生物炭和园林废弃堆腐物对设施蔬菜的影响:Ⅰ土壤理化性质及产量

以生物炭(BIC)和园林废弃堆腐物(GWC)为研究对象,设置快菜田间小区试验,比较了不同添加量对设施蔬菜土壤理化性质及产量的影响。结果表明:BIC和GWC都显着降低了土壤容重(4.29%~10.71%),增加了CEC、交换性Ca²⁺和土壤硝态氮含量,增幅分别为13.40%~19.62%、30.22%~56.89%和154.95%~628.76%;BIC显着增加了表层土壤的质量含水量和贮水量(3.36%~9.52%),降低了交换性Na⁺、ESP和SAR的含量,降幅分别为4.53%~12.48%、18.24%~23.58%和18.82%~27.56%;GWC对Mg²⁺升高起主要作用,升幅为7.94%~17.06%;两种材料的添加均显着增加了设施蔬菜产量,GWC 5 t·hm^-2+BIC 15 t·hm^-2的处理和单施BIC 10 t·hm^-2的处理,分别比对照增产23.05%和19.78%,且对土壤理化性状改良效果显着,适宜在京郊设施菜地应用。     

喷施钙硅对设施春茬番茄根系生长、NPK吸收及产量和水分利用的影响

以番茄品种鑫语为试验材料,在开花盛果期喷施含Ca(NO_3)_2、Ca(H_2PO_4)_2、KSiO_4、Ca(NO_3)_2+KSiO_4及Ca(H_2PO_4)_2+KSiO_4的悬液,探讨钙硅单一及配合施用对设施春茬番茄根系生长、NPK吸收、产量及水分利用率的影响。结果表明:喷施钙硅悬液显著促进番茄根系生长及发育,显著促进根系和果实磷钾吸收;含钙悬液单独喷施处理的根系和果实氮吸收显著高于硅悬液及钙硅复配悬液;两种含钙悬液Ca(NO_3)_2和Ca(H_2PO_4)_2喷施处理取得最佳调控效果,与对照相比,分别使番茄增产9%和7%,水分利用率提升7、5.5 kg·m~(-3),喷施Ca(NO_3)_2+KSiO_4使番茄增产4.7%,水分利用率提升3.8 kg·m~(-3),喷施Ca(H_2PO_4)_2+KSiO_4和KSiO_4未取得显著的调控效果;含钙悬液单独喷施处理增加番茄产量与其促进根系发育及增加植株N吸收密切相关;两种含钙物质与KSiO_4对番茄产量的影响存在显著的交互效应,对产量的贡献呈:含钙物质含钙物质×KSiO_4KSiO_4。含钙悬液喷施技术简单高效,能实现番茄增产及生物节水能力提升。