专题——温室蔬菜水肥管理
【目的】 通过在有机肥基础上增施不同量无机氮,研究滴灌水肥一体化条件下温室番茄土壤N2O排放和脲酶（UR）、硝酸还原酶（NR）、亚硝酸还原酶（Ni R）以及羟胺还原酶（Hy R）活性的动态变化,分析各处理土壤N2O排放特征及土壤UR、NR、Ni R和Hy R活性对土壤N2O排放的影响,揭示在滴灌水肥一体化下N2O排放过程机制。【方法】 试验共设CK（不施氮）、N1（200 kg·hm -2有机氮）、N2（200 kg·hm -2有机氮+ 250 kg·hm -2无机氮）、N3（200 kg·hm -2有机氮+ 475 kg·hm -2无机氮）4个处理。采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N2O排放、土壤酶活性、土壤温湿度等进行监测。【结果】 滴灌水肥一体化,各施氮处理均在施肥+灌溉后第1天出现N2O排放高峰,随着时间推移不断下降,不同处理番茄整个生育期N2O排放通量在0.98—1 544.79 μg·m -2·h -1。土壤N2O排放总量差异显著,依次为N3（（7.13±0.11）kg·hm -2）>N2（（4.87±0.21）kg·hm -2）>N1（（2.54±0.17）kg·hm -2）>CK（（1.56±0.23）kg·hm -2）,与N3相比,处理N1、N2土壤N2O排放总量分别降低了64.38%、31.70%。番茄生育期内N2O季节排放特征明显,秋季高,冬季低。土壤氮素转化相关酶活性大致随施氮量的升高而增高。土壤N2O排放通量与5 cm土壤温度、0—10 cm土层硝态氮含量、土壤NR活性及土壤Hy R活性均呈极显著正相关（P＜0.01）。【结论】 滴灌水肥一体化下,土壤微生物处于好气环境,土壤N2O主要来自于硝化过程,减少了由反硝化过程所产生的N2O排放。综合考虑番茄产量、品质、N2O排放等因素,推荐北方温室秋冬茬番茄施用200 kg·hm -2有机氮+250 kg·hm -2无机氮,75 kg·hm -2 P2O5,450 kg·hm -2 K2O较为适宜。
【目的】 在等氮量有机部分替代化肥条件下研究温室番茄土壤N2O排放特征,探讨影响温室土壤N2O排放的环境因素,为估算温室菜地系统N2O的排放清单及其减排潜力提供数据支撑和理论依据。【方法】 以温室秋冬茬番茄为研究对象,设置不施肥（CK）、单施有机肥（MN）、单施化肥（CN）、有机肥部分替代化肥（CMN）4个处理,采用静态箱-气相色谱法,对番茄生育期内土壤N2O排放及土壤温度、含水量进行监测。【结果】 在相同施氮量情况下,处理CMN（有机部分替代无机）的N2O排放总量为4.05 kg·hm -2,相比处理CN（单施化肥）和MN（单施有机肥）,土壤N2O排放总量降低了45.1%和33.2%;土壤N2O排放系数分别降低了50.0%和37.5%;排放强度降低了50.0%、42.1%。各处理土壤N2O排放通量峰值均出现在施肥灌水后第1天,排放主要集中在施肥灌溉后5 d内。温室番茄土壤N2O排放通量与0-5 cm地温呈显著或极显著线性相关关系;与土壤充水孔隙率（WFPS）呈显著或极显著的对数函数关系,且不同施肥处理下土壤N2O排放峰值出现在土壤充水孔隙率60%—80%范围内。【结论】 温室番茄土壤N2O排放的消长关系表现在温湿度变化和氮肥投入类型等方面,合理的减排措施应综合考虑以上因素。有机部分替代化肥施肥模式是提高温室番茄产量,减少N2O排放排放强度、排放系数和排放总量,提高肥料利用率,实现化肥零增长的重要手段。
【目的】 针对温室土壤磷素积累的问题,定位研究滴灌条件下施用鸡粪和磷肥对土壤磷素积累的影响。【方法】 以中国华北平原日光温室为研究对象,采用滴灌方式灌溉,设置不施肥（CK）、单施磷肥（P1）、单施鸡粪（OM）、鸡粪和减量磷肥配合施用（OM+P1）、鸡粪和习惯量磷肥配合施用（OM+P2）共5个处理,研究不同施肥方式对黄瓜土壤无机磷各形态的转化积累、不同生育时期在土壤垂直剖面的运移分布及其有效性的影响。【结果】 鸡粪和磷肥配施显著增加了土壤中的全磷、有效磷（Olsen-P）及无机磷的积累和残留。在0—20 cm土层中,全磷含量随着黄瓜生育时期的推进呈下降趋势,苗期最高,产瓜末期最低。