中国桃主产区施肥现状及氮肥优化研究

发布时间：2020-10-18 04:10

　　 中国是桃的原产国,也是世界第一生产国,目前桃树栽培总面积和产量均呈现稳定的增加趋势。生产中,施肥对提高桃的产量和品质有重要作用,但是肥料在生产、运输及田间施用过程中会带来温室气体排放、富营养化及环境酸化等一系列环境问题。近年来,中国桃园养分投入量较高,远超桃树维持正常产量所需的养分量,但由此带来的潜在环境效应研究较少,认识不足,妨碍了桃园养分的优化管理。因此,急需摸清我国典型桃产区养分资源投入现状并定量化生产过程中的主要环境效应极其贡献率,为优化桃园养分管理提供理论依据。为此,本研究首先通过对我国三大桃主产区(华北、西北和西南地区)开展农户调研,了解我国各主产区桃园的养分投入现状,并利用生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)的方法对各区域生产过程中的环境影响(温室气体排放、环境酸化和富营养化)进行评价,以期定量化主要环境效应因子及优化潜力。然后,以华北产区为研究对象,针对首要的环境效应因子(氮肥过量)开展优化研究,一方面开展桃园土壤基础肥力研究,量化桃园施肥和土壤基础肥力对桃园产量的贡献率;另一方面,根据目前桃园的推荐施氮量设置不同氮肥用量的田间定位试验,并从减氮增效和提高品质的角度出发开展有机肥替代化学氮肥试验,初步探明氮素优化对桃树产量和品质的影响。其主要研究结果如下:(1)我国桃主产区普遍施肥过量,环境代价高,具有较大的优化空间。桃主产区农户调研表明,我国华北、西北和西南三大桃主产区桃单产水平均较低,其中以西北最高(37.8 t/hm~2),华北次之(35.7 t/hm~2),西南最低(31.4 t/hm~2),但区域间无显著差异。三大产区桃园施肥量以华北最高,西北次之,西南最低,华北、西北和西南氮、磷、钾养分总投入分别为926、499和731 kg/hm~2,559、355和712 kg/hm~2,373、215和270 kg/hm~2。各产区有机养分占比由高到低分别为西南华北西北,有机氮、磷、钾养分分别占19.7%、17.7%和20.4%,14.3%、10.9%和12.6%,8.6%、10.4%和6.2%。我国主产区桃园生产环境效应潜值较高,降低化肥施用量尤其是氮肥施用量可减少环境影响潜值;与高产高效桃园相比,各产区环境影响减排优化潜力以华北最高,西北次之,西南最低,华北产区桃园生产在单位面积上可优化空间为40.0%-43.3%,单位产量可优化56.4%-57.4%;西北产区在单位面积上可优化27.0%-32.5%,单位产量上可优化29.2%-35.3%;西南产区在单位面积上可优化14.9%-17.9%,单位产量上可优化44.3%-47.0%;结合当前桃园专家推荐养分和前人研究结果,估算出各产区节肥潜力,从大到小依次为:华北西北西南,三区域总氮、磷和钾养分节肥潜力分别为34.9×10~4 t,27.1×10~4 t和4.37×10~4 t,其中华北产区在施用推荐量后氮、磷、钾养分分别减少25.4×10~4 t,16.5×10~4 t和4.13×10~4 t。由此可见,优化氮素投入是降低桃三大产区环境效应的首要措施。(2)田间缺素试验表明,华北产区施肥对桃园当年产量贡献率较低,12个果园肥料对产量的贡献率平均为17.7%;从省份来看,贡献率从高到低依次是:河北山西山东,分别为27.6%,16.8%和8.6%。氮、磷、钾肥对桃产量的平均贡献率从大到小依次为:钾肥氮肥磷肥,分别是15.3%,14.5%和12.2%;与不施肥处理相比,各桃园推荐施肥均增加了成熟期果实氮含量,而不施用磷、钾肥对于当年果实成熟期养分含量无显著影响;此外,优化施肥显著降低了果实可滴定酸,增加了V_C和还原糖含量,提高了成熟期果实硬度,耐贮藏性增强。(3)桃园氮素用量试验表明,施氮量在0-473 kg/hm~2内蜜桃产量随施氮量的增加表现出先增加后降低的趋势,当施氮量为315 kg/hm~2时产量最高,连续两年试验其增产效果最显著,比不施用氮肥处理相比增产70.6%。与其他施氮量相比,施氮量为315 kg/hm~2时果实可滴定酸含量最低,而单果重、果实硬度、还原糖含量、V_C含量、可溶性固形物含量均有所增加,糖酸比达到33.2(2017年)和38.1(2018年),综合品质最优。在优化氮肥用量的基础上,与农民习惯施肥和优化施肥处理相比,有机肥替代50%的化学氮肥处理产量最高,达到46.1和42.1t/hm~2,连续两年效果显著,且果实品质进一步提升。总体而言,我国华北和西北两大桃主产区施肥尤其是氮肥过量,带来较大的环境风险,而田间试验初步证明我国主产区桃园土壤基础肥力对产量的贡献率远大于当季肥料养分投入,通过氮素优化及有机替代等措施可以大幅度降低化学肥料尤其是氮肥的用量,有助于实现桃产业提质增效和绿色发展。
【学位单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S662.1;S147.2
【部分图文】：

是世界上桃树栽培的第一大国（图 2）。同时，全世界桃果年产量逐渐 2000 年的 17.1×106t 增加到 2016 年的 39.4×106t（图 1）。图 1-1 近年来全世界桃树栽培面积及产量Figure 1-1Area and yield of recent peach orchard all around the world010002000300040005000050010001500200025003000（×104t）（×103hm2）年份 Year面积 产量
【参考文献】

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本文编号：2845780