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。     

大豆生育期土壤硝态氮的动态变化

试验研究了不同施肥条件下,大豆生育期内的土壤硝态氮含量动态变化。结果表明,从花期到鼓粒期是大豆吸氮高峰期,鼓粒期后大豆几乎不再吸收氮素。大豆生育期土壤剖面累积NO3--N量随施氮量的增加而增加;但施氮量在67.5kg·hm-2以下不会引起下层土壤NO3--N含量升高,只有施氮量高于67.5kg·hm-2时会导致120cm土层中NO3--N含量升高。     

不同水肥处理对春小麦产量、品质和土壤硝态氮含量的影响

以强筋春小麦品种宁春4号为供试材料,采用裂区试验设计,研究了传统灌溉和节水灌溉条件下,有机肥处理、增氮处理和减氮处理对春小麦产量、品质及土壤硝态氮含量的影响。结果表明:(1)无论在传统灌溉条件下和节水灌溉条件下,与有机肥处理相比,增氮处理和减氮处理不仅能提高籽粒产量,而且能提高小麦的品质;(2)在传统灌溉条件下,与增氮处理相比,减氮处理能使籽粒产量提高2.9%,使沉降值提高3.6 mL,且降低了0~180 cm土层的NO3--N含量;(3)在节水灌溉条件下,与增氮处理相比,减氮处理的沉降值提高3.3 mL,且降低了0~30 cm土层的NO3--N含量。     

根层调控措施对甜玉米-黄瓜设施蔬菜轮作体系土壤硝态氮的影响

【目的】以甜玉米作为填闲作物,探讨不同的根层调控措施对消减土壤剖面累积硝态氮及下茬黄瓜生长的影响。【方法】在华北平原传统棚室蔬菜的休闲季种植甜玉米,针对甜玉米设置添加土壤调理剂和秸秆还田2种根层调控措施,以甜玉米传统种植作为对照,进行田间小区试验。试验于2008年5月至2011年5月进行,共3次甜玉米-黄瓜轮作,6季作物。每年6月初至9月底种植甜玉米,10月初至次年1月底扣棚育黄瓜苗,当年2月初种植黄瓜。在甜玉米季,共3个处理,随机排列,重复3次。小区面积为4 m×2 m,小区间隔0.3 m,区组之间布设1 m的保护行。【结果】甜玉米种植季,调理剂处理的玉米籽粒产量最高,2008、2009和2010年的产量分别为6.2、7.4和7.9 t·hm^-2;土壤调理剂和秸秆还田2种根层调控处理的甜玉米总吸氮量高于传统种植。秸秆还田和调理剂处理能够促进20-60 cm土层根系的生长发育,促使根系吸收更深层的土壤养分。2种根层调控措施均能降低土壤剖面NO₃^--N的累积,尤其对100-200 cm的作物根区NO₃^--N的消减能力更强,NO₃^--N消减趋势大致为：调理剂>秸秆还田>传统种植。3季黄瓜种植季,不同前茬处理的黄瓜产量、生物量和吸氮量差异均不显著;3季平均土壤NO₃^--N在0-200 cm土层的残留量为秸秆还田<调理剂<传统种植。3个轮作季后,传统种植、调理剂和秸秆还田处理在0-200 cm土层的氮素盈余量分别为1 911.6、1 966.3和1 930.2 kg·hm^-2,调理剂处理显著高于传统种植。【结论】在硝态氮高累积的设施土壤上,随着种植年限的增加,加入土壤调理剂和适当的秸秆还田对100-200 cm的作物根区土壤剖面NO₃^--N的消减能力更强。填闲作物种植第二年对下茬黄瓜土壤NO₃^--N的消减作用最为明显。土壤调理剂和秸秆还田措施能够显著提高甜玉米对土壤剖面NO₃^--N的消减能力,减缓土壤NO₃^--N 的淋失,提高经济效益。     

不同水氮处理对菠菜硝酸盐累积和土体硝态氮淋洗的影响

利用土柱模拟方法,研究了两种水分供应条件下的5种氮素水平对菠菜生长、植株叶柄硝酸盐累积及土体硝态氮淋洗的影响。结果表明,低供水量抑制了菠菜的生长,极大地限制了作物根系对氮素的吸收利用。而在水分供应量较高的条件下,植株干重随氮肥用量的增加而增大,同时体内硝酸盐含量也随之升高。土柱施氮(N)量达1.33g时,植株体内硝酸盐含量超过了3000mg·kg-1的蔬菜限量标准。     

