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本研究针对目前设施蔬菜生产区盲目施肥造成土壤中养分不均衡、土壤中氮磷等养分淋失及其相应产生的农业面源污染等问题,以施肥量较大的越冬长茬黄瓜温室(温室1:土壤质地偏轻;温室2:土壤质地偏重)为研究对象,采用田间调查和田间小区试验相结合的研究方法,调查分析了设施黄瓜产区菜农的施肥特征以及不同年限设施黄瓜土壤中养分等理化性状的变化规律;深入研究了不同施肥处理下(T1-不施肥处理;T2-推荐施肥量处理;T3-推荐施肥量+30%化肥氮处理;T4-推荐施肥量+30%有机氮处理;T5-农民常规施肥处理)土壤剖面中硝态氮分布特征、土体硝态氮的累积特征、根层(35-40cm)和非根层(95-100cm)土壤溶液中硝态氮及100cm土体淋溶液中硝态氮的动态变化规律;此外还研究了土壤溶液和土体淋溶液中总磷、TOC(总有机碳)和水溶态钾的动态变化规律。该研究为提高肥料利用率和减少养分淋失对蔬菜产区水土环境污染提供理论的依据,为保障设施黄瓜生产的高产、高效、优质、安全和环保提供数据支持。主要研究结果如下:(1)目前温室黄瓜存在过量和盲目施肥的问题,随种植年限延长势必会造成土壤理化性质的变化。调查结果显示,永清设施黄瓜种植区总施肥量达1641kgN/hm2、1302kg P2O5/hm2、2047kg K2O/hm2,其中化肥占总养分的比例分别为67.1%、37.0%、59.5%;不同深度土壤pH值随种植年限的延长显著降低,最高降幅分别为16.8%和12.8%;土壤有机质含量与种植年限均呈极显著正相关关系(r=0.569**, r=0.508**, n=30),最高增幅分别为356%和197%;表层土壤(0-20cm)EC值范围为0.15-1.21ms/cm,随种植年限延长,在1-10年温室土壤中趋于稳定,种植10年后有明显上升趋势,且与种植年限呈二次极显著相关性(r=0.546**,n=30),而20-40cm深层土壤的EC值并没有受种植年限影响;不同深度土壤中速效氮磷钾浓度与种植年限均呈极显著正相关关系(N:r=0.742**, r=0.491**;P:r=0.583**, r=0.536**;K:r=0.483**, r=0.483**, n=30);此外,金属微量元素铁锰铜锌中只有表层土壤有效铁、锌与种植年限呈显著正相关关系(r=0.450*, r=0.396*,n=30)。综上表明该产区黄瓜温室土壤存在酸化、盐渍化和养分富集的趋势。(2)在前期调查基础上,选择了两种不同土体构型的黄瓜温室,开展了田间小区试验研究,结果表明,两个温室中减施50%左右的氮肥并没有降低黄瓜产量,并且各减量施肥处理(T2, T3, T4)经济产投比约为农民常规施肥处理的2.28-3.56倍。从黄瓜产量和经济效益综合分析,温室1中推荐T4处理为最佳施肥方案,温室2中推荐T2处理为最佳施肥方案。(3)黄瓜收获后,温室1农民常规施肥处理0-100cm土体硝态氮总累积量为4853kg/hm2,显著高于各减量施肥处理(T2, T3, T4)(1587-1877kg/hm2)(P<0.05);温室2中0-100cm土层硝态氮累积量为常规施肥处理(1281kg/hm2)>减量施肥处理(854-1212kg/hm2),但两者差异并不显著。对根层、非根层土壤溶液中硝态氮的含量特征进行分析,两个温室黄瓜根层土壤溶液中硝态氮浓度分别为9.21-256mg/L、7.45-202mg/L,其中温室1农民常规施肥处理(T5)根层土壤溶液硝态氮浓度(121-256mg/L)明显高于各减量施肥处理(18.5-116mg/L);两个温室非根层土壤溶液中硝态氮浓度分别为17.1-219mg/L、15.9-274mg/L。在整个黄瓜生育期,两个温室中(NH4++NO3-)-N淋失量分别为72.8、66.2kg/hm2,其中N淋失形态以NO3--N为主;无论土壤的质地如何,各减量施肥处理间硝态氮淋失量只有T4处理低于常规施肥处理,与菜农常规施肥处理相比,两个温室T4处理硝态氮淋失量分别减少了47.1%和68.1%。(4)两个温室各处理根层、非根层土壤溶液磷含量均很低,其中根层土壤溶液磷浓度分别为0.57-3.71mg/L、0.37-5.89mg/L,非根层土壤溶液磷浓度分别为0.06-2.02mg/L、0.17-4.55mg/L。整个黄瓜生育期,两个温室淋溶液中磷平均浓度分别为1.83、1.46mg/L;土壤磷的淋失量分别为1.49、2.46kg/hm2,温室2土壤磷淋失量比温室1高出65.1%。(5)温室1农民常规施肥处理根层(21.5-35.0mg/L)和非根层(16.7-23.7mg/L)土壤溶液中TOC浓度均高于各减量施肥处理(根层:12.1-25.9mg/L;非根层:8.54-17.6mg/L);温室2各处理根层、非根层土壤溶液TOC浓度范围分别为17.5-44.4mg/L和10.5-27.2mg/L,农民常规施肥处理非根层土壤溶液TOC浓度(18.4-27.2mg/L)略高于各减量施肥处理(16.3-23.6mg/L)。两个温室淋溶液中TOC平均浓度分别为15.9、22.7mg/L;土壤TOC淋失量分别为76.9、143kg/hm2,温室2土壤TOC淋失量比温室1高126%。(6)温室1各处理根层、非根层土壤溶液钾浓度范围分别为35.2-114mg/L和20.8-105mg/L,其中农民常规施肥处理非根层土壤溶液钾浓度(60.3-105mg/L)明显高于各减量施肥处理(21.0-60.5mg/L);温室2各处理根层、非根层土壤溶液钾浓度范围分别为57.9-139mg/L和9.33-80.6mg/L。整个黄瓜生育期,两个温室淋溶液中钾平均浓度分别为49.5、29.5mg/L;土壤钾的淋失量分别为61.2、49.8kg/hm2,温室1土壤钾淋失量比温室2高出22.9%。