茭白田氮素流失特征及减量化施氮技术研究

论文摘要

农田氮素流失一直是污染生态环境和困扰农业生产发展的一个重要问题。本文针对黄浦江上游地区的气候、水文和农作方式,选择青浦区水田蔬菜——茭白为研究对象,通过测坑定位试验,定量研究了茭白田氮素渗漏流失和径流流失的特征,同时探讨了减量化施氮技术对土壤理化性质及茭白产量和品质的影响。主要研究结果如下:茭白田坑面水中氮素形态以NH4+-N（铵态氮,下同）为主,在施肥后1～3天,其占TN（总氮,下同）比例可达90%以上,全部施用化肥的处理坑面水中氮素浓度明显高于施用有机肥的处理,在增施有机肥减量20%化肥的情况下,可使坑面水TN浓度减少20.74%。茭白田渗漏水中氮素形态以NO3--N（硝态氮,下同）为主,施肥后呈现先上升后下降的趋势,全部施用化肥的处理渗漏水中氮素浓度最高,在增施有机肥减量20%化肥的情况下,可使渗漏水中TN浓度减少15.12 %,NO3--N浓度减少16.10%,氮素渗漏流失量减少16.98%。茭白田径流流失主要以NH4+-N和NO3--N为主,施肥初期NH4+-N占的比例较大,施肥后期NO3--N占的比例较大,施用有机肥可以显著减少径流水中氮素的浓度,在增施有机肥减量20%化肥的情况下,可使氮素径流流失量减少32.26%。氮素渗漏流失量和径流流失量均受降雨量的影响,与降雨量的变化呈现明显的正相关。因此,应尽量避免在降雨前施肥,以减少氮素流失。通过对茭白田土壤理化性质的研究发现,使用有机肥可以显著提高土壤的涵水能力,防治土壤酸化板结,增加土壤中有机质和氮磷钾等养分的含量,增强土壤的保肥能力。通过对不同土壤层中含水量、pH值、EC值及有机质、速效磷钾和全氮的测定发现,表层土壤的蓄水保肥能力低于下层,因此在实际生产中应适当深施肥。研究还发现,增施有机肥可以提高茭白的产量和品质。增施有机肥减量20%化肥的处理,可使大田茭白增产5.15%;同时还可以增加茭白的肉质茎长、茎宽和单茭的重量。测坑试验发现,增施有机肥减量20%化肥的处理,可使茭白茎长增加16.32%,单茭重增加29.06%。此外,使用有机肥还可以提高茭白中粗蛋白、总糖、膳食纤维和维生素C的含量,在大田试验中,增施有机肥减量20%化肥的处理,可使茭白中粗蛋白含量增加3.11%,全部施用有机肥可使茭白总糖含量增加14.33%,不溶性膳食纤维含量增加7.91%,测坑中维生素C含量增加33.76%。本研究表明使用有机肥,减少化学氮肥的用量是减少土壤氮素流失,改善土壤理化性质,提高茭白产量和品质的有效措施,应该得到大面积的推广使用,以控制农业面源污染。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 农田肥料施用现状
• 1.2.1 化肥的生产使用情况
• 1.2.2 我国有机肥的施用状况
• 1.2.3 化肥的利用率研究
• 1.3 农田氮素流失的途径及影响因子
• 1.3.1 农田氮素流失的途径
• 1.3.2 农田氮素流失的影响因子
• 1.4 过量施氮对环境的危害
• 1.4.1 过量施氮对水环境的污染
• 1.4.2 过量施氮对土壤环境的危害
• 1.4.3 过量施氮对人体的危害
• 1.5 农田氮素流失规律及控制技术研究现状
• 1.5.1 农田氮素流失规律的研究
• 1.5.2 农田氮素流失控制技术的研究
• 1.6 茭白生产概况及存在问题
• 1.7 本论文的主要研究内容及意义
• 第二章 试验点概况
• 2.1 自然概况
• 2.2 化肥使用情况
• 2.3 测坑简介
• 2.4 大田试验区简介
• 2.5 试验点环境背景
• 第三章 茭白田氮素流失特征研究
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验设计
• 3.3 材料与方法
• 3.3.1 仪器与试剂
• 3.3.2 分析方法
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 各处理坑面水氮素浓度变化趋势
• 3.4.1.1 不同施肥期坑面水中总氮浓度变化
• 3.4.1.2 不同处理坑面水中氮素浓度变化
• 3.4.1.3 坑面水氮素浓度变化的拟合模式
• 3.4.2 茭白田氮素渗漏流失特性研究
• 3.4.2.1 不同处理渗漏水中氮素浓度变化
• 3.4.2.2 不同施肥期渗漏水中硝态氮浓度变化
• 3.4.2.3 不同处理渗漏水中氮素淋失量
• 3.4.3 茭白田氮素径流流失特性研究
• 3.4.3.1 不同处理径流水中氮素浓度变化
• 3.4.3.2 径流水中氮素流失量与降雨量的关系
• 3.5 小结
• 第四章 减量化施氮技术对茭白土壤理化性质影响的研究
• 4.1 试验目的
• 4.2 试验设计
• 4.3 材料与方法
• 4.3.1 仪器与试剂
• 4.3.2 分析方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 不同施肥处理土壤含水量的变化情况
• 4.4.2 不同施肥处理土壤PH 值的变化情况
• 4.4.3 不同施肥处理土壤电导率（EC 值）的变化情况
• 4.4.4 不同施肥处理土壤有机质的变化情况
• 4.4.5 不同施肥处理土壤速效磷的变化情况
• 4.4.6 不同施肥处理土壤速效钾的变化情况
• 4.4.7 不同施肥处理土壤全氮的变化情况
• 4.5 小结
• 第五章 减量化施氮技术对茭白产量和质量影响的研究
• 5.1 试验目的
• 5.2 试验设计
• 5.3 材料与方法
• 5.3.1 仪器与试剂
• 5.3.2 分析方法
• 5.4 结果与讨论
• 5.4.1 各处理茭白产量分析
• 5.4.2 各处理茭白品质分析
• 5.4.2.1 各处理茭白农艺性状分析
• 5.4.2.2 各处理茭白营养成分分析
• 5.4.2.2.1 各处理茭白粗蛋白含量分析
• 5.4.2.2.2 各处理茭白总糖含量分析
• 5.4.2.2.3 各处理茭白不溶性膳食纤维含量分析
• 5.4.2.2.4 各处理茭白维生素 C 含量分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文