流动注射分析法分析土壤硝态氮实验

采用QuikChem FIA+8000series型流动注射分析仪分析了600个土壤样品的NO3--N。流动注射分析法分析土壤样品,分析速度可达72 samples/h,与传统方法相比,极大地提高了分析速度,同时减少了试剂和试样用量;回收率为95.06%~104.75%,RSD<1%,相关系数达0.999 9。     

滴灌施肥中施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响

 【目的】研究滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【方法】试验于2004～2006年在宁夏引黄灌区日光温室条件下，以番茄-番茄-黄瓜-番茄四茬蔬菜为材料，研究滴灌施肥中的传统施氮和减氮两处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【结果】在前两茬传统施氮与增（减）氮两处理，对番茄的产量与吸氮量影响不大，在第三、四茬随着施氮量的下调，蔬菜果实产量、总吸氮量受到影响，第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7～72.3 t•ha-1；不同施氮处理会造成对当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，在第4茬番茄收获后，在表层NO3--N累积量比第1茬下降了91.1%～92.2%，同时造成下茬蔬菜收获后土壤NO3--N累积量向下层运移，第2茬冬春茬番茄收获后，在60～90 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了105.4%～137.3%，在第3茬秋冬茬黄瓜收获后，90～120 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了4.8%～30.8%，而120 cm以下土层NO3--N累积变化不大；连续种植四茬蔬菜，有机肥也有向下淋失的可能。第4茬番茄收获后，在有机肥处理和有机肥后效处理中60～90 cm土层的NO3--N累积量比第2茬高22.7%；在黄瓜-番茄种植体系下，滴灌量及土壤表层水分含量对土壤溶液NO3--N含量有直接影响，表层土壤溶液中NO3--N有不断向下层淋洗的趋势，施氮量高的处理表现的更为明显；四茬蔬菜整个种植体系下氮素平衡，在氮素的总输入项中，以施氮量和灌溉水为主，总输入量随氮肥施用量的增加而增加，氮素输出项中以Nmin残留为主。【结论】在当地设施蔬菜滴灌施肥条件下，传统施氮量800 kg•ha-1过高并没有使当季蔬菜增产，造成当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，并对下茬蔬菜收获后有向下淋失的趋势影响，因此采取减量施氮是切实可行的。在有机肥和磷钾肥配施基础上，秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100～150 kg•ha-1、冬春茬番茄推荐施氮量在250～300 kg•ha-1、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400～450 kg•ha-1。     

不同基因型烟草苗期对硝态氮和氨态氮吸收动力学特征研究

为了揭示不同品种烟草苗期在不同氮素处理水平下对氮素形态亲和能力的差异性,测定中烟90、K326、净叶黄苗期根系对NO(3)(-)-N、NH(4)(-)-N吸收动力学参数K(m)、V(max)和根系活力.结果表明,这3个品种在NO(3)(-)-N、NH(4)(+)-N、NO(3)(-)-N与NH(4)(+)-N(1:1)培养液下V(max)、K(m)的值均表现为:K326>中烟90>净叶黄;根系活力依次是净叶黄>中烟90>K326.说明不同品种烟草苗期对氮素的吸收亲和能力与氮素形态没有关系,为选育氮高效基因型烟草品种提供了理论指导.     

生物质炭对土壤硝态氮淋洗的影响

在过去10年中,施用生物质炭降低氮素淋洗正逐渐成为研究热点。为全面总结分析生物质炭在降低农田土壤硝态氮淋洗方面的影响,本文收集了2010-2016年在中国知网和Web of science上发表的相关中英文文献41篇,采用加权平均法对数据进行处理。结果表明：在农业生产过程中,86%的研究数据表明施入生物质炭可降低土壤硝态氮淋洗,且降低比例随生物质炭施入量的增加而升高。同时,98.2%的研究数据显示生物质炭的施入可以减少土壤水分淋溶体积,平均降幅达10.0%。生物质炭的施用效果以在中性土壤（pH=6.48）为最佳,硝态氮的淋失减少量达30.7%。研究表明,生物质炭可以降低土壤硝态氮的淋洗,平均降幅达24.6%,其淋洗效果主要与生物质炭施用量及原材料有关,此外土壤类型、土壤酸碱度等也是相关影响因素。但是目前关于生物质炭对硝态氮淋洗的研究主要集中在室内土柱模拟,未来仍需长期的田间定位试验来进一步验证其作用效果。     

