华南露地苦瓜生产体系的氮素调控

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探索作物高产和资源高效利用相协调的养分管理策略是农业可持续发展的迫切要求。以高强度降雨和高风化土壤为特征的热带/亚热带环境及浅根系的蔬菜作物特性加剧了华南蔬菜氮肥管理的难度。既实现蔬菜高产又阻控淋洗是提高该区域蔬菜氮肥效率的突破点。本文以提高蔬菜氮肥效率为目标,以理解苦瓜生长发育规律为基础,针对苦瓜不同生育期的氮素需求和淋洗损失特征,在氮肥总量控制的基础上,分别在移栽前育苗阶段和移栽后田间生长阶段采用控释氮肥和硝化抑制剂手段调节根层氮素供应强度和形态,最后集成全生育期的氮肥管理并进行综合评价。取得的主要结论如下:1.苦瓜结果前的干物质积累速率慢,干物质累积量占全生育期总累积量的4.0%;结果期的干物质积累速率快,累积量占全生育期干物质总量的96.0%。苦瓜的养分积累总量表现为钾>氮>磷,整个生育期内,苦瓜形成1000kg产量需要NPK 4.6kg,0.7kg和6.9kg。在氮肥管理过程中,生育前期应注重植株成苗质量;生育中后期应当重视平衡植株源库关系。2.在苦瓜的育苗阶段,采用含氮量为42%,释放期为60天的控释氮肥,在育苗基质中的用量在0.6-2.4 kg N m-3范围内均可保证苦瓜幼苗正常生长,与此对应的移栽期基质适宜无机氮含量为99.3-163 mg plant-1。其中,控释氮素用量为1.2kgNm-3时,植株各项生长指标均优于对照,移栽时单株幼苗可携带1 40.5 mg N,比传统方法培育的幼苗多84.0 mg。在模拟条件下的生育前期,与传统基肥下的速效肥育苗方式相比,在育苗阶段采用控释氮素,降低基肥用量20.4%,提高植株氮素吸收7.5%,降低肥料淋洗16.3%。因此,在育苗阶段采用控释形态的氮肥可以增加幼苗移栽时根际氮素携带量,在定植期间高强度降雨情况下,维持供氮强度,安全降低基肥用量。3.在苦瓜移栽后的田间生长阶段,传统的氮肥管理方式下,一季苦瓜种植过程中氮素淋洗损失139 kg N ha-1,占氮肥投入的36.8%,占总表观损失的50.6%。采用硝化抑制剂的氮肥管理方式后,发生淋洗损失100 kg N ha-1。即相比于农户传统氮肥管理,采用硝化抑制剂的氮肥优化管理减少系统淋洗损失27.1%。因此,淋洗是华南露地苦瓜种植体系主要的氮素损失途径,阻控氮素淋洗是协同实现蔬菜高产和环境保护的关键。通过采用硝化抑制剂的氮肥形态调控方式,可以降低氮肥投入总量,减少淋洗损失。4. 在苦瓜全生育期间,通过集成运用控释氮肥和硝化抑制剂的综合根层氮肥管理方式,早期实现壮根壮苗,携氮移栽,定植后迅速缓苗,提早开花,后期优化氮素和光合产物分配方式,最终苦瓜全生育期氮肥投入310 kg ha-1,作物吸收氮素116.2 kg N ha-1,获得苦瓜产量33.1t ha-1,氮肥当季利用率为19.7%,化肥偏生产力为110.3 kg kg-1。即相比于传统的氮肥管理,优化的综合氮肥管理策略在苦瓜全生育期共降低氮肥投入18.8%,提高氮素吸收量30.0%,增加产量22.5%,提高氮肥当季利用率和化肥偏生产力13.6%和54.1%。
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