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应用原状渗漏计法,对九个寿光市典型的保护地大棚蔬菜种植体系进行了硝酸盐的淋洗动态研究,通过农户跟踪调查、土壤、植株和灌溉水采样,建立了九个大棚的氮素平衡,详细分析了氮素的损失去向及其分配比例,为控制硝酸盐的淋失和提高氮肥利用率提供了数据支持,同时由点及面,分析了地下水中硝酸盐的变化动态,对全县保护地种植区地下水硝酸盐的污染状况进行了调查,并对造成污染的因素进行了分析评价。
对九个大棚的淋洗监测研究表明,硝态氮的淋洗浓度非常高,通常在100~300mg L<-1>之间,最高可达725.75 mg L<-1>,且硝态氮的淋洗浓度变化与冲施肥的量有明显的相关性。冬春茬的淋失高峰一般集中在作物结果期,而秋冬茬的淋失最高浓度一般集中在作物生长中期。
保护地蔬菜大棚内的肥料投入量惊人,而且施肥主要以冲施可溶性的速效肥料为主。单季作物冬春茬的施肥量在333~803 kg N had之间,平均538 kg N ha<-1>;秋冬茬的施肥量在395~1026kg N ha<-1>之间,平均616kg N ha<-1>。全年施肥量在618~1647kg N ha<-1>,平均1154 kg N ha<-1>。灌溉水总量在冬春茬327~964mm,秋冬茬在421~1359mm,全年748~1957mm,平均灌溉量高达1307mm。而当地的年降水量仅仅为400mm,频繁的灌溉和大量的施肥,使得淋洗出1m土层的氮素量全年在234~737 kg N ha<-1>之间,平均达454kg N ha<-1>。
对九个大棚的氮素平衡分析表明,冬春茬的氮素投入总量在429~1128kg N ha<-1>,平均为734 kg N ha<-1>。其中肥料占63~92%,平均73%;灌溉水占9~37%,平均27%。输出项方面,淋失氮量在54~338 kg ha<-1>之间,平均181 kg ha<-1>,占总投入氮的10~36%,平均占25%;作物带走氮在122-366 kg ha<-1>之间,平均251 kg ha<-1>,占总投入氮的18~59%,平均占34%;秋冬茬的氮素投入总量在343~1521 kg N ha<-1>,平均为934 kg N ha<-1>。其中肥料氮占31~81%,平均66%;灌溉水占19~69%,平均34%。输出项方面,淋失淋失氮素在73~527 kg ha<-1>之间,占总氮投入的14~88%,各大棚差别很大,平均淋失量为273 kg ha<-1>,占所有氮素投入的31%,较冬春茬有较大的提高;作物带走氮在161~331 kg ha<-1>之间,平均250 kg ha<-1>,占总投入氮的33%。
对全市保护地蔬菜种植区灌溉用地下水硝酸盐含量的调查结果显示,春季有56%超过了WHO的标准,其中有36%超过了我国国家饮用水卫生标准,而秋季调查结果表明,水井硝态氮含量超标率达到62%,有46%的水井中硝态氮含量超过我国地下水的Ⅴ类水标准,表明全市保护地蔬菜种植区地下水硝酸盐的含量超标已经非常普遍,且呈现季节性的波动。全年对全市292个灌溉水样的检测显示,仅有34个水井的硝态氮含量低于3 mg L<-1>,说明寿光市的绝大多数的地下水已经受到了人类活动的影响。全市农村饮用水硝酸态含量调查结果显示,超标率为33%,其中有18%超过20 mg L<-1>,个别村子饮用水严重超标,高达94.56 mg L<-1>,表明全市的饮用水正日益受到硝态氮的威胁。