再生水灌溉对设施土壤氮素转化及生境影响研究
发布时间：2021-10-07 06:13
截至2016年底,我国设施蔬菜面积已达391.5万hm2,且70%以上设施蔬菜集中在环渤海、黄淮海和西北等半干旱偏湿润地区,区域农业用水紧缺、肥效偏低、土壤生产力下降等问题日益突显,而再生水中含有丰富的氮、磷和溶解性有机质,再生水农业利用可实现控水、减肥的目标;但再生水灌溉常规水肥管理亦可影响农产品质量和农田生态系统健康。本项研究以设施番茄为研究对象,2013～2015年在中国农业科学院河南新乡农业水土环境野外科学观测试验站开展田间定位试验,在中国农业科学院水资源安全高效利用重点开放实验室进行室内试验,研究了灌水水质和氮肥追施对设施土壤氮素矿化、关键酶活性、微生物群落结构等指标的影响,模拟了氮肥追施、培养时间与土壤氮素矿化动态的相关关系。取得了以下主要研究成果:（1）对比对照处理,再生水灌溉减氮处理促进了30cm以上土层土壤氮素矿化,30cm以上土层土壤矿质氮含量增幅超过25%;但是,再生水和清水常规施氮处理增加深层土壤矿质氮含量,达到30%以上,可能会增加硝酸盐氮的淋溶风险。（2）对比对照处理,再生水灌溉减氮20%～30%处理提高了根层土壤脲酶和过氧化氢酶活性,但减氮50%则会显著降...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国污水排放量随年份的变化（来源于中国水资源公报）
图 1-2 全国不同类型设施蔬菜面积的变化情况[19]Fig.1-2 Change of cultivated area of protected vegetables types in China如何安全利用再生水中的矿质营养和有机质，揭示再生水灌溉土壤氮素矿化激发、促进土壤氮素生物有效性，是设施农田再生水安全利用的关键问题之一。城市生活水中含有丰富矿质氮和有机物，再生水中有机物通过灌溉输入到土壤中，可以调控土氮组成，提高土壤微生物活性，促进土壤有机氮矿化激发，进而提高根层土壤矿质氮用量和氮素利用率，但有关再生水灌溉下土壤氮素循环过程还比较薄弱，尤其是设施再生水灌溉土壤氮素矿化激发机制及生境效应研究还不清楚。因此有必要对设施环生水灌溉土壤氮素循环过程与节肥机制进行深入研究，以期为设施农田再生水农业利用及减施追肥提供技术支撑。.2 国内外研究进展目前再生水灌溉相关研究，多集中在再生水灌溉对作物生长与产品品质、对氮素循程、对土壤酶活性变化、对土壤微生物群落结构及再生水利用的生态风险等方面。.2.1 再生水灌溉对作物的影响
图 1-3 自然界中氮素循环（来源于维基百科全书）Fig.1-3 Nitrogen cycle(Source from Wikipedia, the free encyclopedia)对土壤氮素循环的影响究表明，土壤中硝态氮的淋失与灌水量和土壤含水量密切相驱动土壤水分上移，NO3－-N 随之上移，灌溉期，NO3－-N 随度超过作物根层利用深度时，引起 NO3－-N 的淋失[51]。沟灌、对设施土壤 NO3－-N 剖面分布表明，小水勤灌和滴灌显著降低尤其是再生水分根交替灌溉降低了土壤中 NO3－-N 的淋失， 向上迁移，显著提高土壤氮素的利用效率[53-55]；随灌溉过程进制依次为氨化作用、硝化作用和反硝化作用[56, 57]，氮的淋失淋失，首先应考虑调整灌溉措施减少根层水分渗漏[58]；再生水对土壤氮素循环过程、甚至淋失和深层渗漏更值得关注。施肥对土壤氮素循环的影响典型再生水中总氮浓度介于 10～20mg/L，如果未经特殊工艺
