氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响

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本站小编 Free考研考试/2021-12-26

薛亮¹, 马忠明^,², 杜少平², 冯守疆¹, 冉生斌²

¹甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所,兰州730070

²甘肃省农业科学院,兰州730070

Effects of Application of Nitrogen on Melon Yield, Nitrogen Balance and Soil Nitrogen Accumulation Under Plastic Mulching with Drip Irrigation

XUE Liang¹, MA ZhongMing^,², DU ShaoPing², FENG ShouJiang¹, RAN ShengBin²

¹Institute of Soil, Fertilizer and Water-saving Agriculture, Gansu Academy of Agricultural Science, Lanzhou730070

²Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070

通讯作者: 马忠明,E-mail： mazhming@163.com

收稿日期:2018-07-30接受日期:2018-11-13网络出版日期:2019-02-16

基金资助:

国家现代农业产业技术体系建设专项.CARS-25-20
甘肃省农业科学院农业科技创新专项计划.2017GAAS25
甘肃省农业科学院农业科技创新专项计划.2017GAAS72

Received:2018-07-30Accepted:2018-11-13Online:2019-02-16
作者简介 About authors
薛亮,E-mail： xuel_3521@163.com。

摘要
【目的】针对灌区膜下滴灌甜瓜栽培施氮不合理的问题,通过系统分析膜下滴灌条件下不同施氮量对甜瓜产量、土壤硝态氮累积及氮素吸收和平衡的影响,为河西灌区膜下滴灌甜瓜合理施用氮肥提供理论依据。【方法】试验采用膜下滴灌施肥模式,设置5个施氮水平：0（N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240 kg·hm ^-2（N₂₄₀）,在苗期、伸蔓期、膨大期和成熟期测定土壤剖面硝态氮含量,并结合成熟期产量和氮素吸收量,分析不同氮素用量对甜瓜产量、品质以及氮素平衡和土壤中硝态氮分布、累积的影响。【结果】在施氮量为180 kg·hm ^-2时甜瓜商品瓜产量达到较高值,果实吸氮量和氮收获指数达到最大,甜瓜氮素吸收利用效率、氮素农学效率和氮素生理利用率变幅分别为39.59%—40.22%、56.61—61.44 kg·kg ^-1和142.98 —152.76 kg·kg ^-1;不同深度土壤NO₃^--N随施氮量的增加而增加,但同一处理中土层越深NO₃^--N含量越低;收获后NO₃^--N主要累积在0—40 cm土层,占试验监测土壤范围（0—100 cm）的46.74%—51.84%;施氮量与甜瓜吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量呈显著正相关,甜瓜吸收量占氮输出量的41.27%—41.36%,氮素残留量占42.62%—43.41%,表观损失占15.32%—16.02%。【结论】在河西沙漠绿洲灌区甜瓜膜下滴灌种植中,氮素施入量以180 kg·hm ^-2为宜,有利于甜瓜氮素吸收利用能力保持在较高水平,降低氮素损失,达到氮素收支动态平衡以及高产优质高效的生产目的。
关键词： 甜瓜;滴灌;氮素吸收;硝态氮累积;氮素利用率;氮素平衡

Abstract

【Objective】The study was aimed at dealing with the problems of fertilization on muskmelon production in field, and the effects of fertilizer on muskmelon yields, soil nitrate accumulation, nitrogen balance of soil nitrogen and nitrogen use efficiency under plastic mulching with drip irrigation were investigated. The purpose of this study was to provide theoretical basis for rational amount of applied nitrogen in muskmelon of fertigation system in Hexi irrigating region.【Method】The field experiment was carried out under plastic mulching with drip irrigation in muskmelon using the split plot design from 2016 to 2017. There was five nitrogen levels, including 0 (N₀), 60 (N₆₀), 120 (N₁₂₀), 180 (N₁₈₀), and 240 kg·hm ^-2 (N₂₄₀), in sub plots to investigate the influence of different fertilizing amount of nitrogen on nutrient absorption and yield of muskmelon. The soil nitrate nitrogen distribution and accumulation were measured at the seeding, vining, fruit-set and mature stages. Furthermore, we also measured the yield of muskmelon at maturity.【Result】The results showed that the yield of the N₁₈₀ treatment was higher than other treatments but it was showed no significant difference compared to N₂₄₀. Nitrogen absorption of melon fruits and nitrogen harvest index were highest under N₁₈₀ treatment. And the higher nitrogen recover efficiency, nitrogen agronomic efficiency and nitrogen physiological efficiency were observed under the treatment of N₁₈₀for two years, the ranges about 39.59%-40.22%, 56.61-61.44 kg·kg ^-1 and 142.98-152.76 kg·kg ^-1, respectively. And the highest soil NO₃^--N content were observed at 0-40 cm soil layers of each treatment at the harvest stage of melon. Meanwhile, the soil NO₃^--N contents were reduced with the increasing of depth in 0-100 cm soil profiles, and soil NO₃^--N accumulates increased with increasing of the application amount of chemical fertilizer nitrogen. And soil NO₃^--N accumulation of each treatment (0-40 cm) accounted for 46.74%-51.84% of total accumulation (0-100 cm). Melon nitrogen uptakes, soil NO₃^--N accumulation and nitrogen apparent loss were positively correlated with the nitrogen application rates. Melon nitrogen uptakes, soil NO₃^--N accumulation and nitrogen apparent loss accounted for 41.27%-41.36%,42.62%-43.41% and 15.32%-16.02% of the total nitrogen input, respectively.【Conclusion】The best nitrogen application rate was 180 kg·hm ^-2 under plastic cover with drip irrigation in melon production of Hexi corridor oasis irrigation area.

