專利名稱：：利用優(yōu)化施肥技術(shù)降低北方設施番茄硝態(tài)氮殘留的方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)
技術(shù)領域：
，具體涉及一種利用優(yōu)化施肥降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留的方法，該方法通過優(yōu)化施肥從根本上降低土壤硝態(tài)氮殘留，從而減少硝態(tài)氮對地下水污染的風險。
背景技術(shù)：
：蔬菜的設施栽培是一種高投入、高產(chǎn)出的生產(chǎn)體系，菜農(nóng)對肥料的投入普遍較為重視。為了追求高產(chǎn)量，菜農(nóng)在土壤養(yǎng)分含量已經(jīng)很高的情況下仍大量增施氮月巴，導致大量氮素不能被作物吸收利用，進而在較長時間內(nèi)以不同的形態(tài)殘留在土壤當中，成為威脅生態(tài)環(huán)境的化學定時炸彈(陳秀榮，周琪.人工濕地脫氮除磷特性研究[J].環(huán)境污染與防治，2005，27(7):536-529;SakadevanK,BavorHJ.Phosphateadsorptioncharacteristicsofsoils,slagsandzeolitetobeusedassubstratesinconstructedwetlandsystems[J].WaterResearch,1998,32(2):393-399;糞子同，黃標.關于土壤中化學定時炸彈及其觸爆因素的探討[J].地球科學進展，1998，13(2):184-191.)。20世紀90年代以來，因不合理施用氮肥而使農(nóng)田硝態(tài)氮大量積累現(xiàn)象日益普遍，保護地菜田尤為突出。QingChen等的調(diào)查結(jié)果顯示:北京市郊農(nóng)田每年氮肥的平均施入量為682kg/hm2,是作物需求量的3_5倍(QingChen,XiaoshengZhang,HongyanZhang,etal.EvaluationofcurrentfertilizerpracticeandsoilfertilityinvegetableproductioninBeijingregion[J].NutrientCyclinginAgroecosystems,2004,69:51-58.)。劉宏斌的研究表明，保護地菜田全年氮肥的用量高達1731.7kg/hm2,相當于作物吸氮量的4.47倍，氮盈余量高達1344.0kg/hm2(劉宏斌，李志宏，張云貴，等.北京市農(nóng)田土壤硝態(tài)氮的分布與累積特征[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2004,37(5):692-698)。杜連鳳等調(diào)查了北京近郊5個縣26個菜田，分析發(fā)現(xiàn)氮肥用量為1741.0kg/hm2，是糧田氮肥用量的4.5倍(杜連鳳，吳瓊，趙同科，等.北京市郊典型農(nóng)田施肥研究與分析[J].中國土壤與肥料，2009(3):75-78.)。河北省定州市蔬菜種植基地大棚土壤0-120cm硝態(tài)氮累積量明顯高于農(nóng)田，相當于農(nóng)田的8.5倍(袁麗金，巨曉棠，張麗娟，等.設施蔬菜土壤剖面氮、磷、鉀剖面積累及對地下水的影響[J]，中國農(nóng)業(yè)生態(tài)學報，2010，18(1):1-7.)。土壤中硝態(tài)氮超標的一個重要原因是氮肥過量施用無法均衡的控制和調(diào)節(jié)土壤肥力。解決硝態(tài)氮過量殘留問題的關鍵在于嚴格控制化學氮肥施用，并以有機肥為主；有機肥礦化過程長，養(yǎng)分逐漸釋放，能夠滿足蔬菜各時期養(yǎng)分需求。同時，設施菜地由于長期大量頻繁灌水，極易造成氮素淋溶，因此采取何種措施降低土壤硝態(tài)氮殘留，提高氮素利用率，是降低地下水污染風險所亟需解決的問題
發(fā)明內(nèi)容針對上述的北方設施菜地主茬季番茄化學氮肥過量施用，土壤硝態(tài)氮大量殘留，土壤硝態(tài)氮淋溶造成地下水污染風險極大的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供了一種通過優(yōu)化施肥降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留的方法，該方法能夠減少氮素淋溶，降低地下水污染風險，同時，該方法還能提高肥料利用率，并有較高的經(jīng)濟效益。為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案:一種降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留的方法，其特征在于，在種植主茬番茄的設施菜地進行優(yōu)化施肥，所述優(yōu)化施肥是與常規(guī)施肥量相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規(guī)無機氮量的45%-60%。優(yōu)選地，在整個作物生長期間采用封閉式管理。設施番茄生長所需溫度要求嚴格，需要在整個作物生長期間完全覆棚，陽光直射時頂棚通風；番茄生長所需水分較多，在作物缺水期須充分灌溉，稱之為封閉式管理。所述主茬番茄是在當?shù)仄毡榉N植的品種，比如東勝小寶501等。所述常規(guī)施肥量是在試驗地區(qū)調(diào)查得出的施肥量。優(yōu)選地，常規(guī)施肥量為:有機氮558kg/hm2,無機氮600kg/hm2。本發(fā)明的優(yōu)化施肥方案在保證番茄產(chǎn)量和菜農(nóng)經(jīng)濟效益的基礎上，對比了不同梯度優(yōu)化施肥量效果，綜合考慮了各方面因素。優(yōu)化施肥可同時兼顧經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，具體來說，其有如下效果:1、通過優(yōu)化施肥來降低土壤中的硝態(tài)氮殘留，從而減少氮素淋溶，降低地下水污染風險。應用本發(fā)明后，優(yōu)化施肥均顯著減少了土壤氮素殘留和淋溶。2、能夠提高氮肥利用率，并有較高的經(jīng)濟效益。圖1是實施例1中不同施肥方案番爺產(chǎn)量對比圖。圖2是實施例1中不同施肥方案番茄經(jīng)濟效益對比圖。