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿交替灌溉和施氮量对水稻内源激素及氮素利用的影响[J]. 徐国伟,陆大克,刘聪杰,王贺正,陈明灿,李友军. 农业工程学报. 2018(07)
[2]长期施肥下洞庭湖水稻土氮素矿化及其温度敏感性研究[J]. 李文军,杨奇勇,杨基峰,肖烨,黄志刚,彭保发. 农业机械学报. 2017(11)
[3]我国设施蔬菜产业概况与“十三五”发展重点——中国蔬菜协会副会长张真和访谈录[J]. 张真和,马兆红. 中国蔬菜. 2017(05)
[4]土壤氮矿化动力学模型研究进展[J]. 王小晓,黄平,吴胜军,黄远洋,刘志梅,姜毅. 世界科技研究与发展. 2017(02)
[5]再生水灌溉对土壤质量影响研究综述[J]. 赵全勇,李冬杰,孙红星,王勇. 节水灌溉. 2017(01)
[6]长期不同施肥处理对土壤氮素矿化特性的影响[J]. 赵伟,梁斌,周建斌. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]提高农作物养分利用效率的基础和应用研究[J]. 徐国华. 植物生理学报. 2016(12)
[8]不同灌溉方式对茄子栽培土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[J]. 陈宁,孙凯宁,王克安,杨宁,宋计平,吕晓惠. 土壤通报. 2016(06)
[9]农田土壤氮矿化研究进展[J]. 王伟,于兴修,刘航,汉强. 中国水土保持. 2016(10)
[10]清水、再生水灌溉对甘蔗产量及品质影响的分析[J]. 吴卫熊,何令祖,邵金华,张廷强. 节水灌溉. 2016(09)
博士论文
[1]再生水灌溉对深层土壤盐分迁移累积及碳氮转化的影响[D]. 商放泽.中国农业大学 2016
[2]再生水灌溉对氮素生物有效性影响的微生物机制[D]. 郭魏.中国农业科学院 2016
[3]轮作条件下长期施肥对棕壤微生物群落的影响[D]. 罗培宇.沈阳农业大学 2014
[4]城市污水再生利用健康风险评价理论与方法研究[D]. 仇付国.西安建筑科技大学 2004
硕士论文
[1]再生水灌溉土壤氮素释放与调控机理研究[D]. 周媛.中国农业科学院 2016
[2]宁南山区植被恢复工程对土壤原位矿化中微生物种类和多样性的影响[D]. 赵彤.西北农林科技大学 2014
[3]不同潜水埋深污水灌溉氮素运移试验研究[D]. 李平.中国农业科学院 2007
本文编号：3421508
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
我国污水排放量随年份的变化（来源于中国水资源公报）
图 1-2 全国不同类型设施蔬菜面积的变化情况[19]Fig.1-2 Change of cultivated area of protected vegetables types in China如何安全利用再生水中的矿质营养和有机质，揭示再生水灌溉土壤氮素矿化激发、促进土壤氮素生物有效性，是设施农田再生水安全利用的关键问题之一。城市生活水中含有丰富矿质氮和有机物，再生水中有机物通过灌溉输入到土壤中，可以调控土氮组成，提高土壤微生物活性，促进土壤有机氮矿化激发，进而提高根层土壤矿质氮用量和氮素利用率，但有关再生水灌溉下土壤氮素循环过程还比较薄弱，尤其是设施再生水灌溉土壤氮素矿化激发机制及生境效应研究还不清楚。因此有必要对设施环生水灌溉土壤氮素循环过程与节肥机制进行深入研究，以期为设施农田再生水农业利用及减施追肥提供技术支撑。.2 国内外研究进展目前再生水灌溉相关研究，多集中在再生水灌溉对作物生长与产品品质、对氮素循程、对土壤酶活性变化、对土壤微生物群落结构及再生水利用的生态风险等方面。.2.1 再生水灌溉对作物的影响