Keywords：muskmelon;drip irrigation;nitrogen accumulation;nitrate accumulation;nitrogen use efficiency;nitrogen balance

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薛亮, 马忠明, 杜少平, 冯守疆, 冉生斌. 氮素用量对膜下滴灌甜瓜产量以及氮素平衡、硝态氮累积的影响[J]. 中国农业科学, 2019, 52(4): 690-700 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.04.010
XUE Liang, MA ZhongMing, DU ShaoPing, FENG ShouJiang, RAN ShengBin. Effects of Application of Nitrogen on Melon Yield, Nitrogen Balance and Soil Nitrogen Accumulation Under Plastic Mulching with Drip Irrigation[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2019, 52(4): 690-700 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.04.010

0 引言

【研究意义】氮素是影响作物产量和品质的重要因素,合理施氮是作物取得优质高产的关键措施。我国农田尤其是经济作物生产中氮素的过量施用现象相当普遍,如何合理施用氮肥从而提高利用率并达到氮素平衡,是诸多****关注的课题^[1,2]。膜下滴灌是提高作物水肥效率的技术之一,近年来在露地甜瓜生产中的应用面积逐步扩大^[3]。与传统栽培模式相比,滴灌施肥提高了氮素吸收利用效率,减少了氮素投入量,对提升甜瓜品质和降低环境潜在风险有积极影响。研究滴灌条件下甜瓜产量、品质以及氮素淋失、氮素平衡对施氮量的响应,不仅是甜瓜膜下滴灌施肥技术的有效延伸,也为制定露地甜瓜膜下滴灌优质高效的氮肥施用制度提供有效的理论支撑。【前人研究进展】有关滴灌施肥的研究已有大量报道,与常规灌溉方式相比,滴灌在增加产量和提升肥料利用率等方面均有巨大潜力,但肥料的投入量须在一个合理阈值内^[4,5,6,7]。杜少平等^[8,9]研究了甜瓜在砂田温室栽培中的施氮效应,确定的优化施氮区间为170—227 kg·hm^-2,较沟灌甜瓜增产14.35%,氮素利用率提高4.85%;而露地砂田甜瓜滴灌栽培中,由于种植规格的不同,适宜的施氮量为44.7—57.2 kg·hm^-2[10]。胡国智等^[11,12,13]的研究也明确了新疆灌区甜瓜膜下滴灌的最佳施氮量为225 kg·hm^-2,施肥量比沟灌模式降低了24.22%。同时,滴灌施肥能够显著降低氮素在土壤中的流失。黄丽华等^[14]的试验监测发现,与常规施肥管理方式相比,滴灌西瓜在增产9.85%的基础上单位产量氮肥消耗量降低8.1 g·kg^-1,总氮流失量减少49.7%,削减率达到65.8%。滴灌模式下氮素淋失的影响因素主要有土壤性质、滴头流量、灌水频率以及溶液浓度等,其中某一个因素不受控制都会导致硝态氮向土壤深层下移^{[15,16,17,18]}。THOMPSON等^[19]的研究认为土壤性质是影响硝态氮运移的主要原因,在某些土壤中含水量较高时施氮量超过180 kg·hm^-2就会引起硝态氮流失到0.9 m土层以下,但在土壤水分张力较高的土壤中施氮量可以提高到317 kg·hm^-2不会引起硝态氮渗漏。但更多的****认为氮素施入量是影响硝态氮淋失的主要因素。邢英英等^[20]认为在滴灌施肥条件下灌水量对硝态氮淋失的影响显著,而施氮量的影响是极显著。张学军等^[21]研究了滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的硝态氮淋洗状况的影响,认为减氮是降低土壤硝态氮淋失的可行方案。JOHNSON等^[22]认为,只有当硝态氮的供应超过植物的需求时,才会发生氮的损失。井涛等^[23]的研究证明马铃薯在高垄覆膜滴灌条件下施氮量超过270 kg·hm^-2后,马铃薯吸氮量不再增加,而土壤剖面硝态氮积累量则继续增加。可见,尽管滴灌是一项控制氮素淋失的有效技术措施,但根据不同作物制定科学的氮素管理方案才能在获得高产的同时提高氮素利用率并降低氮素流失的风险^[24]。【本研究切入点】以往的研究证明在不同的区域和种植规格下,滴灌施肥技术能够稳定甜瓜优质高产,达到显著节水节肥的目的,并明确了产量和氮素投入量的关系,而对膜下滴灌模式下露地甜瓜产量、品质和植株氮素吸收利用以及土壤氮素平衡的研究较少。【拟解决的关键问题】本研究通过灌区露地甜瓜膜下滴灌施肥试验,分析不同施氮量对甜瓜产量、品质和氮素利用率的影响,探索土壤硝态氮运移和累积变化规律,以期为确立本区域甜瓜膜下滴灌合理的氮素管理制度提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地与材料

