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硕士论文-寿光一年两季设施番茄优化水氮管理模式的研究，共79页，49037字
摘要
Abstract
针对集约化蔬菜产区的不合理水氮管理现象，本试验于 2006 年 7 月至 2008 年
1 月，以山东寿光“冬春季-夏季休闲-秋冬季”典型的一年两季设施番茄种植体系
为研究对象，进行设施番茄种植体系优化水氮管理模式的研究。分别于 2006 年秋
冬季和 2007 年冬春季-秋冬季番茄种植期间，布置灌溉策略（传统灌溉、灌至田间
持水量、固定灌额）对设施番茄的产量及氮素追施量的影响和不同氮素管理策略（传
统氮素管理、优化氮素管理、推荐氮素管理）对设施番茄的产量及氮素利用的影响
试验。通过试验结果的分析和总结，得出本试验条件下的优化水氮管理措施。同时
针对该生产体系秋冬季番茄移栽前后一个月处于氮素淋洗敏感时期的现象，于 2007
年秋冬季番茄种植前休闲季翻地施基肥时施用小麦秸秆和氰氨化钙，拟通过调节土
壤氮素矿化和固定的转化，协调作物需求和土壤氮素供应，有效避开氮素淋洗的敏
感时期，达到减少氮素淋洗损失的目的。主要结果如下：
（1）2006 年秋冬季，采用传统灌溉方式的优化氮素处理，在保证番茄产量的
前提下，与传统水肥管理相比，氮肥追施数量减少了 48%；在番茄主要生育时期内，
采用每次灌至田间持水量及固定灌额处理的灌溉量分别比传统灌溉处理减少 46%和
30%，采用同样指标所推荐的氮肥追施量在优化氮素处理的基础上又分别减少 14%
和 10%。从而在保证番茄总产值的前提下，通过减少水氮投入来相应的增加了农民
的经济收入。此外，两个优化灌溉处理显著提高了设施番茄种植体系的灌溉水农学
效益，且明显减少了土壤——蔬菜体系中的表观氮素损失，减轻了过量施氮对环境
造成的影响。综合经济和环境双方面效益，田间持水量法确定灌溉量＋氮素追施调
控为本试验条件下的优化水氮管理模式。
（2）2007 年冬春季、秋冬季两季试验中，在传统氮素管理条件下，通过移栽
前 0~30cm 土壤无机氮、化肥氮、有机肥氮以及灌溉水带入的氮高达 2132 kg/hm2 N，
造成的表观氮素损失高达 1416 kg/hm2 N。在保证番茄产量的前提下，与传统氮素
管理相比，优化氮素管理和推荐氮素管理处理每年分别减少 33.1%和 28.1%的氮素
养分投入，表观氮素损失分别减少 38.6%和 32.2%，显著提高了设施番茄种植体系
的化学氮肥利用效率。更为重要的是优化氮素管理处理施用小麦秸秆——氰氨化钙
后，有效调节了土壤氮素矿化和固定的转化，协调了作物需求和土壤氮素供应。与
农民传统氮素管理相比，秋冬季番茄氮素追施量减少 79.3％，且番茄产量显著提高，
增产率 13.1％。综合经济和环境双方面效益，优化氮素管理处理为本试验条件下的
最佳氮素管理模式。
（3）通过本试验得出的最佳氮素管理模式的水氮管理情况分析，确定设施茄
各生育时期的氮素追施量及灌溉量，同时结合课题组多年的有关设施番茄氮素优化
管理技术经验，在氮素追施调控技术体系的基础上，构建“冬春季-夏季休闲-秋冬
季”寿光典型的一年两季设施番茄优化水氮管理模式。
关键词：灌溉策略，氮素管理，水氮管理模式，设施番茄
目 录
摘要..........1
Abstract....3
1 前言.......5
1.1 设施蔬菜传统水肥管理现状...............5
1.2 设施蔬菜土壤氮素累积与淋失状况...6
1.3 地下水硝酸盐污染状况及其危害.......7
1.4 减少设施种植体系氮素淋洗的最直接措施—氮肥调控.....7
1.5 减少设施蔬菜种植体系氮素淋洗的配套措施....8
1.5.1 优化灌溉..........8
1.5.2 淋洗敏感时期的氮素形态调控........9
2 研究思路与研究内容............11
2.1 研究背景............11
2.2 研究思路............12
2.3 研究内容............12
2.3.1 灌溉策略对设施番茄产量及氮素追施数量的影响..........12
2.3.2 不同氮素管理策略对设施番茄的产量及氮素利用的影响..............12
2.3.3 构建一年两季设施番茄优化水氮管理模式.....12
2.4 技术路线............13
3 灌溉策略对设施番茄产量及氮素追施量的影响..15
3.1 材料与方法.......15
3.1.1 试验地基本情况.............15
3.1.2 微灌系统的组成.............16
3.1.3 试验处理及田间管理.....16
3.1.4 测定项目与方法.............17
3.2 结果与分析.......19
3.2.1 灌溉措施对番茄产量和氮肥追施量的影响....19
3.2.2 根层氮素供应20
3.2.3 表观氮素损失21
3.2.4 灌溉水的农学效益..........22
3.2.5 经济效益分析..23
3.3 小结...24
4 不同氮素管理策略对设施番茄产量及氮素利用的影响......25
4.1 材料与方法........25
4.1.1 试验地基本情况..............25
4.1.2 供试作物及田间管理......26
4.1.3 试验处理.........29
4.1.4 测定项目与方法..............30
4.2 结果与分析........30
4.2.1 氮素管理措施对设施番茄产量的影响............30
4.2.2 灌溉水带入氮素及根层土壤氮素矿化............31
4.2.3 根层氮素供应.32
4.2.4 0~90cm 土壤 NO3--N 含量动态变化34
4.2.5 两季番茄收获后 0~180 cm 土壤剖面 Nmin 含量............36
4.2.6 小麦秸秆和氰氨化钙的施用对收获后 0~30cm 土层氮素形态的影响............36
4.2.7 表观氮素损失.37
4.2.8 化学氮肥的农学效益......38
4.2.9 经济效益分析.39
4.3 小结...40
5 一年两季设施番茄优化水氮管理模式的建立......42
5.1 优化水氮管理模式建立的依据与方法................42
5.1.1 2006 年秋冬季优化水氮管理模式的水氮管理42
5.1.2 2007 年两季番茄优化氮素管理模式的水氮管理.............43
5.2 优化水氮管理氮素追施量及灌溉量的确定.......44
5.3 一年两季设施番茄优化水氮管理模式...............46
5.3.1 冬春季设施番茄优化水氮管理模式................47
5.3.2 秋冬季设施番茄优化水氮管理模式................48
5.4 小结...50
6 讨论......52
6.1 优化水氮管理的必要性和可行性.....52
6.2 优化水氮管理的前期灌溉量.............53
6.3 优化水氮管理条件下氮素供应目标值的确定..54
6.4 秸秆和氰氨化钙（石灰氮）的施用产生的影响...............55
6.4.1 秸秆和氰氨化钙的施用对土壤氮素转化和供应的影响.55
6.4.2 秸秆和氰氨化钙的施用对作物的影响............56
7 结论与展望..........58
7.1 主要结论............58
7.2 展望...59
参考文献.60
致谢.........66
硕士期间发表文章..67