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水分和氮素是影响蔬菜生长的重要因素,蔬菜生产过程中水分和氮肥的施用合理与否,对水资源利用、环境污染和蔬菜品质等影响很大。因此,研究不同的灌溉和施肥方式对蔬菜生理、水氮利用及土壤中水氮运移的影响,对高效合理的水肥管理,保证蔬菜高产、优质和防治环境污染具有重要意义。菠菜生长过程中需要大量的水和氮肥,且容易累积硝酸盐,因此本研究以菠菜（Spinacia oleracea L.）为供试材料,采用测坑定位小区试验,共设置三个灌溉水位处理（W1:20 cm、W2:40 cm、W3:60 cm）和三个氮肥量处理(N0:0 kg ha-1、N1:85 kg ha-1、N2:170 kg ha-1),通过连续三年观察,研究了灌溉与施氮处理对菠菜氮素营养（植株生理特性、水氮利用率、产量和品质）、土壤微生物及土壤中水氮运移的影响。主要研究结果如下:1、不同灌溉与施氮处理对菠菜生理指标影响显著,对菠菜的株高、叶面积及干物质分配等指标都有不同的影响。适度增加氮肥量,菠菜的叶面积和株高增加显著。相同灌溉处理下,适度增施氮肥有利于干物质的累积,W2N1处理下,菠菜总干物质量最大为5.40 g plant-1,缺水灌溉不利于干物质的累积。适度增加施氮量菠菜根系活力增大,处理W2N2下根系活力最大为1.34 mg g-1 h-1,缺水灌溉处理W3下其活性降低。2、不同灌溉与施氮处理对水分和氮素利用率的影响显著。在菠菜的生长期内,W3N2处理下的水分利用率最高为36.87 kg ha-11 mm-1,W1N0处理下最低为6.68 kg ha-1 mm-1。同一氮肥处理下不同灌溉对水分利用率的影响为处理W3>W2>W1,表明随着灌溉水量的减少,水分利用率增加。同一灌溉处理下氮肥对水分利用率的影响为处理N2>N1>N0。表明适当增加氮肥有助于提高水分利用率。氮肥利用率受到施氮量的影响,同一灌溉处理下,增施氮肥使氮肥利用率显著降低。在氮肥处理N2下,氮肥利用率最低为8.82%,而在氮肥处理N1下氮肥利用率最高为30.59%。3、不同灌溉与施氮处理下菠菜产量变化显著。一般情况下,菠菜产量随氮肥量增加而增加,W2N2处理下,产量达到最大值12.79 ton ha-1。但过量施氮,产量反而会降低。菠菜产量对水的反应更加敏感,W2处理下菠菜产量最高,过量或缺水灌溉,菠菜产量也会降低,表明过量施氮和过量缺水灌溉都不利于菠菜产量的提高。研究发现W2N2处理下菠菜产量最高,为12.79 ton ha-1。4、灌溉与施氮处理对菠菜品质具有不同程度的影响。增加氮肥使菠菜体内硝酸盐和草酸含量增加,而缺水灌溉下,菠菜的硝酸盐和草酸含量也会增加,这些都严重的影响了菠菜的品质安全。在W3N2处理下硝酸盐含量最大为554.06mg/kg,W1N0处理下,最低为123.66 mg/kg。W3N2处理下,草酸最高值为494.80mg/100g,W1N0处理下,最低值为160.00 mg/100g。而不同的灌溉和施氮处理对菠菜营养品质的影响也很明显。在缺水灌溉处理W3下,菠菜维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸的含量较高,而过量灌溉下,其含量明显降低。施氮量增加,可溶性糖、可溶性蛋白质和游离氨基酸含量降低。5、灌溉与施氮处理对菠菜土壤微生物的影响。缺水处理会抑制土壤的微生物多样性。同一氮肥处理下,灌溉对微生物生物量碳的影响为W2>W1>W3。适度施加氮肥,土壤微生物生物量碳和生物量磷含量增加,但是过量施肥和缺水灌溉下其含量会降低。不同灌溉水量及氮肥处理对土壤酶活性的影响非常明显,研究显示,脲酶、过氧化氢酶、转化酶和磷酸酶活性随着氮肥使用量的增加而增加。此外,缺水灌溉处理使脲酶、过氧化氢酶、转化酶和磷酸酶活性受到抑制,适量的灌溉处理W2能够使脲酶、过氧化氢酶、转化酶和磷酸酶活性升高,对蔬菜的生长发育和产量增加也比较有利。研究表明,W2N2处理下土壤中的微生物碳含量较高为302.48 mg kg-1,土壤酶活性较强,微生物多样性比较高,可以提供有利的土壤微环境,为作物的优质和高效生产提供保障。6、灌溉与施氮处理对菠菜土壤水氮运移的影响。随着灌溉水量的增加,土壤含水量增加。相同灌溉处理下,同一土层氮肥量多的处理电导率峰值较大。不同土壤深度的硝态氮含量在成长期和成熟期内,随着施氮量增加各层土壤中的硝态氮含量均有所增大,不同深度的土壤受施氮量的影响也不相同。而相同施氮量下,进行不同灌溉处理时,菠菜不同生长期内,各层土壤硝态氮含量的峰值也不一样。大部分铵态氮累积在0-10 cm土层内,菠菜成熟期内,不同灌溉与氮肥处理下,0-10 cm土层内铵态氮的含量在0.18-0.31 mg L-1之间。随着氮肥量的增加铵态氮含量会增加,灌溉水量对铵态氮的影响较小。应用HYDRUS模型模拟不同灌溉与施氮处理下土壤中水氮运移,利用田间实测值进行率定和检验,表明模型可以很好地模拟水氮在土壤中的运移。7、根据对菠菜生理、水氮利用和品质的分析及其对土壤微生物和土壤酶的影响,进行灌溉和施氮量范围的优化,得出在该土壤条件下最合理的灌溉和氮肥处理分别为30-40 cm和120-170 kg ha-1。