本试验于2016年、2017年在甘肃省民勤县进行,试验地处于腾格里和巴丹吉林沙漠交汇的石羊河下游绿洲地带,地理位置位于北纬38°32′02″,东经103°02′25″,海拔高度1 385 m,2016年生育期降水量为54.41 mm,2017年为45.70 mm（甜瓜生育期日均气温、降水量来自民勤县气象局,见图1）。

图1

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图1甜瓜生育期降水量和气温

Fig. 1Rainfall and air temperature during the melon growth periods (2016, 2017)

试验以“银帝3号”为材料,2016年5月15日移栽,8月11日收获,2017年5月10日移栽,8月3日收获。两年间试验在相邻地块进行,前茬作物均为春玉米。试验地为砂壤土,土壤理化性状见表1。

Table 1
表1
表1试验地土壤基本理化性状
Table 1Physical and chemical characteristics of the experimental soil

土层深度 Soil depth (cm)	pH		容重 Bulk density (g·cm^-3)		有机质 Organic matter (g·kg^-1)		全氮 Total N (g·kg^-1)		硝态氮 NO₃^--N (mg·kg^-1)		速效磷 Available P (mg·kg^-1)		速效钾 Available K (mg·kg^-1)
土层深度 Soil depth (cm)	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
0-20	8.44	8.39	1.38	1.36	6.24	5.67	0.55	0.68	8.85	7.45	25.77	27.38	101.07	142.33
20-40	8.31	8.32	1.60	1.51	6.25	5.24	0.53	0.57	4.44	3.17	28.37	36.51	69.97	106.07
40-60	8.37	8.32	1.58	1.54	4.07	4.03	0.34	0.42	3.79	2.39	37.00	33.06	62.07	122.50
60-80	8.29	8.37	1.53	1.61	5.43	4.65	0.49	0.51	4.65	3.58	23.64	29.85	107.90	87.83
80-100	8.33	8.30	1.45	1.40	8.58	5.10	0.58	0.54	4.34	4.45	44.22	30.76	118.60	132.59

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1.2 试验设计

试验设置5个施氮水平（kg·hm^-2）：0（N₀）、60（N₆₀）、120（N₁₂₀）、180（N₁₈₀）、240（N₂₄₀）,各处理随机排列,3次重复。小区长15 m,宽2 m,种植密度20 010株/hm²。种植采用膜下滴灌方式,膜宽140 cm,膜下铺设两行滴灌带,带间距70 cm,滴头间距50 cm,瓜苗移栽至两条滴灌带内侧垂直距离滴头10 cm处。灌水采用滴灌方式,滴灌带内径16 mm,灌溉压力设定为0.3MPa,用变频泵控制,滴头流量1.75 L·h^-1;甜瓜生育期灌水量为260 mm,灌水13次,覆膜并铺设滴灌带后灌水一次保证底墒,待地墒适宜时移栽并立即灌水保苗,之后每7 d灌水一次直至成熟前一周停止灌水,灌水量定为每次20 mm。灌水施肥以小区为单元通过流量计和比例施肥器控制,吸肥浓度设定为2%。试验氮肥用尿素（N 46%）,磷肥用过磷酸钙（P₂O₅ 18%）,施用量135 kg·hm^-2,钾肥用硫酸钾（K₂O 50%）,施用量75 kg·hm²,其中30%氮肥和磷、钾肥以基肥施入,基肥条施在滴灌带下部,施肥深度15 cm,剩余氮肥随灌水施入,分别在苗期、伸蔓期、结果期、膨大中期追施剩余的15%、15%、20%、20%。

