陕西省苹果园土壤硝态氮累积特性研究

发布时间：2020-04-23 03:59

【摘要】：自改革开放以来,我国农业种植结构发生了巨大变化,苹果种植面积与产量不断增加。近年来,我国苹果的种植面积苹果产量均稳居世界第一。位于黄土高原的陕西省以其优越的气候条件成为我国国家级的苹果生产基地,苹果种植也成为了当地农户脱贫致富、全面小康的康庄大道。但近些年苹果种植面临诸多难题,单纯的以增加养分投入来提高产量已经严重限制了苹果产业的发展。不仅如此,过量的养分投入还使肥料利用率降低,对环境危害加剧,农业面源污染问题严重。本研究先以陕西省重要的苹果产区洛川县为研究对象,通过养分平衡法与实地采样相结合的方法,确定了洛川县小流域内苹果园养分投入及土壤矿质氮含量,以评价果园硝态氮的累积状况及淋溶风险。再进一步将陕西省5个主要的苹果种植市(延安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南)作为研究对象,研究了灌溉、旱作两种不同水肥管理种植区苹果园土壤硝态氮淋溶累积特性,以期为陕西省苹果园养分资源管理和农业面源污染治理提供理论依据。研究获得以下主要结论:(1)以陕西省洛川县为研究对象,通过走访调查的方式,调查了洛川县凤栖镇15个村共计112户果农,详细了解其养分投入、苹果产量情况。利用养分平衡法分析洛川县苹果养分盈余情况。结果表明:洛川县苹果园过量施肥情况严重,氮磷钾养分的盈余比例均超过80%,过量施肥苹果园比例约为91.1%,苹果园平均N、P_2O_5、K_2O的投入量分别为1262.3 kg/ha、1065.6 kg/ha、1203.1 kg/ha,其中有机肥料投入比例分别为4.90%、6.72%、8.03%,由此可知,洛川县为苹果园化肥养分与有机肥养分投入比例失衡。N、P_2O_5、K_2O养分投入比例为1:0.84:0.95,P、K养分投入比例较高,养分投入比例失衡。(2)以陕西省洛川县凤栖镇芦家河小流域为研究对象,选取小流域内不同坡位树龄相近施肥量大致相同的30个苹果园,测定其0~400 cm硝态氮含量。结果表明:研究地区氮素累积主要以硝态氮为主(98%),不同坡位苹果园土壤硝态氮在0~400 cm内存在累积峰值,均在120 cm处。在80~120 cm土层深度坡地苹果园土壤硝态氮含量显著高于塬面与沟底苹果园。不同坡位0~400 cm苹果园土壤硝态氮累积量为坡地塬面沟底,分别为3355.7 kg/ha、3126.0 kg/ha、2199.2 kg/ha。对于整个小流域苹果园土壤硝态氮主要累及范围在100~200 cm之间。由于在200 cm处形成干层,200 cm以下土层硝态氮含量、累积量减少,到400 cm土层深度,土壤硝态氮含量显著降低。三种坡位苹果园中,塬面、坡地苹果园淋溶风险小,沟底苹果园因紧挨河道、土壤质地等因素影响,淋溶风险极大。(3)对陕西省主要苹果产区延安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南五市11个县区共计41个苹果园进行0~800 cm土壤样品采集并调查果园的水肥管理、苹果产量,对比分析陕西省两种不同种植区硝态氮的累积情况。结果表明:灌溉区苹果园土壤含水量高于旱作区苹果园,但无显著差异。对比旱作与灌溉两种水肥管理种植区苹果园土壤硝态氮含量,旱作区苹果园土壤硝态氮累积峰的深度与土壤硝态氮含量均小于灌溉区苹果园。旱作区苹果园土壤硝态氮在500 cm土层深度已降至较低水平,而灌溉区苹果园土壤硝态氮在800 cm土层深度依然有较高含量。两种种植区苹果园土壤矿质态氮累积量差异较大,灌溉区苹果园土壤硝铵态氮累积量显著高于旱作区苹果园,其中礼泉土壤硝铵态氮累积量最高,高达24380 kg/ha;旱作区中甘泉最少,仅为1200 kg/ha,是礼泉苹果园土壤硝铵态氮累积量的4.9%。11个县区苹果园土壤硝铵态氮平均累积量高达10484 kg/ha。整个研究范围(苹果主要产区:延安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南)内硝态氮累积量整体呈现北低南高,东低西高的规律。
【图文】：

种植面积,年鉴,产量,文献综述

第一章文献综述第一章文献综述1.1 研究背景及意义1.1.1 我国苹果产业发展情况自上世纪 80 年代开始，我国农业种植结构发生了巨大变化，果树、蔬菜的种植面积不断增加（甄兰等 2007）。图 1-1 为 1980~2016 年中国苹果种植面积与产量变化情况，从图 1-1 可以看出，在 1986 年到 1996 年这十年间，中国苹果产业发展迅猛，种植面积翻了 2.5 倍，产量增加 4 倍。之后种植面积有所下降，到 2008 年后趋于平稳增长。统计数据显示，中国目前已成为世界上最大的苹果生产国，截止 2016 年，我国苹果种植面积已达 2323.8 千公顷，总产量约 4039.3 万吨，分别占世界苹果总种植面积和总产量的 46%和 49%（FAO 2016）。

畜禽粪尿,时空分布,秸秆,土壤硝态氮

图 1-2 中国农作物秸秆量（左）、畜禽粪尿量（右）时空分布（刘晓永 2018）Fig.1-2 Spatial and temporal distribution of various crops straw (lift) and livestock and poultry faecesquantity (right) in China(Liu Xiaoyong 2018)1.2.2 黄土高原地区土壤硝态氮淋溶、累积情况氮素是土壤肥力的三大重要因素之一，重要性不言而喻，但长期大量的化肥氮投入容易造成肥料利用率低，氮素以多种途径损失，其中土壤硝态氮淋溶是主要途径之一（张国梁等 1998），，也是地下水硝酸盐污染的重要来源之一（李严等 2019；刘洪斌等 2006）。土壤硝态氮向下淋溶的同时还会引起一些金属离子的淋失（Cahn al.等1993）, 进一步导致土壤的酸化（于伟家等 2018；Zhang et al.，2010；Brazilian et al.2009）。降水或灌溉是硝态氮淋溶下渗的主要动力（郭胜利等 2003）。有关研究表明, 硝态氮淋失量会随着氮肥的施用量的增加而增加, 据估计, 施用的肥料经土壤淋溶进入地下水的比例为 30%~50%（Van. et al. 2001）。氮素的损失量也会随着氮肥的施用量增加而增加（Ramos C. et al. 2002）。高茹（2012）通过对比红壤、水稻土、潮土、黄棕
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S661.1;S153.6

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