CN111226560B - 一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法及其应用，涉及设施蔬菜栽培技术领域；所述施肥方法通过优化化肥施用量以及和肥料增效剂相结合，在实现提高设施番茄产量品质的同时，减少氮素淋溶损失，可操作性强，对于保护地下水环境，提高耕地质量具有重要意义。利用所述施肥方法，单季番茄产量最高达135.80t/hm2，两茬产量最高达342.06t/hm2；在番茄品质研究中，除硝酸盐含量显著降低外(降低量最高达39％)，其余品质指标未产生显著性影响；同时还能提高肥料的表观利用率以及肥料偏生产力，降低全氮累积淋溶量(最高降低15.99％)；此外在肥料生产或者种植过程中均方便添加，具有非常广阔的应用前景。

Description

一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法及其应用
技术领域
本发明属于设施蔬菜栽培技术领域，具体涉及一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法及其应用。
背景技术
随着我国农业供给侧的改革，越来越多的农业生产力向高附加值的蔬菜种植倾斜，我国的蔬菜种植面积也逐年递增，2016年全国蔬菜种植面积达2232.8万公顷，其中设施菜地种植面积的增加贡献较大。菜农为了盲目追求产量而长期过量施肥(尤其是氮肥)灌溉，而设施菜地具有良好的保温控温效果，受外界环境条件影响较小，因此复种指数较高，肥料的过量施用，在造成土壤养分过剩的同时，极易随大量的灌溉水淋溶下移，给地下水带来极大的氮磷污染风险。
研究表明，在山东寿光的设施菜地0cm～100cm土体内收集的淋洗液中硝酸盐淋失量达到约120kgN·hm-2，可直接导致地下水污染。因此，在保证设施番茄提质增效的前提下，研究减少设施菜地土壤中氮淋溶损失的施肥方法，对减少农民生产成本，保护地下水资源具有重要意义。目前，在减少设施菜地氮淋溶损失方面已有部分研究基础，如中国专利文件(CN200610041235.0)公开了一种控制氮肥损失的环境友好复合材料及其应用；中国专利文件(CN200710026065.3)公开了一种控制氮肥流失的环境友好复合材料；中国专利文件号(CN201510437628.2)公开了兼具硝化抑制和脲酶抑制功能的制剂；中国专利文件(CN201710690787.2)公开了一种设施菜田阻隔氮磷淋溶损失的复合材料及应用。但是上述方案主要是通过向土壤中添加高分子复合材料或有机溶剂等，虽能减少土壤中氮素的淋溶损失，但也可能由于外源高分子复合材料的施入而对土壤造成二次污染。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法，在实现提高设施番茄产量品质的同时，减少氮素淋溶损失，可操作性强，对于保护地下水环境，提高耕地质量具有重要意义。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法，在设施蔬菜播种前施基肥，在所述设施蔬菜的生育期内追肥7次，所述基肥和7次追肥的总施肥量以N-P2O5-K2O计，每亩的总施肥量为：N 46.8kg、P2O5 40.3kg和K2O 61.8kg。
优选的，在所述施基肥和7次追肥时，随肥施用肥料增效剂。
优选的，所述肥料增效剂包括双氰胺(DCD)和正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)。
优选的，所述双氰胺和正丁基硫代磷酰三胺的质量比为10:1。
优选的，所述双氰胺的总用量为所述N质量的0％～5％，所述正丁基硫代磷酰三胺的总用量为所述N质量的0％～5％。
优选的，所述基肥的亩施肥量为：N 33.7kg、P2O5 35.5kg和K2O 33.7kg，随基肥施的肥料增效剂的质量为所述N的质量的0％～5.5％。
优选的，每次所述追肥的量相同，每次随追肥用的肥料增效剂的质量相同。
本发明还提供了所述施肥方法在提高设施蔬菜品质中的应用。
本发明还提供了所述施肥方法在保护地下水中的应用。
本发明还提供了所述施肥方法在提高耕地质量中的应用。
本发明提供了一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法，通过优化化肥施用量以及和肥料增效剂相结合的方案，在实现提高设施番茄产量品质的同时，减少氮素淋溶损失，可操作性强，对于保护地下水环境，提高耕地质量具有重要意义。在本发明实施例中，以设施番茄为例，利用本发明所述施肥方法处理的第一季番茄，除OPT(只优化施肥)处理外，增效技术处理DN1(优化施肥+2.5％DCD+0.25％NBPT)、DN2(优化施肥+5％DCD+0.5％NBPT)和DN3(优化施肥+1.25％DCD+0.125％NBPT)的产量显著高于FP(常规施肥)处理，其中DN3处理的产量显著高于其余处理，达135.80t/hm2。第二季番茄，各增效技术处理的产量与FP处理均无显著差异。两季番茄总产量与第一季表现的结果基本一致，即除OPT处理外，增效技术处理DN1、DN2和DN3的产量显著高于FP处理，其中DN3处理的总产量显著高于其余处理，达342.06t/hm2；在番茄品质研究中，除硝酸盐含量显著降低外(降低量最高达39％)，其余品质指标未产生显著性影响；同时还能提高肥料的表观利用率以及肥料偏生产力，降低全氮累积淋溶量(最高降低15.99％)。
