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针对华北设施番茄生产中氮素投入不合理导致的土壤质量下降、环境风险加剧、资源浪费等突出问题，以华北地区设施番茄生产典型区河北徐水县为研究基地，通过不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(CM)和化肥有机肥混施(DM)4个处理田间试验和31个农户实地跟踪调研，研究了不同施肥条件下设施番茄氮素流动特征，实地监测了作物氮素吸收、N2O排放、有机肥矿化和土壤硝态氮动态等关键参数，分析了不同施肥条件下设施番茄田氮素流动规律和养分平衡状况，探讨了造成农户氮素利用差异的影响因素，以期为优化设施菜田养分管理、实现资源的高效利用和设施蔬菜的可持续生产提供理论与技术支持。主要研究结果如下: 1.农户设施番茄的实地跟踪调研表明，当地农民习惯施肥的氮素输入量为965kg/hm2，变异系数48.3％，农户间存在巨大差异;化肥是农户氮素投入主体，占肥料总投入的59.4％;农户施肥有单施化肥和化肥有机肥混施2种类型，混施农户化肥用量低于单施化肥农户，并且随有机肥投入量增加有降低化肥用量的趋势;与作物需求量相比，总体上氮素输入量偏高。 2.田间试验实测发现，单施有机肥和有机肥化肥混施两个处理的有机肥氮素矿化率分别为42％和26％，表明添加化肥会抑制有机肥的矿化。 3.田间试验实测表明，不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(CM)和化肥有机肥混施(DM)处理全株氮素累积量分别为156、190、235和218kg/hm2，各处理间差异显著;4个处理1000kg番茄氮素需求量在1.9～2.4kg之间。CK、CF、CM和DM处理番茄产量分别为84、90、100和97t/hm2，单施有机肥(CM)和化肥有机肥混施(DM)处理比不施肥(CK)处理显著增产，但单施化肥(CF)比CK增产不显著。说明，合理配施化肥和有机肥是满足作物养分需求和增产的重要措施。 4.本地区设施番茄生产中，基肥施用-番茄移栽时段内单施化学氮肥未引起N2O大量排放，而施用有机肥处理N2O排放明显升高;在移栽-收获时段中，追肥/灌水均会产生N2O排放高峰，各高峰期内的N2O排放占总量的54.9％～73.7％。整个番茄生育期，不施肥(CK)、单施化肥(CF)、单施有机肥(CM)和化肥与有机肥混施(DM)的N2O排放量分别为6.95、27.7、45.0和112.5kg/hm2，比不施肥处理(CK)分别增加了2.98、5.47和15.18倍，其N2O-N排放占其氮素投入的系数分别达2.8％、4.7％和6.8％。表明追肥/灌水激发N2O排放高峰的产生，有机肥化肥混施则显著增加了N2O排放。 5.0～400cm土壤硝态氮监测结果表明，添加化肥的处理对当季土壤硝态氮的影响深度可达180cm，而有机肥处理只有90cm;单施化肥(CF)、单施有机肥(CM)和有机肥化肥混施(DM)处理0～90cm土壤硝态氮残留量分别为368、118、537kg/hm2，分别占肥料氮素投入量的50.3％、14.6％、34.9％，施用有机肥可以降低0～90cm土层硝态氮残留;单施化肥(CF)和有机肥化肥混施(DM)处理90cm以下硝态氮淋洗量分别为109和80.6kg/hm2，分别占肥料氮素投入量的14.9％和5.6％。表明有机肥化肥混施可以减少土壤硝态氮的淋洗。 6.不同施肥条件农户氮素平衡特征分析表明，设施番茄肥料投入、起始土壤硝态氮和土壤矿化是主要氮素来源，分别占总输入量的61.7％、27.0％和10.7％，灌溉水和种苗带入的氮素不到1％;土壤残留和作物吸收是氮素的主要去向，分别占总输入量的57.2％和14.2％;气体损失仅占5.3％。另有23.3％的氮素去向未能定量，可能以硝态氮的淋洗和反硝化N2损失为主。 7.3个施肥处理平均氮素利用效率在14.1％～29.0％，偏生产力63～123kg/kg;农户平均氮素利用效率和偏生产力27.7％和105kg/kg，整体偏低;两个指标均随施氮量增加而逐渐降低;由此可见，有机肥化肥配合施用，同时减少养分投入总量是提高氮素利用效率的有效途径。