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随着种植结构的调整,设施蔬菜生产在全国各地迅速发展。菜农片面追求经济效益大量施用肥料,尤其是氮肥的超量投入,造成肥料利用率降低、土壤质量下降、生态环境恶化等一系列问题。为此,本文以京郊保护地为例,通过4年定位试验,研究了不同优化施肥措施,减氮磷增钾同时调节土壤C/N及种植填闲作物的综合优化措施(OCC)、高量施用控释尿素(CRFH)、低量施用控释尿素(CRFL)对作物产量、氮素吸收、土壤无机氮时空分布与累积特征、土壤-蔬菜系统氮素平衡的影响。主要结果如下:
(1)研究了蔬菜轮作体系中优化施肥的产量效应。结果表明,在本试验条件下,蔬菜生产中生长季较短时(小于5个月),普通尿素施氮量降低到常规施肥量的75％,控释尿素降低到常规施氮量的37.50%和56.25%时,蔬菜产量并未受到显著影响;较长生长季(大于10个月),控释尿素处理所提供的氮素不能满足作物需要,产量下降。
(2)系统研究了0-200cm土体内不同施肥措施下土壤无机氮的分布与累积特征。结果表明,随着时间的推移,常规施肥及三个优化施肥处理在监测期第一周年结束后,土壤无机氮的累积峰分别出现在20-140cm、100-120cm、20-40cm、100-120cm土层,其后,随着种植年限的增加,土壤无机氮呈现逐年降低的趋势。轮作4年后,所有处理在0-60cm范围内无机氮含量递减,OCC、CRFH和CRFL,在60-80cm,CON在80-100cm范围内出现累积峰,随土壤深度增加,无机氮含量下降。减量施氮配合种植填闲作物及调节土壤C/N有利于降低氮素的残留累积量。各施肥处理0-200cm土体无机氮总残留累积量大小为:OCC＜CRFL＜CRFH＜CON。
(3)探明了轮作体系中,优化施肥对土壤-蔬菜系统氮素表观平衡的影响。结果表明,化肥氮投入是系统氮素主要来源,占氮素总输入量的32.40%-59.86%,作物吸收是主要输出项,占总输出量的79.62%-90.97%,轮作周期内,各施肥处理表观损失量大小为CON＞OCC＞CRFH＞CRFL,同CON相比,OCC、CRFH及CRFL三个优化施肥处理氮素表观损失量分别减少689.59kg/hm2、1084.68kg/hm2和1484.81kg/hm2。