附图说明
图1为不同施肥方案对番茄产量的影响图；
图2为不同施肥方案对两季番茄生育期内淋溶液体积的影响。
具体实施方式
本发明提供了一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法，在设施蔬菜播种前施基肥，在所述设施蔬菜的生育期内追肥7次，所述基肥和7次追肥的总施肥量以N-P2O5-K2O计，每亩的总施肥量包括：N 46.8kg、P2O5 40.3kg和K2O 61.8kg。
本发明对所述设施蔬菜的种类并没有特殊限定，优选包括设施番茄。本发明所述基肥的用量优选为每亩施：N 33.7kg、P2O5 35.5kg和K2O 33.7kg，随基肥施的肥料增效剂的质量优选为所述N的质量的0％～5.5％。本发明所述基肥中氮优选来源于：15-15-15(N-P2O5-K2O复混合肥)和尿素，磷优选来源于过磷酸钙，钾优选来源于硫酸钾。本发明在施所述基肥时，优选还包括：硼砂、硫酸镁、硫酸亚铁、硫酸锌、硫酸锰和鸭粪。本发明所述基肥的亩用量优选为：15-15-1575kg、硼砂5kg、硫酸镁10kg、硫酸亚铁5kg、硫酸锌5kg、硫酸锰1.5kg、过磷酸钙202.5kg、鸭粪10kg、尿素48.92kg和硫酸钾44.12kg。
本发明优选在所述施基肥时，随肥施用肥料增效剂，所述肥料增效剂优选包括双氰胺(DCD)和正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)，且双氰胺的总用量优选为所述N质量的0％～5％(表示为0％～5％DCD)，所述正丁基硫代磷酰三胺的总用量优选为所述N质量的0％～5％(表示为0％～5％NBPT)。在本发明中，所述双氰胺和正丁基硫代磷酰三胺的质量比优选为10:1。本发明所述施基肥时，随基肥施的肥料增效剂的质量优选为所述N的质量的0％～5.5％，更优选的包括：2.5％DCD和0.25％NBPT组合、5％DCD和0.5％NBPT组合以及1.25％DCD和0.125％NBPT组合，最优选为1.25％DCD和0.125％NBPT组合。
本发明在所述设施蔬菜的生育期内共追肥7次，每次的追肥量优选相同。本发明所述追肥的总量优选为总施肥量减去基肥用量。本发明在所述追肥时，优选只追N-P2O5-K2O复混合肥(或水溶肥)，优选在第一次追肥时追施13-4-18，在其后的6次追肥时追施16-9-36。本发明对所述13-4-18和16-9-36的来源并没有特殊限定，按照氮磷钾的含量严格配比即可，在本发明实施例中，每100kg所述13-4-18的配制方法优选包括：28.26kg的尿素和7.69kg磷酸二氢钾、30.77kg硫酸钾；每100kg所述16-9-36的配制方法优选包括：34.78kg尿素、17.31kg磷酸二氢钾、60.23kg硫酸钾。本发明对所述每次追肥的时期并没有特殊限定，优选在定植后50d～65d追第一次肥，在追第一次肥后50d～65d追第二次肥，然后在定植二茬设施蔬菜后18d～25d追第三次肥，而后每隔12d～18d追一次肥。本发明每次所述追肥的用量优选均相同。本发明在所述每次追肥时，优选还包括随肥施用所述肥料增效剂，在每次追肥时，所述肥料增效剂的用量优选也是相同的。
本发明还提供了所述施肥方法在提高设施蔬菜品质中的应用。
在本发明实施例中，以设施番茄为例，利用所述施肥方法，可显著降低设施番茄内的硝酸盐含量，对于还原性VC、可溶性糖和有机酸等的含量并没有显著的影响，所以可将所述施肥方法用于提高设施蔬菜的品质。
本发明还提供了所述施肥方法在保护地下水中的应用。
在本发明实施例中，利用所述施肥方法可使两季番茄生育期内的淋溶液体积均有不同程度的减少，可降低地下水被氮磷污染的可能性。
本发明还提供了所述施肥方法在提高耕地质量中的应用。
在本发明实施例中，利用所述施肥方法可提高氮素表观利用率和肥料偏生产力，从而降低化肥用量，提高耕地质量。
下面结合实施例对本发明提供的减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法及其应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
供示作物为番茄，第一茬品种为168，定植时间为2017年10月8日，2018年3月24日拉秧，第二茬品种为粉王一号，定植时间为2018年4月1日，2018年7月30日拉秧。共5个处理，每个处理设3次重复，小区面积为45.5m2，定植密度为5.4万株/hm2。试验处理如下所示：
常规处理(FP)：两茬共用亩用量66.8-83-91.8，其中基施45-75-45，剩余分7次追施；
