填闲作物消减蔬菜生产棚室土壤硝态氮潜力研究

为了明确填闲作物对棚室蔬菜土壤NO₃^--N的消减潜力, 揭示不同填闲作物消减土壤剖面累积NO₃^--N的特征, 并为探索阻控棚室蔬菜土壤氮素淋溶损失机制及预防地下水污染提供理论依据, 本研究以华北平原传统的棚室蔬菜轮作体系作为研究对象, 在蔬菜休闲期采用种植深根型填闲作物甜玉米、甜玉米+牛膝间作和白菊花的田间原位修复技术。结果表明:甜玉米和甜玉米+牛膝处理的总含氮量和吸氮量较高, 分别为20.11、19.62 t·hm^-2和240.34、287.56 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的5.81 t·hm^-2和57.13 kg·hm^-2;根长密度和根干重均随土壤剖面深度的加深而降低, 其中白菊花处理的根长密度与根干重在0~30 cm土层显著高于其他处理, 30 cm土层以下的根干重在各处理间无差异, 根长密度在数值上表现为间作甜玉米> 甜玉米> 白菊花> 间作牛膝;甜玉米对土壤剖面0~200 cm土层的消减量高达907.87 kg·hm^-2, 显著高于白菊花的891.16 kg·hm^-2和甜玉米+牛膝间作的879.93 kg·hm^-2。因此, 在蔬菜作物轮作的间歇期, 种植填闲作物能有效地降低硝态氮在土壤中的累积, 控制土壤剖面硝态氮向下淋溶。     

根层调控对填闲作物消减设施蔬菜土壤累积硝态氮的影响

 【目的】本研究以甜玉米(Zea mays L.)作为填闲作物,探讨根层调控措施对填闲作物消减土壤剖面累积NO3--N的影响。【方法】通过设置休闲、传统种植、土壤调理剂和秸秆还田4个处理,进行田间小区试验。【结果】在本试验条件下,施用土壤调理剂的甜玉米总生物量最大,其吸氮量与秸秆还田处理没有差异,但均明显高于传统种植;填闲季结束后0—100 cm土层NO3--N消减量显著高于100—200 cm土层,2种根层调理处理0—100 cm土层残留NO3--N显著低于传统种植,100—200 cm三者之间未表现差异,休闲导致土壤NO3--N高量残留且下移趋势严重;秸秆还田、土壤调理剂处理的30—60 cm和60—100 cm土层根长密度和根干重显著高于传统种植,根长密度与NO-3-N消减量极显著相关;土壤调理剂和秸秆还田处理在100 cm处NO3--N淋失量分别比传统种植减少68.4%和52.6%。【结论】在硝态氮高累积的设施土壤上,填闲作物可以通过土壤调理剂和秸秆还田根层调理措施实现土体NO3--N的快速消减。     

甜玉米作为填闲作物对北方设施菜地土壤环境及下茬作物的影响

在北方设施菜地雨季休闲敞篷期种植填闲作物(甜玉米),通过现场采样及室内分析测试,研究了正常施肥条件下休闲和填闲前后NO3--N的淋失状况、土壤电导率的变化以及对下茬作物产量和品质的影响。结果表明,种植填闲作物较休闲处理0～100cm土壤硝态氮表观损失量减少了28.4kg·hm-2,剖面NO3--N的累积峰也低于休闲处理;种植填闲作物可以显著降低表层土壤(0～20cm)的电导率,较正常休闲处理低41.4%;种植填闲作物并未造成下茬作物产量的降低,同时可显著降低下茬作物果实中硝酸盐含量,较休闲处理降低了28.9%。从降低NO3--N淋失的角度看,雨季敞篷休闲期种植填闲作物可以作为减少氮素淋失的一种有效手段,同时,对提高下茬作物品质,降低可食部分硝酸盐含量有明显的作用。     

