不同灌水量对温室黄瓜土壤溶液氮浓度及氮淋洗的影响

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在传统蔬菜生产模式下,农户通常为了提高蔬菜产量而大量灌水和过量施用氮肥,导致大量的灌溉水以及土壤养分渗漏到作物根层以下,使水分和养分的利用效率降低,造成了水肥资源的浪费。因此探究不同灌水量下土壤溶液中氮浓度和氮淋洗量的动态变化及其对不同灌水量的响应规律,对温室蔬菜生产的合理灌溉施肥以及提高水肥利用效率具有重要意义。本试验以温室黄瓜为研究对象,以直径20cm蒸发皿的蒸发量(Ep)为灌水依据,设置了 11(Kcp1:0.8)、12(Kcp2:1.0)和13(Kcp3:1.2)3种灌水水平,借助于温室内称重式蒸渗仪试验平台中的土壤溶液原位取样器,研究了不同灌水量下温室黄瓜的生长特性,生育期内不同土层土壤溶液中氮浓度分布、动态变化及氮淋洗情况,以期为温室黄瓜生产合理的水肥管理并提高水肥利用效率提供理论依据。主要研究结果如下:(1)灌水量增加,黄瓜株高、茎粗以及单株干物质量也增加,与处理11相比,12和13的株高分别增加了 15.45%和20.92%(P<0.05),茎粗分别增加了 5.95%和16.18%(P<0.05),单株生物量分别增加了 35.82%和 57.66%(P<0.05)。(2)黄瓜生育期内各土层中硝态氮的变化幅度较大,为50~1300 mg·L-1,减少灌溉量增加了 20cm和40cm 土层中的硝态氮浓度,降低了 60cm 土层的哨态氮浓度。与处理13相比,处理12在20cm和40 cm 土层中的硝态氮生育期平均浓度增加了 75.59%和134.36%,60cm 土层的硝态氮生育期平均浓度降低了 18.88%。而不同灌溉量处理下各土层中铵态氮的变化幅度明显低于硝态氮,其生育期内最大浓度仅为0.4mg·L-1,其中20 cm 土层铵态氮浓度具有和硝态氮相似的变化规律,而40和60 cm 土层中各处理无明显差异。适当减少灌水量,可使土壤中氮素更多的保留在根系可吸收利用的上层土壤中,有利于肥料利用效率的提高。(3)90cm处渗漏液的量随着灌水量的减少而减少,与处理13相比,处理I1和12的渗漏液总量分别减少了 51.1%和33.9%,且硝态氮的平均浓度分别降低了 70.35%和40.19%。黄瓜季淋洗出90cm 土体的氮总量为56.08~203.13 kg·hm-2,占总施氮量的9.02%~32.69%,与处理13相比,处理11和12的氮淋洗量分别减少了 72.39%和49.16%,随着灌水量的减少,90cm处渗漏液量和氮淋洗量显著降低,使更多的水分和养分保留在土体中,有利于提高水分和养分的利用效率。(4)黄瓜产量在12处理下最高,为106043.33 kg-hm-2,与处理I1和I3相比,其产量分别增加了 24.74%(P<0.05)和18.88%(P<0.05),灌溉水利用效率分别增加了 3.36%和 39.24%(P<0.05),氮肥偏生产力分别增加了 24.74%(P<0.05)和 18.88%(P<0.05)。处理12有助于促进黄瓜植株的生长且提高黄瓜的产量,提高水分利用效率及氮肥偏生产力。综合考虑土壤中氮浓度、淋洗量及黄瓜产量等指标,处理12为供试条件下较优灌溉量,此时,20和40 cm 土层中氮浓度较大,而根层以下土层及90 cm处渗漏液中氮浓度较小,氮淋洗量较处理13显著减少,黄瓜的产量和水肥利用效率均最高。
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