不同质量浓度硝态氮在潮白河模拟河床中去除效果研究

近年来再生水逐渐成为城市景观河流的主要用水来源,但再生水含有较高氮元素,容易造成水体与地下水污染。河床底泥对NO₃^--N有一定的截留与去除作用,本实验通过河槽装置模拟潮白河河床,探究低、中、高3种NO₃^--N质量浓度水平下河槽系统中底泥对NO₃^--N的去除效果。结果表明:水体中NO₃^--N质量浓度为5、10、20 mg·L^-1时NO₃^--N去除率分别为67.8%、63.0%、55.0%。河槽10 cm处和下部70 cm处对NO₃^--N去除效果较好。底层排出水中pH与NO₃^--N质量浓度相关性较强,底泥中50 cm与70 cm处反硝化作用强度与溶解氧质量浓度紧密相关;随着温度降低,溶解氧质量浓度升高,反硝化作用减弱,NO₃^--N去除效果变差。底泥中NO₃^--N的去除主要通过土壤淋溶作用、同化作用、反硝化作用与异化还原作用等共同作用;部分氮素以同化作用形成的有机氮和异化还原作用形成的NH₄⁺-N留存于底泥中。研究表明,河床底泥对再生水河道具有一定的净化效果。     

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。     

不同管理模式下农田水氮利用效率及其环境效应

 【目的】定量化不同水氮管理模式下的农田水氮利用效率和环境效应,为制定优化的水肥管理措施提供理论指导。【方法】在华北平原北部的冬小麦-夏玉米轮作区,设置了农民习惯和基于土壤水分养分实时监测的优化管理两种水氮管理模式。首先,应用田间系统的观测数据（2004年10月至2006年9月）对水氮管理模型进行了校验,然后应用校验后的模型计算得到了两种水氮管理模式下的作物产量、农田水分渗漏、氮素淋失、气体损失和水氮利用效率等。【结果】2年内农民习惯和优化管理下的灌水量差别不大,而优化管理的施肥量（540 kg N·hm-2）仅为农民习惯施肥量（1 100 kg N·hm-2）的一半。农民习惯和优化管理模式下的作物年平均产量分别为11 579和11 748 kg·hm-2;两者的水分利用效率分别为1.65和1.72 kg·m-3;氮素利用效率分别为15和24 kg·kg-1 N。氮素淋失和氨挥发是氮素损失的主要途径,农民习惯和优化管理下的氮素淋失分别为407和68 kg N·hm-2;氨挥发分别达到了282和104 kg N·hm-2。【结论】优化管理下的作物产量和水氮利用效率都高于农民习惯管理的,并且氮素损失明显低于农民习惯管理。因此,为了保证该地区的农业可持续发展,必须改进当前农民习惯的水氮管理措施。     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥+传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥+优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥+优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥+传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥+优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥+优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU-Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1%~9%,气体损失占施肥总量的5%~14%,各处理氮素淋失表现为N1F1>N3F2≈N2F2>N1D1>N2D2>N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72%~87%,气体损失量比畦灌处理平均降低了40%,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32%~36%。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。     

不同施肥管理模式下农田氮素淋失及水氮利用效率模拟分析

通过分析定量化不同肥料管理模式下的农田水氮利用效率和氮素平衡状况,为推荐合理的肥料管理模式提供依据。以连续6年(1992年9月—1998年7月)不同肥料管理模式(传统化肥,T1;有机肥,T2;有机无机配施,T3)的田间试验数据为基础,对土壤-作物系统碳氮水循环过程模型WHCNS进行了校验,应用校验后的模型定量化分析了不同肥料管理模式下的农田氮素淋失、水氮利用效率及氮素平衡。结果表明:3个处理6年的总渗漏量均很大,在1230 mm左右,占总降雨量(无灌溉)的35%～38%,与试验地土壤质地偏砂性有关。3个处理的水分利用效率大小顺序为T3>T1>T2,作物产量的差异是其主要原因,T3处理的作物产量最高而T2处理的作物产量最低。3个处理的氮素利用效率大小顺序为T3>T2>T1,氮素的主要去向是作物吸收和硝态氮淋洗,其中只施化肥处理的氮素淋洗率最大,占氮肥总量的33.6%,有机无机配施处理的氮素淋洗率最低,仅占氮肥总量的23.5%。经过6年轮作后的土壤与初始条件相比,只施用化肥的土壤氮素亏缺严重,达到144 kg N·hm^-2,而加入有机肥模式土壤氮素亏缺较小,T2和T3处理分别为55、79 kg N·hm^-2。有机无机配施模式在保证作物较高产量的情况下,不仅减小了硝态氮的淋洗,提高了水氮利用效率,而且有利于保持土壤氮素平衡,是3种肥料管理模式中最好的。     

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.     

