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本文选择两种山东省蔬菜典型种植模式,通过田间试验和室内分析相结合的方法,对菜地土壤硝酸盐淋溶特征进行了研究。
设施菜地部分在研究了农民习惯水肥管理条件下土壤硝态氮淋溶特征的基础上,着重对土壤硝态氮淋溶的防控措施进行了比较研究,措施包括:添加秸秆调节土壤C/N、种植填闲作物、优化化肥平衡施肥、运用滴灌优化水肥及几项措施集成等。研究结果表明:
设施菜地农民习惯水肥管理条件下,土壤硝态氮淋溶严重。本试验习惯施肥量的几个处理:T3(习惯施肥)、T5(习惯施肥+填闲作物)、T7(习惯施肥+滴灌),在140~160cm土层出现一个硝态氮的累积高峰,其含量分别为:73.57mgkg-1、62.02mgkg-1和75.38mgkg-1;说明T3和T5处理表层土壤中过量的硝态氮随农民习惯大且频繁的灌溉淋洗到该层和更深土层。
优化化肥处理,初瓜期、盛瓜期和收获后的3个时期100cm土层硝态氮累积量为习惯施肥的71.6%、72.7%和47.0%;收获后0~100cm、100~200cm土层硝态氮累积量分别为261kghm-2和396kghm-2,分别比T3处理减少了53.05%和27.25%。
在设施菜地夏季揭棚膜的地区,种植甜玉米是最经济、可行有效的防控硝酸盐淋溶的措施。但就寿光设施菜地而言,寿光市设施菜地种植制度和农民习惯不适合该项措施的应用。因此,减少硝态氮淋失的关键要放在因施肥和灌溉不当带来的硝态氮淋溶上。
T6(习惯施肥+土壤C/N调节)与T3施用等量肥料,表层硝态氮浓度三个时期分别为T3的94.49%、60.11%和50.84%。可见,在初瓜期由于秸秆未完全腐解,对土壤C/N的调节作用尚小。收获后,0~100cm和100~200cm土壤硝态氮累积量分别为271.96kghm-2和366.80kghm-2,比同时期T3处理减少了51.16%和32.67%。
土壤全氮、速效磷、速效钾含量均以盛瓜期最高。滴灌措施在一定程度上加剧了耕层包括硝态氮在内的盐分累积和土壤的酸化趋势。添加秸秆、种植填闲作物和优化化肥措施能降低土壤盐分的积累,减轻盐害。增施有机肥、优化化肥和添加秸秆,有利于黄瓜糖分的形成和积累;能明显降低黄瓜硝酸盐含量。添加秸秆提高土壤C/N,有利于黄瓜Vc含量和产量的提高。
滴灌最有效的降低了土壤硝态氮的淋溶,同时也加剧了耕层硝态氮的累积。添加秸秆调节土壤C/N,是防控土壤硝态氮淋溶最经济可行的措施。
露地菜地部分通过设置3个氮素水平:分别是优化量的75%、优化量和优化量的145%,同时设不施肥的空白处理和单施有机肥处理。主要研究了不同氮素水平下土壤硝态氮运移情况,同时得出了大葱的氮素目标值。研究结果表明:
章丘地区大葱地硝酸盐淋洗较严重。土壤硝态氮含量随施氮量的增加而升高,同时又与大葱对养分的吸收状况息息相关。大葱各生长发育时期测得处理N5(优化量的145%)土壤硝态氮含量与N1(空白对照)之间的差异都达到极显著水平;收获时处理N5的0~30cm、30~60cm、60~90cm三个土层土壤硝态氮残留量分别为4.35mgkg-1、6.81mgkg-1和6.49mgkg-1,可见该处理施氮量已远超出大葱正常生长所需。
随施氮量的增加,大葱叶绿素含量、产量先升高后降低。品质逐渐下降,其中Vc和可溶性糖含量降低,硝酸盐含量升高。低施氮量(144~237kgNhm-2)对可溶性(糖)含量影响不明显,只有高施氮量(N5=431kgNhm-2)时,大葱可溶性糖含量才与对照N1之间差异显著。大葱中硝态氮含量以N5最高为803.64mgkg-1。为了达到大葱的优质高产、提高肥料利用率、降低环境风险,建议氮素目标值为562.27kgNhm-2。