太湖地区菜地机械施肥和有机替代技术应用及环境效应评价

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhihong0223
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目前蔬菜的增产主要依靠氮肥的大量投入,长期过量施肥不仅使得蔬菜品质下降,同时盈余氮素流失后对水环境和大气环境的污染存在较大风险,这在太湖地区尤其明显。本研究对太湖地区露天和设施菜地的氮素管理进行优化,减少化肥氮的施用、提高氮肥利用率、减轻对环境的影响。针对露天和设施菜地各自生产特点分别进行了机械起垄侧条施肥和有机肥替代化肥技术研究。通过田间试验,对两项技术的主要参数进行优化,使之更适于太湖地区蔬菜生产现状。在机械起垄侧条施肥研究上,设置了480kg N/hm2(N480)和340kgN/hm2(N340)两种施氮水平,以55cm垄宽的人工撒施肥料(HW)为对照,机械起垄侧条施肥处理设置了55cm(MW)和35cm(MN)两个垄宽。有机肥替代设置了0%(纯化肥)、25%(25%OM)、50%(50%OM)、75%(75%OM)和100%(100%OM)5个不同比例的有机肥替代化肥处理。通过田间直接测产研究不同处理对露天大白菜、设施包菜和小青菜产量的影响,采用通气法测定氨挥发、密闭静态箱法测定氧化亚氮排放。对露天大白菜机械侧条施肥技术和设施包菜和小青菜的有机肥替代化肥技术进行经济效益和环境效益的综合评价,为这两项技术在太湖地区的推广应用提供科学依据。主要结论如下:  连续两年的田间试验结果表明:机械起垄侧条施肥技术适用于太湖地区露天大白菜的生产应用,相比35cm窄垄,55cm宽垄处理是更适于太湖地区推广的技术参数。同等施肥量条件下,与窄垄相比,宽垄种植可显著提高15.4%的大白菜产量;与农户传统施肥处理(N480+HW)相比,减施30%化肥氮的机械起垄侧条施肥处理(N340+MW)化肥氮素表观利用率增加了79.3%,纯利润增加51.9%。N480+HW处理,氨挥发和N2O损失量分别为101.5kg N/hm2和6.2kg N/hm2,分别占总施氮量的16.9%和1.3%,与N480+HW相比,N340+MW处理氨挥发降低了70.5%,但N2O排放增加了63.6%。  有机肥替代化肥技术适用于太湖地区设施包心菜和小青菜的生产应用,田间试验表明在5个不同比例的有机肥替代化肥处理中,25%OM处理下包心菜和小青菜均获得最高产量,分别为60.4t/hm2和21.8t/hm2,氮肥利用率分别为17.9%和21.8%,经济效益分别为1.5万元/hm2和1.7万元/hm2,分别比纯化肥处理增加了15.0%和16.4%的产量和12.8%和15.6%的经济效益。研究表明,有机肥替代化肥会显著减少氨挥发损失,且替代比例越高,减排效果越好。包心菜和小青菜生产季中,氨挥发损失量最低的分别是75%OM和100%OM处理,比其纯化肥处理降低了53.0%和87.7%。然而,过高比例的有机肥替代会增加N2O排放,25%OM与纯化肥处理间N2O排放无显著差异,与25%OM处理相比,包心菜和小青菜100%OM处理N2O累积排放量分别增加了55.8%和185.3%。  从蔬菜生产的经济效益和环境效益综合评价,55cm垄宽的机械起垄侧条施肥和25%有机肥替代化肥技术适用于太湖地区露天大白菜和设施包菜和小青菜种植,这两项减排增效技术的适地性研发为太湖地区蔬菜高效、环保和可持续发展提供了科学依据。
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