填闲种植对棚室菜田累积氮素消减及黄瓜生长的影响

【目的】在中国集约化蔬菜种植区,传统的高水肥投入导致土壤氮素大量累积,致使氮素淋洗到土壤深层或进入地下水,造成地下水硝酸盐污染。种植填闲作物可控制和减少土壤深层硝态氮的累积,因此,本研究探讨不同填闲作物种类对消减土壤剖面累积硝态氮及下季作物生长的影响,筛选出适宜的填闲作物种类。【方法】以华北平原传统棚室黄瓜菜田为对象,在蔬菜休闲期通过种植深根型填闲作物,利用其根系发达、生长迅速、吸氮量大的特点,促使土层中硝态氮大量消耗,以消减土壤剖面根层NO₃^--N累积和降低土壤剖面NO₃^--N淋失。以此为目标,设置甜玉米、苋菜、甜高粱及休闲田间小区试验,采集测定土壤、植株及根系样品,分析不同填闲作物的消减效果。【结果】在这3种填闲作物中,甜玉米的生物量和吸氮量最大,整体根长密度大于其它填闲种类。从对土壤剖面NO₃^--N的消减能力来说,甜玉米的消减能力最高。2008、2009及2010年,甜玉米对0-200 cm土层土壤NO₃^--N的消减量分别为153.8、605.7和56.3 kg·hm^-2。3年休闲期后,第一季前茬休闲处理的黄瓜产量、生物量及吸氮量均最高,在产量、吸氮量上与其他处理差异显著;第二季、第三季,前茬休闲的产量、生物量和吸氮量与其他处理差异不显著;填闲作物的种植并没有对黄瓜产量造成影响,并且黄瓜收获后土壤NO₃^--N含量明显降低。氮素表观平衡中0-200 cm土层,甜玉米-黄瓜的氮素亏缺量较大,说明甜玉米能显著降低土壤NO₃^--N的残留。种植填闲作物能够达到经济效益和生态效益的双赢,甜玉米、苋菜与甜高粱可分别为农民带来39 467、497和16 522元/hm²的净收入。【结论】棚室菜田夏季种植填闲作物不仅可以消减土壤剖面根层NO₃^--N累积,而且对下茬黄瓜产量未造成显著影响,黄瓜收获后土壤NO₃^--N含量也会明显降低;在设施蔬菜轮作体系中引入填闲作物具有可行性,甜玉米为较佳的填闲作物。     

填闲作物防治保护地土壤硝酸盐淋溶损失的研究进展

填闲作物在设施蔬菜生产轮作体系中的应用是近年防治土壤氮素损失和土壤硝酸盐淋溶的新兴措施.研究表明,这一措施的应用,能有效地控制氮素的淋溶,对设施蔬菜生产产生了显著的经济效益和生态效益,同时对设施蔬菜可持续生产具有重要的意义.根据国内外文献资料,概述了填闲作物在保护地蔬菜种植中的作用、土壤硝酸盐淋溶的阻控机制及影响填闲作物阻控硝酸盐淋溶的因素.     

长期蔬菜种植对菜地土壤剖面硝酸盐分布和地下水硝态氮含量的影响

蔬菜种植具有集约化程度高和施肥量大等特点,但长期种植蔬菜对深层土壤硝酸盐含量与分布的影响及其与地下水NO3--N含量的关系尚需深入分析。以湖南长沙县黄兴镇蔬菜基地为研究对象,采集不同种植年限菜地的浅层地下水、0-100 cm土壤剖面样品和植物样品等分析NO3--N含量,探讨长期蔬菜种植对菜地土壤剖面硝酸盐分布和地下水硝态氮含量的影响。结果表明,蔬菜种植年限对地下水NO3--N含量影响明显(P0.05),老菜地区域地下水NO3--N含量为29-41 mg/L,均比新菜地区域高10 mg/L。菜地土壤剖面中NO3--N含量与蔬菜种植年限关系密切,当种植年限增加到20-30 a后,蔬菜土壤出现严重硝酸盐累积现象,0-100 cm共累积了NO3--N 602.3kg/hm2,耕层土壤及地下水中的NO3--N含量均与氮肥投入量正相关(P0.05)。研究表明,长期种植蔬菜土壤(20-30 a)不仅在0-100 cm土层中积累大量的硝酸盐,而且导致地下水中和蔬菜中NO3--N含量超标。因此,蔬菜种植需要通过科学施肥方法严格控制氮肥投入,拟达到环境和食品安全目的。     