图 1-3 自然界中氮素循环（来源于维基百科全书）Fig.1-3 Nitrogen cycle(Source from Wikipedia, the free encyclopedia)对土壤氮素循环的影响究表明，土壤中硝态氮的淋失与灌水量和土壤含水量密切相驱动土壤水分上移，NO3－-N 随之上移，灌溉期，NO3－-N 随度超过作物根层利用深度时，引起 NO3－-N 的淋失[51]。沟灌、对设施土壤 NO3－-N 剖面分布表明，小水勤灌和滴灌显著降低尤其是再生水分根交替灌溉降低了土壤中 NO3－-N 的淋失， 向上迁移，显著提高土壤氮素的利用效率[53-55]；随灌溉过程进制依次为氨化作用、硝化作用和反硝化作用[56, 57]，氮的淋失淋失，首先应考虑调整灌溉措施减少根层水分渗漏[58]；再生水对土壤氮素循环过程、甚至淋失和深层渗漏更值得关注。施肥对土壤氮素循环的影响典型再生水中总氮浓度介于 10～20mg/L，如果未经特殊工艺
【参考文献】：
期刊论文
[1]干湿交替灌溉和施氮量对水稻内源激素及氮素利用的影响[J]. 徐国伟,陆大克,刘聪杰,王贺正,陈明灿,李友军. 农业工程学报. 2018(07)
[2]长期施肥下洞庭湖水稻土氮素矿化及其温度敏感性研究[J]. 李文军,杨奇勇,杨基峰,肖烨,黄志刚,彭保发. 农业机械学报. 2017(11)
[3]我国设施蔬菜产业概况与“十三五”发展重点——中国蔬菜协会副会长张真和访谈录[J]. 张真和,马兆红. 中国蔬菜. 2017(05)
[4]土壤氮矿化动力学模型研究进展[J]. 王小晓,黄平,吴胜军,黄远洋,刘志梅,姜毅. 世界科技研究与发展. 2017(02)
[5]再生水灌溉对土壤质量影响研究综述[J]. 赵全勇,李冬杰,孙红星,王勇. 节水灌溉. 2017(01)
[6]长期不同施肥处理对土壤氮素矿化特性的影响[J]. 赵伟,梁斌,周建斌. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(02)
[7]提高农作物养分利用效率的基础和应用研究[J]. 徐国华. 植物生理学报. 2016(12)
[8]不同灌溉方式对茄子栽培土壤微生物数量和土壤酶活性的影响[J]. 陈宁,孙凯宁,王克安,杨宁,宋计平,吕晓惠. 土壤通报. 2016(06)
[9]农田土壤氮矿化研究进展[J]. 王伟,于兴修,刘航,汉强. 中国水土保持. 2016(10)
[10]清水、再生水灌溉对甘蔗产量及品质影响的分析[J]. 吴卫熊,何令祖,邵金华,张廷强. 节水灌溉. 2016(09)
博士论文
[1]再生水灌溉对深层土壤盐分迁移累积及碳氮转化的影响[D]. 商放泽.中国农业大学 2016
[2]再生水灌溉对氮素生物有效性影响的微生物机制[D]. 郭魏.中国农业科学院 2016
[3]轮作条件下长期施肥对棕壤微生物群落的影响[D]. 罗培宇.沈阳农业大学 2014
[4]城市污水再生利用健康风险评价理论与方法研究[D]. 仇付国.西安建筑科技大学 2004
硕士论文
[1]再生水灌溉土壤氮素释放与调控机理研究[D]. 周媛.中国农业科学院 2016
[2]宁南山区植被恢复工程对土壤原位矿化中微生物种类和多样性的影响[D]. 赵彤.西北农林科技大学 2014
[3]不同潜水埋深污水灌溉氮素运移试验研究[D]. 李平.中国农业科学院 2007
本文编号：3421508
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