圖3是實施例1中不同施肥方案0_200cm土層中硝態(tài)氮含量對比圖。圖4是實施例2中不同施肥方案番爺產(chǎn)量對比圖。圖5是實施例2中不同施肥方案番茄經(jīng)濟效益對比圖。圖6是實施例2中不同施肥方案0_200cm土層中硝態(tài)氮含量對比圖。具體實施例方式下面通過具體實施例，并配合附圖，對本發(fā)明做進一步說明，但不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。本發(fā)明利用優(yōu)化施肥技術(shù)降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留。下面兩個實施例是在設施菜地主茬季種植番茄，種植時設置不同梯度的優(yōu)化施肥處理；整個作物生長期因溫度、水分等因素，需要封閉式管理、充分灌溉；所述主茬季番茄品種是當?shù)仄毡榉N植的品種，該兩個實施例均種植東勝小寶501，優(yōu)化施肥量以實地調(diào)查所得當?shù)爻Ｒ?guī)施肥量為基礎。兩個實施例的試驗研究過程均為封閉式，僅由相關研究人員參與并進行管理。實施例1:本實施例于2010年11月至2011年5月在河北省徐水縣具有18年棚齡的設施菜地上進行主茬番茄種植，試驗設置5個施肥處理，每個處理3次重復，隨機區(qū)組排列，具體處理如下:I)氮素空白(CK)，施P量為255kg/hm2，施K量為300.13kg/hm2；2)單施有機肥(M)，施N量為558kg/hm2，施P量為255kg/hm2，施K量為300.13kg/hm2；3)常規(guī)施肥(MC)，施N量為1158kg/hm2(有機肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量600kg/hm2)，施P量為255kg/hm2，施K量為300.13kg/hm2；4)優(yōu)化施肥609()(^)，施N量為918kg/hm2(有機肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量360kg/hm2)，施P量為255kg/hm2，施K量為300.13kg/hm2；5)優(yōu)化施肥45%(MO2)，施N量為828kg/hm2(有機肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量270kg/hm2)，施P量為255kg/hm2，施K量為300.13kg/hm2。圖1是上述不同施肥方案番茄產(chǎn)量對比圖，圖2是上述不同施肥方案經(jīng)濟效益對比圖。由兩圖可以看出，優(yōu)化施肥60%與常規(guī)施肥比較，番茄產(chǎn)量增加了4.09%,經(jīng)濟效益增加了4.48%，優(yōu)化施肥45%較常規(guī)施肥番茄產(chǎn)量增加了3.42%，經(jīng)濟效益增加了3.69%。適量減少常規(guī)無機氮量，不會降低番茄產(chǎn)量和菜農(nóng)經(jīng)濟效益。圖3是上述不同施肥方案0_200cm土層中硝態(tài)氮含量對比圖。由該圖可以看出，0-200cm各層(每20cm為一層)土壤硝態(tài)氮含量均以常規(guī)施肥處理最大，優(yōu)化施肥60%和優(yōu)化施肥45%都降低了土層中硝態(tài)氮含量。表I為上述不同施肥方案的氮素利用率，由該表可知，優(yōu)化施肥的氮素利用率與常規(guī)施肥差異達到顯著水平。表I不同施肥方案的氮素利用率權(quán)利要求1.一種降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留的方法，其特征在于，在種植主茬番茄的設施菜地上進行優(yōu)化施肥，所述優(yōu)化施肥是與常規(guī)施肥量相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規(guī)無機氮量的45%-60%。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述主茬番茄是在當?shù)仄毡榉N植的品種。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述主茬番茄的品種是東勝小寶501。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述常規(guī)施肥量包括:有機氮558kg/hm2，無機氮600kg/hm2。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在整個作物生長期間采用封閉式管理，并充分灌溉。6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化施肥是在常規(guī)施肥量基礎上使有機氮量保持不變，無機氮量減少至45%。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化施肥是在常規(guī)施肥量基礎上使有機氮量保持不變，無機氮量減少至`60%。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用優(yōu)化施肥降低北方設施番茄土壤硝態(tài)氮殘留的方法。該方法針對北方設施菜地主茬季番茄化學氮肥施用過量，土壤硝態(tài)氮大量殘留，土壤硝態(tài)氮淋溶造成地下水污染風險極大的現(xiàn)狀，在主茬季進行優(yōu)化施肥，所述優(yōu)化施肥是與常規(guī)施肥相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規(guī)無機氮量的45%-60%。本發(fā)明的實施有效減少了集約化番茄種植區(qū)土壤硝態(tài)氮殘留，降低了強灌水條件下的地下水污染風險，并具有較高的經(jīng)濟效益，環(huán)境效益和經(jīng)濟效益均較顯著。文檔編號A01C21/00GK103168588SQ20131006437公開日2013年6月26日申請日期2013年2月28日優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日發(fā)明者張繼宗,張春霞,和亮,文宏達,劉宏斌,張亦濤,尹昌斌,習斌申請人:中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所