微润灌溉下不同施氮措施对土壤水氮运移及蔬菜生长的影响

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微润灌溉是国内外目前节水效果较好的农业灌溉方式,它采用地埋方式,利用微润管膜内外水势差将植物生长所需水分与养分适时、适量地输送至作物根部,减少了灌溉水的蒸发、渗漏损失,可以根据作物对水分的需求来调节灌溉水量,突破性的实现了作物供需水平衡。论文采用室内土箱模拟试验与室外蔬菜种植试验相结合的方法,探究了微润灌溉水肥一体化条件下不同施肥浓度与运筹对土壤水氮运移及蔬菜生长的影响。试验压力水头均设置为1.5m,室内试验与室外露天生菜种植试验设有施肥浓度梯度为0、200、400、600、800、1000mg/L的6组处理,而大棚番茄的种植试验设有施肥浓度200、200~400、400、400~800、800mg/L的5组处理。试验主要得出以下结论:(1)通过观测室内模拟试验中土壤湿润体的各项指标,发现在压力水头1.5m的条件下,随着施肥浓度的升高,土壤颗粒絮凝程度升高,土壤孔隙率增大,各处理累积入渗量越多、湿润锋运移越快、运移距离越远、土壤水氮含量越高。累积入渗量随时间以“S”型曲线增长,其拟合函数为一元二次函数,相关度均大于0.99,各处理入渗速率成直线下降;湿润锋轮廓近似为以微润管为中心的同心圆,且由于重力影响运移距离表现为:Y+方向<X+方向<Y-方向,运移距离随时间的变化曲线与幂函数高度相关。各处理土壤水分随时间增长逐渐向微润管远端运移,高含水率区域由近及远逐渐覆盖至所有深度土层,入渗结束时距离微润管越远土壤水分含量越低;且受重力影响微润管下方土层水分含量高于上方。土壤中的氮素主要以铵态氮与硝态氮的形式存在,入渗溶液中的尿素分子在土壤中分解为铵态氮,再经硝化作用转变为硝态氮。各处理硝态氮与铵态氮均随时间增长而增加,施肥浓度越高氮素含量相应增加。且硝态氮与铵态氮的运移规律相似,在溶液运移的冲刷作用下,氮素含量峰值随时间增长逐渐向微润管远端运移,氮素随时间运移规律曲线类似抛物线,入渗结束时抛物线开口方向变反。试验结束后,土壤氮素分布规律表现为,距离微润管越远各处理氮素含量越高,氮素运移也受重力影响,微润管上方含量低于下方。(2)番茄种植试验各处理土壤含水率随时间变化规律差异不显著,受施肥浓度的影响较小,而土壤氮素含量主要受施肥浓度的影响,施肥浓度越高氮素含量越高。各处理株高、叶面积、茎粗、植株鲜重随时间的动态变化过程均符合“S”型上涨曲线。苗期施肥浓度400mg/L、结果期与成熟期施肥浓度800mg/L的N4处理番茄株高、茎粗、叶面积、植株鲜重仅在生长发育过程中落后于全生育期施肥浓度800mg/L的N5处理,番茄成熟时N4处理的各项指标不弱于N5处理,且N4处理提高了肥料利用率。露天生菜各处理土壤含水率差异不明显,受施肥浓度影响较小,生菜进入成熟期后在20%左右。生菜各处理的株高、叶面积、植株鲜重、产量与灌溉水分生产率变化规律均表现为:F4(600mg/L)>F3(400mg/L)>F5(800mg/L)>F2(200mg/L)>F1(0mg/L)>F6(1000mg/L)处理,微润灌溉1.5m水头下生菜种植的最佳施肥浓度在600mg/L左右,且施肥浓度达到1000mg/L时对生菜生长有抑制作用。各处理氮素含量随施肥浓度的增大而增大,氮素含量随生菜各生育期的需求而波动。
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