土壤中硝态氮含量的影响因素研究

采用田间试验及人工渗滤池试验方法,研究了土壤中硝态氮含量的影响因素。结果表明,影响大田土壤中硝态氮因素很多,程度不一,其中土壤类型决定着硝态氮基础含量,是内因,而施肥及施氮量是影响硝态氮含量最大的外界因素,其次是土壤湿度和氮肥品种,土壤温度对其影响不明显。     

填闲作物改良设施土壤次生盐渍化研究进展

随着我国设施农业集约化的快速发展,设施土壤次生盐渍化日益严重,致使土壤养分失衡,从而导致设施农作物产量和品质下降的问题日益突显。介绍了填闲作物的选择及其对土壤氮素的淋洗和消减作用,以及残体还田对土壤功能的影响,并提出了今后填闲作物改良土壤盐渍化的研究与发展方向。     

北方设施菜地夏季不同填闲作物的吸氮效果比较研究

为筛选出吸氮效果明显的北方设施菜地夏季填闲作物,在北京郊区设施菜地,以甜玉米、高丹草、红叶苋菜、空心菜和小麦等5种不同作物为处理设置试验小区,开展田间监测、土壤和植株样品采集及检测,进行试验数据和资料的统计分析.结果表明,5种作物中,甜玉米生物量大、吸氮量大且速率快,阻控硝酸盐向深层土壤淋溶能力强.本试验条件下,甜玉米生物量和吸氮量分别达到92 335 kg·hm~(-2)和330 kg·hm~(-2);种植甜玉米后,0～120 cm土层的硝酸含量减少近140 kg·hm~(-2),均显著大于同等种植条件下的其他4种作物(P<0.05).就减少土壤硝态氮淋失的效果而言,甜玉米是北方设施菜地夏季填闲作物的较好选择.     

施肥对蔬菜累积硝酸盐影响的研究进展

施肥是提高蔬菜产量的重要措施,然而不合理施肥会引起蔬菜硝酸盐的积累.综述了近年来肥料施用对蔬菜硝酸盐积累的影响研究进展,并就此讨论和提出了相应的防治措施来减少由于不合理施肥引起的蔬菜硝酸盐累积问题.     

控制土壤含水量对蔬菜产量及露地菜田水分渗漏量的影响

【目的】通过揭示不同土壤含水量对蔬菜产量及蔬菜地土壤水分渗漏量的影响,为蔬菜生产中合理灌溉提供指导。【方法】通过3年田间试验,利用TDR连续监测土壤含水量,运用田间定位通量法计算土体水分渗漏量,分析不同水分处理下蔬菜产量和土体水分渗漏量之间的差异。【结果】传统水分处理下蔬菜地水分累积渗漏量为982mm,其中蔬菜生长期内累积渗漏量为748mm,占蔬菜生长期内供水量的36%;优化水分处理和充分水分处理下蔬菜地水分累积渗漏量230mm和468mm,其中蔬菜生长期内水分累积渗漏量分别144mm和293mm,占各处理下供水量的9%和17%。除2002年优化和充分水分处理下花椰菜产量高于传统水分处理下花椰菜产量并达到显著水平外,其余年份蔬菜产量并无显著差异。【结论】保持土壤含水量在蔬菜生长有效土壤含水量50%～80%的优化水分处理在蔬菜生产中有很大的推广价值。     