氮肥对蔬菜Vc和硝酸盐含量影响的研究进展

综述了氮肥对蔬菜Vc和硝酸盐含量的影响,为生产提供了依据。     

不同水肥管理下设施黄瓜地氮素损失及水氮利用效率模拟分析

【目的】利用模型定量分析不同水肥管理对设施菜地氮素损失及水氮利用效率的影响,为设施菜地合理水肥管理措施的制定提供理论指导。【方法】2010—2011年在山东寿光设施大棚设置了4种水肥管理模式：对照+畦灌（CK）、传统施肥+畦灌（FP）、优化施肥+畦灌（OPT）和传统施肥+滴灌（RI）。利用EU-Rotate_N模型模拟了两个生长季（春夏茬和秋冬茬）各处理下设施黄瓜地的产量、氮素淋失和气体损失等,并计算了水氮利用效率。【结果】两个生长季内滴灌处理（RI）比畦灌处理（CK、FP和OPT）节水约60%,且灌溉水利用效率提高了2倍多。在各施肥处理中,春夏茬和秋冬茬黄瓜的氮素气体损失分别占施氮量的16%—19%和6%—11%,氮素淋失量分别占施氮量的14%—57%和20%—55%,其中OPT和RI处理的氮素淋失量比FP处理分别减少了19%—31%和63%—76%。OPT处理两茬黄瓜的氮素利用效率比FP处理分别提高了3%和7%,而RI处理的氮素利用效率比FP处理分别提高了41%和44%。【结论】氮素淋失是设施菜地氮素损失的主要途径,滴灌和优化施肥均能有效地减少菜地土壤硝态氮的淋失,提高氮素利用效率。     

填闲作物的种植对下茬蔬菜产量及土壤硝态氮含量的影响

在北方连作蔬菜地休闲时期种植填闲作物(甜玉米),研究了不同施氮处理下填闲作物的种植对下茬作物菠菜产量、硝酸盐含量和土壤NO3-N含量的影响.结果表明:传统施氮处理下填闲作物收获后,土壤中NO3-N残留量明显降低,下茬作物菠菜中硝酸盐含量和菠菜产量也随之降低.种植填闲作物前后土壤NO3-N含量(剖面0～120 cm)由1 772 kg/hm2降低到653 kg/hm2,2002年菠菜中硝酸盐含量比2001年菠菜中硝酸盐含量降低了42%,但同时菠菜产量也降低了81%.在优化施氮处理和经济施氮处理中填闲作物的种植对整个土壤剖面中NO3-N残留量影响较小,但对下茬作物菠菜中硝酸盐含量及产量影响较为明显,种植填闲作物前后土壤NO3-N含量由217 kg/hm2降低到124 kg/hm2,2个处理2002年菠菜中硝酸盐含量比2001年菠菜中硝酸盐含量分别降低了28%和23%,同时菠菜产量分别降低了84%和88%.从降低蔬菜地NO3-N淋失风险的角度分析,目前农民习惯采用的传统施氮处理的土壤可以利用种植填闲作物的方式降低土壤NO3-N淋失风险,但优化施氮处理和经济施氮处理不宜采用.     

不同施肥方式下稻田氮磷流失特征

采用大田小区试验,研究3种不同施肥方式下稻田系统氮(N)、磷(P)流失特征。实验结果表明,施用尿素和缓释肥的混施处理(MT)田面水中总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度均为最高,分别为24.01和3.78mg/L,降雨产生径流时的N、P流失风险最大。整个水稻季,MT处理的N、P径流流失负荷分别为23.91和2.67kg/hm2,均为3种施肥处理中最高;MT处理的N、P渗漏流失负荷也为最高,分别为9.19和1.79kg/hm2。相对于MT处理,施用尿素和BB肥的无机处理(CT)及施用有机肥的有机处理(OT)能分别减少14.69%和29.18%的N总流失负荷及61.85%和68.97%的P总流失负荷。N、P的径流流失是稻田N、P流失的主要途径。     

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。