优化施肥处理(OPT)：亩用量46.8-40.3-61.8，其中基施33.7-35.5-33.7，剩余分7次追施；
优化施肥处理(DN1)：优化施肥处理+2.5％DCD+0.25％NBPT；
优化施肥处理(DN2)：优化施肥处理+5％DCD+0.5％NBPT；
优化施肥处理(DN3)：优化施肥处理+1.25％DCD+0.125％NBPT；
DCD和NBPT按照每次氮素用量的相应比例进行添加，如DN1中的2.5％DCD即为DCD用量为氮素总用量的2.5％，具体用量如表1所示：
表1施肥对比表(kg/亩)
Figure BDA0002367721170000051
Figure BDA0002367721170000061
1、不同施肥方案对番茄产量的影响
统计结果如表2和图1所示，
表2不同施肥方案对番茄产量的影响
Figure BDA0002367721170000062
Figure BDA0002367721170000071
表2中，不同的字母表示差异显著性分析，可知，第一季番茄，除OPT处理外，增效技术处理DN1、DN2和DN3的产量显著高于FP处理，其中DN3处理的产量显著高于其余处理，达135.80t/hm2。第二季番茄，各增效技术处理的产量与FP处理均无显著差异。两季番茄总产量与第一季表现的结果基本一致，即除OPT处理外，增效技术处理DN1、DN2和DN3的产量显著高于FP处理，其中DN3处理的总产量显著高于其余处理，达342.06t/hm2。
2、不同增效技术处理对番茄品质的影响
对所结的番茄进行营养品质分析，结果如表3所示，各增效技术均显著降低了番茄(两季平均)的硝酸盐含量，但未对其余品质指标产生显著性影响。
表3不同增效技术对两茬番茄品质的影响
Figure BDA0002367721170000072
3、不同增效技术对两季番茄生育期内全氮淋失量的影响
不同增效技术对两季番茄生育期内淋溶液体积的影响如表4和图2所示，与FP处理相比，各增效技术处理使两季番茄生育期内的淋溶液体积均有不同程度的减少，其中处理DN3的氮素淋失量最低，为325.74kg/hm2，较FP处理降低15.99％，达显著性水平。
Figure BDA0002367721170000073
其中，F是全氮淋失量(kg/hm2)，n表示监测周期内的农田产流(地表径流或地下淋溶)次数，Vi表示第i次产流的水量(L)；Ci表示第i次产流的氮污染物浓度(mg/L)；S为监测单元的面积(m2)，为1.50m×0.80m＝1.2m2；f是转换系数，系由监测单元面源污染物流失量(mg/m2)转换为每公顷面源污染物流失量(kg/hm2)时的换算系数，具体数值根据监测单元面积而定。
表4不同增效技术对两季番茄生育期内淋溶液体积的影响
淋溶液体积 kg/hm<sup>2</sup>
FP 387.73a
OPT 347.90ab
DN1 360.87ab
DN2 352.56ab
DN3 325.74b
4、不同增效技术对两季番茄肥料利用率的影响
结果如表5所示，处理DN1、DN2和DN3的氮素表观利用率和肥料偏生产力(PFP)均显著高于FP处理；总体来讲，处理DN3的肥料利用率相对较高。
表5不同增效技术对两季番茄肥料利用率的影响
Figure BDA0002367721170000081
5、不同增效技术对两季番茄收益的影响
具体收益分析如表6所示，不同增效技术经济效益分析(两茬番茄)，与FP处理相比，各增效技术均有较好的增收效果，其中处理DN3的增收效果最好，较FP处理增加7.58万元/hm2。此外，DN3处理的添加剂成本最低，在肥料生产或者种植过程中均方便添加，具有非常广阔的应用前景。
表6不同增效技术经济效益分析(两茬番茄)
Figure BDA0002367721170000091
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种减少氮淋溶损失的设施蔬菜施肥方法，其特征在于，在设施蔬菜播种前施基肥，在所述设施蔬菜的生育期内追肥7次；所述基肥和7次追肥的总施肥量以N-P2O5-K2O计，每亩的总施肥量包括：N 46.8kg、P2O5 40.3kg和K2O 61.8kg；
在所述施基肥和7次追肥时，随肥施用肥料增效剂；
所述肥料增效剂包括双氰胺和正丁基硫代磷酰三胺的组合，双氰胺和正丁基硫代磷酰三胺的质量比为10:1；
所述基肥的亩施肥量为：N 33.7kg、P2O535.5kg和K2O 33.7kg；
每次所述追肥的质量相同，且每次所述追肥时，双氰胺的质量为追肥的N的质量的2.5%、5%或1.25%；
在定植后50d~65d追第一次肥，在追第一次肥后50d~65d追第二次肥，然后在定植二茬设施蔬菜后18d~25d追第三次肥，而后每隔12d~18d追一次肥；
所述设施蔬菜包括番茄。
2.权利要求1所述施肥方法在提高设施蔬菜品质中的应用。
3.权利要求1所述施肥方法在保护地下水中的应用。
4.权利要求1所述施肥方法在提高耕地质量中的应用。
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