辽宁省蔬菜主产区地下水硝酸盐污染调查

[目的]调查蔬菜主产区地下水硝酸盐污染情况。[方法]2005～2008年连续4年7次采集辽宁省蔬菜主产区农户井水样品696个,利用TU-1810DASPC紫外可见光光度计测定硝酸盐含量。[结果]蔬菜主产区地下水硝酸盐含量平均值为21．26mg／L,超过了国家制定的安全饮用水标准（〈20．00rr影L）。硝酸盐含量小于20．00mg／L的样品占66．80％,大于20．00ng／L的样品占33．20％。地下水硝酸盐含量超标率排序为北镇市（33．00％）〉黑山县（32．80％）。[结论]黑山县和北镇市监测区域内地下水硝酸盐含量超出国家标准的饮用水井达到1／3以上。     

降低蔬菜体内硝酸盐污染的配合施肥技术研究

田间试验研究表明,蔬菜生产中采用氮、磷、钾平衡施肥,增施优质微生物肥料及无机、有机肥料配合等施肥技术,能提高蔬菜的产量,增产幅度10.05%~16.90%,蔬菜体内的硝酸盐含量降低了25.4~702.0 mg/kg。     

蔬菜硝酸盐污染现状调查及安全性问题研究

对湖南省部分蔬菜品种取样进行硝酸盐含量测定 ,参照国内蔬菜硝酸盐含量分级评价标准 ,全面分析了所调查测定蔬菜硝酸盐含量的食用安全性 ;并针对蔬菜硝酸盐污染现状提出了降低和控制硝酸盐污染的主要措施。     

污泥对生菜、萝卜产量及有害物质积累的影响

用盆栽试验,研究了污泥对生菜、萝卜产量和重金属、硝酸盐和亚硝酸盐积累的影响.结果表明,污泥可明显增加生菜和萝卜产量;当污泥施用量为土壤干重的1%时,生菜和萝卜中重金属Zn、Cd、Cr、Cu、Pb含量及硝酸盐和亚硝酸盐含量均符合国家食品卫生标准;当污泥施用量为土壤干重的3%时,生菜中重金属Cd含量超标,萝卜中亚硝酸盐含量超标,超标率分别达20%、15%.     

不同水氮管理对蔬菜地硝态氮淋洗的影响

 通过3年（1999～2001）的田间定位试验研究了中国北方露地蔬菜种植中不同水氮管理方式对蔬菜地NO3--N淋洗的影响。结果表明，在蔬菜生长期内，通过减少灌溉水量不但能够降低蔬菜地水分渗漏量，而且明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。减少施氮量同样明显降低蔬菜地NO3--N淋洗量。说明在蔬菜生产中将施氮量降低到传统施氮量的20%～40%，土壤含水量保持在蔬菜生长的有效土壤含水量的50%～80%，能够明显降低NO3--N的淋洗风险，且蔬菜产量未受到影响。     

蔬菜中硝酸盐含量的安全标准及减控策略

针对蔬菜硝酸盐累积的原因,从改良蔬菜种植方式和科学食用蔬菜等环节,探讨了有效减控人体硝酸盐累积的措施。     

佛山市郊菜地土壤和蔬菜硝酸盐污染状况分析

通过采样调查分析了佛山市郊部分蔬菜生产基地的土壤、蔬菜硝酸盐与亚硝酸盐累积状况。结果表明,佛山市郊菜地的土壤硝酸盐污染严重,平均含量高达278.69 mg/kg,已达到极高水平;不同蔬菜的硝酸盐含量差别很大,以叶菜类蔬菜硝酸盐含量超标最严重,有30.4%的叶菜类蔬菜硝酸盐含量超过3 100 mg/kg的四级严重污染标准,处于严重污染状态,而瓜类、茄果类蔬菜中硝酸盐含量较低;蔬菜中的亚硝酸盐含量普遍较低,均未超标。在分析探讨土壤、蔬菜硝酸盐积累的原因基础上提出了相应的控制对策。