專利名稱：：利用優化施肥技術降低北方設施番茄硝態氮殘留的方法
技術領域：
：本發明屬于農業
技術領域：
，具體涉及一種利用優化施肥降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留的方法，該方法通過優化施肥從根本上降低土壤硝態氮殘留，從而減少硝態氮對地下水污染的風險。
背景技術：
：蔬菜的設施栽培是一種高投入、高產出的生產體系，菜農對肥料的投入普遍較為重視。為了追求高產量，菜農在土壤養分含量已經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，進而在較長時間內以不同的形態殘留在土壤當中，成為威脅生態環境的化學定時炸彈(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田硝態氮大量積累現象日益普遍，保護地菜田尤為突出。QingChen等的調查結果顯示:北京市郊農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.北京市農田土壤硝態氮的分布與累積特征[J].中國農業科學，2004,37(5):692-698)。杜連鳳等調查了北京近郊5個縣26個菜田，分析發現氮肥用量為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硝態氮累積量明顯高于農田，相當于農田的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]，中國農業生態學報，2010，18(1):1-7.)。土壤中硝態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節土壤肥力。解決硝態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，養分逐漸釋放，能夠滿足蔬菜各時期養分需求。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
發明內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，土壤硝態氮大量殘留，土壤硝態氮淋溶造成地下水污染風險極大的現狀，本發明提供了一種通過優化施肥降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留的方法，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，并有較高的經濟效益。為了達到上述目的，本發明采用如下的技術解決方案:一種降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留的方法，其特征在于，在種植主茬番茄的設施菜地進行優化施肥，所述優化施肥是與常規施肥量相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規無機氮量的45%-60%。優選地，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地普遍種植的品種，比如東勝小寶501等。所述常規施肥量是在試驗地區調查得出的施肥量。優選地，常規施肥量為:有機氮558kg/hm2,無機氮600kg/hm2。本發明的優化施肥方案在保證番茄產量和菜農經濟效益的基礎上，對比了不同梯度優化施肥量效果，綜合考慮了各方面因素。優化施肥可同時兼顧經濟效益和環境效益，具體來說，其有如下效果:1、通過優化施肥來降低土壤中的硝態氮殘留，從而減少氮素淋溶，降低地下水污染風險。應用本發明后，優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，并有較高的經濟效益。圖1是實施例1中不同施肥方案番爺產量對比圖。圖2是實施例1中不同施肥方案番茄經濟效益對比圖。圖3是實施例1中不同施肥方案0_200cm土層中硝態氮含量對比圖。圖4是實施例2中不同施肥方案番爺產量對比圖。圖5是實施例2中不同施肥方案番茄經濟效益對比圖。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，對本發明做進一步說明，但不構成對本發明的限制。本發明利用優化施肥技術降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留。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地普遍種植的品種，該兩個實施例均種植東勝小寶501，優化施肥量以實地調查所得當地常規施肥量為基礎。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量對比圖，圖2是上述不同施肥方案經濟效益對比圖。由兩圖可以看出，優化施肥60%與常規施肥比較，番茄產量增加了4.09%,經濟效益增加了4.48%，優化施肥45%較常規施肥番茄產量增加了3.42%，經濟效益增加了3.69%。適量減少常規無機氮量，不會降低番茄產量和菜農經濟效益。圖3是上述不同施肥方案0_200cm土層中硝態氮含量對比圖。由該圖可以看出，0-200cm各層(每20cm為一層)土壤硝態氮含量均以常規施肥處理最大，優化施肥60%和優化施肥45%都降低了土層中硝態氮含量。表I為上述不同施肥方案的氮素利用率，由該表可知，優化施肥的氮素利用率與常規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利要求1.一種降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留的方法，其特征在于，在種植主茬番茄的設施菜地上進行優化施肥，所述優化施肥是與常規施肥量相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規無機氮量的45%-60%。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述主茬番茄是在當地普遍種植的品種。3.如權利要求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.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述常規施肥量包括:有機氮558kg/hm2，無機氮600kg/hm2。5.如權利要求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.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述優化施肥是在常規施肥量基礎上使有機氮量保持不變，無機氮量減少至45%。7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述優化施肥是在常規施肥量基礎上使有機氮量保持不變，無機氮量減少至`60%。全文摘要本發明公開了一種利用優化施肥降低北方設施番茄土壤硝態氮殘留的方法。該方法針對北方設施菜地主茬季番茄化學氮肥施用過量，土壤硝態氮大量殘留，土壤硝態氮淋溶造成地下水污染風險極大的現狀，在主茬季進行優化施肥，所述優化施肥是與常規施肥相比，有機氮量保持不變，無機氮量減少至常規無機氮量的45%-60%。本發明的實施有效減少了集約化番茄種植區土壤硝態氮殘留，降低了強灌水條件下的地下水污染風險，并具有較高的經濟效益，環境效益和經濟效益均較顯著。文檔編號A01C21/00GK103168588SQ20131006437公開日2013年6月26日申請日期2013年2月28日優先權日2013年2月7日發明者張繼宗,張春霞,和亮,文宏達,劉宏斌,張亦濤,尹昌斌,習斌申請人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所