采用水碳氮综合调控技术减少氮肥投入并实现稳产

2017-11-04 17:26

一、水碳氮综合调控试验设计

在设施蔬菜生产中，传统畦灌下不仅水肥浪费严重，而且因提高了空气湿度而增加了病虫害发频率。与传统畦灌相比，滴灌可在作物根际范围内更加均匀有效地供水分和养分，从而减少水肥投入并降低植株发病率，最终实现减肥减药。此外，针对设施土壤碳氮比失衡（碳不足）带来的水分和养分固持率低的问题，“以碳调氮”可有效节肥。为此，课题组在天津农科院武清试验基地布置了水碳氮综合调控长期定位试验，试验以番茄味供试作物，设计如表1所示。与传统畦灌相比，滴灌可每年减少氮肥投入1000kg/ha（表1）。

表1 水碳氮综合调控试验设计

处理	因素	化肥	有机肥	秸秆/生物炭	灌溉量
处理	因素	kg N/ha/yr	kg N/ha/yr	kg C/yr	mm/yr
主处理	畦灌	1500	400		1200
主处理	滴灌	500	400		600
副处理	对照			0
	玉米秸秆			7000
	生物炭			4200

二、水碳氮综合调控提高了番茄果实品质且维持了产量

与传统畦灌相比，滴灌对多数果实品质指标（Vc、可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、硝酸盐、亚硝酸盐和果肉硬度；图1A,B）无显著影响，但显著降低了番茄红素（存在成熟番茄果实中的强抗氧化性天然色素）的含量（图1C）。此外，滴灌虽然显著降低了水氮投入（表1），但并没有影响果实产量（图1D）。

图1不同水碳氮处理的番茄硝酸盐（A）、亚硝酸盐（B）和番茄红素含量（C）及果实产量（D）

(注：*P<0.05，**P<0.01; 不同字母表示在0.05水平差异显著)

与未处理对照相比，土壤增施秸秆和生物炭均对多数果实品质指标（Vc、可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物和果肉硬度）无显著影响，但显著降低了硝酸盐和亚硝酸盐的含量（图1A,B），且生物炭减少果实中亚硝酸盐含量的效果更显著（图1B）。在滴灌下，土壤增施秸秆对番茄红素无显著影响，但在畦灌下其显著降低了果实中的番茄红素含量，说明灌溉与秸秆处理间存在互作效应。此外，土壤碳素调控处理并没有影响果实产量（图1D）。

三、水碳氮综合调控的优点

1. 水碳氮综合调控可显著降低水肥投入，其中氮肥投入减少1000 kg N/ha/yr，灌溉水投入减少600 mm/yr；

2. 水碳氮综合调控可显著降低番茄果实硝酸盐和亚硝酸盐的含量，且这种效果主要通过“调控土壤碳素”实现；

3. 虽然水碳氮综合调控显著降低了水氮投入，但并没有引起减产，实现了稳产。

四、水碳氮综合调控可能存在的问题

水碳氮综合调控虽然不影响多数果实品质指标，但不利于果实中番茄红素的累积，且这种不利影响主要由滴灌引起。

有机碳肥预防和抢救农作物灾害

无

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