華北平原集約化農(nóng)作區(qū)不同種植體系施用氮肥對環(huán)境的影響.pdf

1、以華北平原典型的集約化種植體系小麥-玉米、大棚蔬菜和果樹為研究對象,通過農(nóng)戶跟蹤調(diào)查、土壤、植株和灌水采樣分析、地下水動態(tài)監(jiān)測,詳細分析了不同集約化種植體系土壤質(zhì)量變化、氮素平衡對土壤硝態(tài)氮殘留和地下水硝酸鹽含量的影響,集約化種植為主體的農(nóng)戶氮素循環(huán)特點與損失途徑,并探討了優(yōu)化施氮措施的產(chǎn)量效應(yīng)及其對減少氮素淋洗的潛力.(1)山東省惠民縣主要種植作物為小麥、玉米、棉花、果樹和大棚蔬菜.小麥、玉米、棉花、果園、大棚蔬菜和露地菜化肥氮用量分

2、別為340、234、234、519、1382和627kg hm<'-2>N,果樹、大棚蔬菜和露地菜有機肥氮用量分別為282、1142和211kg hm<'-2>N.遠遠超過作物正常生長對氮素的需求水平.(2)典型調(diào)查表明,大棚菜地土壤養(yǎng)分大量積累,尤其是硝態(tài)氮和速效磷積累程度較高,0-90cm土層硝態(tài)氮累積量達1390kg hm<'-2>N,為大田的5.6倍,速效磷含量為大田的8.4倍.大棚菜地土壤中累積的養(yǎng)分還存在嚴重的淋溶現(xiàn)象.大棚

3、菜地有機質(zhì)、全氮和有效鐵、錳、銅、鋅含量也顯著高于大田土壤.大棚菜地鎘含量為大田的2.8倍,鎘含量與土壤速效磷呈顯著正相關(guān),表明過量施用磷肥是導(dǎo)致土壤鎘累積的主要原因.各層土壤電導(dǎo)率與硝態(tài)氮含量呈顯著正相關(guān),各層土壤pH與硝態(tài)氮含量呈冪函數(shù)降低關(guān)系,硝酸鹽累積是土壤鹽漬化和酸化的主導(dǎo)因子.(3)大棚蔬菜化肥氮、有機肥氮、灌水輸入氮和總氮輸入量分別為1358kg hm<'-2>N、1881kg hm<'-2>N、402kg hm<'-2>

4、N和3656kg hm<'-2>N,分別為小麥-玉米田的2.5、37.5、83.8和5.8倍,為果園的2.1、10.4、68.2和4.2倍.三個體系氮輸出量依次分別為329kg hm<'-2>N、280kg hm<'-2>N和121kg hm<'-2>N,分別造成高達3327kg hm<'-2>N、349kg hm<'-2>N和746kg hm<'-2>N氮素年盈余量.大棚蔬菜、小麥-玉米田和果園0-90cm土層硝態(tài)氮累積量分別為116

5、5kg hm<'-2>N、227-275kg hm<'-2>N和613kg hm<'-2>N硝態(tài)氮累積,90-180cm土層硝態(tài)氮累積量分別為1028kg hm<'-2>N、213-249kg hm<'-2>N和976kg hm<'-2>N.三個體系均表現(xiàn)出硝酸鹽的明顯淋洗.大棚蔬菜區(qū)淺層地下水(<15m)硝酸鹽污染嚴重,99﹪超過了硝態(tài)氮含量10mg L<'-1>.而果園超標率僅為5﹪.大棚蔬菜區(qū)地下水硝態(tài)氮含量與井深呈指數(shù)函數(shù)降低關(guān)

6、系.(4)集約化農(nóng)戶氮輸入量462-848kg hm<'-2>N,其中化肥和有機肥輸入量占79-92﹪.輸出量45-132kg hm<'-2>N,氮素盈余量394-744kg hm<'-2>N.農(nóng)戶系統(tǒng)氮盈余量主要去向為土壤氮盈余,達277-673kg hm<'-2>N,標志著田間氮損失為農(nóng)戶系統(tǒng)氮素損失的主要途徑,占總損失量的74-91﹪.其次為作物產(chǎn)品再利用過程中(主要為養(yǎng)殖)的氣體損失,占5-12﹪,秸稈焚燒和丟棄占2-14﹪.土