不同施肥处理下,土壤全磷含量明显不同,各生育时期顺序均为OM+P2处理>OM+P1处理>P1处理>OM处理>CK处理;土壤剖面各层次有效磷含量差异很大,苗期0—20 cm土层有效磷含量范围为44.43—86.08 mg·kg -1,20—40 cm土层含量范围为6.51—10.05 mg·kg -1,40 cm以下土层黄瓜各个生育时期有效磷含量差异很小。在温室滴灌条件下水分对磷的运移影响较小,土壤有效磷主要集中在0—20 cm土层,各生育时期0—20 cm土层有效磷占土壤剖面0—100 cm土层有效磷的68.76%—87.78%。与CK相比,其他施肥处理均提高了有效磷占全磷的比重,提高范围为1.23%—2.47%。0—20 cm土层中不同形态无机磷的含量为Ca10-P>Ca8-P>O-P>Ca2-P>Al-P>Fe-P,其中,Ca-P所占比例最大,为79.55%—83.35%。随着磷肥用量增加,磷的积累量也增加,Ca8-P、Ca2-P、Al-P、Fe-P和Ca10-P含量均比不施磷的处理显著提高,以Ca8-P增加最多,其次是Ca2-P、Al-P和Fe-P;磷肥施入土壤后很快会经由Ca2-P转化为Ca8-P,而以缓效态累积在土壤中,各形态无机磷中以Ca8-P积累最多,Al-P和Fe-P也有一定量的积累。【结论】 传统过量施肥造成磷素以Ca8-P、Al-P和Fe-P等形态残留于土壤中,造成了土壤磷素的积累和磷肥的浪费。在30 000 kg·hm -2鸡粪的基础上增施磷肥并无显著增产效应,却显著增加了土壤磷素的残留积累量。如果只施鸡粪,用量不宜超过30 000 kg·hm -2;如果配施无机磷肥,则鸡粪减量,且无机磷肥在300 kg·hm -2的基础上减量,具体施肥量及配施比例有待进一步研究探讨。
【目的】 明确滴灌黄瓜不同生育阶段适宜的土壤含水量指标和土壤氮素供应值,优化关键生育时期肥水施用,为保障设施黄瓜绿色生产与高产提供科学依据。【方法】 供试作物为日光温室冬春茬黄瓜。在相同基肥用量下,滴灌追肥设计低量（W1）、中量（W2）、高量（W3）3个灌水量和低量（F1）、中量（F2）、高量（F3）3个施肥量,共9个肥水组合处理。分生育阶段分析产量、品质、养分吸收量与肥水用量、主根区（0—40 cm）土壤含水量及养分供应水平的响应关系。【结果】 （1）与W1处理相比,W2、W3处理商品瓜总产量显著增加,增幅11.1%—12.8%,其中W3处理第1、2次肥水管理期间商品瓜产量显著降低,降幅10.4%—17.7%,W2、W3处理第6—8、10—12和14—16次肥水管理期间商品瓜产量分别增加10.8%—26.2%、21.2%—40.3%和33.5%—46.4%;W2、W3处理氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为17.9%—20.2%、28.3%—36.3%、25.9%—33.7%,其中进入产瓜盛期后,阶段养分吸收量增加显著;W2、W3处理产瓜期间主根区平均体积含水量增加4.2—6.4个百分点,保持在相对含水量79%—87%;果实含水量增加0.2—0.3个百分点,但果实可溶性固形物、硝酸盐、可溶性糖、Vc含量分别下降7.4%—10.1%、0.9%—5.4%、5.9%—6.2%、5.5%—12.8%;产瓜期间主根区硝态氮含量降低9.1%—68.0%;灌水利用效率下降31.1%—49.3%。（2）与F1处理相比,F2、F3处理商品瓜总产量增加4.0%—7.9%;氮、磷、钾总吸收量显著增加,增幅分别为9.7%—13.1%、7.9%—11.8%、12.6%—17.3%;F2、F3处理产瓜期间主根区硝态氮含量增加38.0%—162.0%,分别保持在24.6—47.9、27.3—72.2 mg·kg -1;但果实硝酸盐含量增加5.5%—14.6%,肥料利用效率下降32.1%—47.8%。（3）从全生育期角度综合肥水效应,W2F2处理能保持较高产量、肥水利用效率和较优品质,同时降低土壤氮素残留,为冬春茬黄瓜兼顾绿色生产与高产的滴灌肥水用量。【结论】 高产（170—180 t·hm -2）温室滴灌冬春茬黄瓜3月下旬至4月下旬（产瓜初期）、4月下旬至5月中旬（产瓜盛期前期）、5月中旬至6月中旬（产瓜盛期）、6月中旬至7月上旬（产瓜末期）主根区土壤适宜相对含水量分别为63%、78%、82%、85%,下限控制在61%、73%、78%、81%;在3月下旬至4月上旬,主根区相对含水量上限控制在67%—71%。产瓜期间主根区适宜硝态氮含量维持在25—40 mg·kg -1。