1.3 测定项目与方法

播种前和苗期、伸蔓期、膨大期和收获后每小区选择3个采样点,采样点在滴头正下方,用土钻每20 cm为一层,采集0—100 cm深度土样。采集后同一小区同一深度土样混合待测。称取土壤鲜样5 g,加入2 mol·L^-1的KCl溶液25 mL浸提,振荡30 min,过滤后用流动分析仪测定土壤硝态氮含量。

土壤有机质用外加热法,土壤全氮用半微量凯氏法,速效磷用0.15 mol·L^-1 NaHCO₃浸提-钼蓝比色法,速效钾用NH₄OAc浸提-火焰光度法,土壤容重用环刀法,土壤pH用酸度计法测定^[25]。

在甜瓜收获期每小区随即选取11株植株,分为茎、叶、果实,然后放入105℃烘箱中杀青30 min,再降至80℃烘至恒重。待烘干粉碎后过5 mm筛,经H₂SO₄-H₂O₂消煮后用凯氏法测定全氮含量。

可溶性固形物含量用折光仪（PAL-1）测定。

1.4 计算方法

商品率（%）=（甜瓜收获果数-破损、畸形、未成熟果数）/甜瓜收获果数×100;

硝态氮累积量：I=h×C×B×10^-1

式中,I为硝态氮累积量（kg·hm^-2）,h为土层厚度（cm）,C为硝态氮含量（mg·kg^-1）,B为该土层的平均容重（g·cm^-3）;

氮表观矿化量（kg·hm^-2）=不施氮区地上部分吸氮量+收获后土壤残留矿质氮量-播前土壤起始矿质氮量;

氮素表观损失量（kg·hm^-2）=（施氮量+播前土壤起始矿质氮量+氮素表观矿化量）-（施氮区地上部分吸氮量+收获后土壤残留矿质氮量）;

表观氮素平衡=氮素输入-氮素输出

式中,氮素输入=播前土壤起始矿质氮量+施氮量;氮素输出=作物携出量+收获后土壤残留矿质氮量;

氮素土壤剖面损失量（kg·hm^-2）=播前土壤起始矿质氮量-收获后土壤残留矿质氮量;

氮收获指数（NHI,%）=（果实吸氮量/植株吸氮量）×100;

氮素吸收利用率（NRE,%）=（施氮区地上部分吸氮量-不施氮区地上部分吸氮量）/施氮量×100;

氮素农学效率（NAE,kg·kg^-1）=（施氮区产量-不施氮区产量）／施氮量;

氮素生理利用率（NPE,kg·kg^-1）=（施氮区产量-不施氮区产量）／（施氮区吸氮量-不施氮区吸氮量）。

试验采用Excel 2010和SAS 6.12数据统计软件进行数据处理与分析,采用PROC ANOVA 过程作方差分析,用SigmaPlot 10.0软件作图。

2 结果

2.1 不同处理对甜瓜产量、干物质累积和品质的影响

由表2可知,两年间甜瓜产量和氮素吸收量的变化趋势相似,不同施氮量下产量和可溶性固形物含量差异达到极显著水平。甜瓜单瓜重随着施氮量的增加而提高,施氮后单瓜重提高了5.85%—23.94%。2016年和2017年的数据均显示在施氮量为180 kg·hm^-2时单瓜重达到较高值,继续增施氮肥至240 kg·hm^-2时单瓜重提高了0.87%（2016）和0.88%（2017）,二者差异不显著。商品瓜产量与单瓜重和商品率有紧密联系,充分施氮能够保证甜瓜发育完全并减少畸形瓜,施氮量越高,甜瓜商品率越高。本试验中商品率在施氮后保持在80%以上,并随着施氮量的提高而上升。最高商品瓜产量在N₂₄₀处理中获得,达到40 138 kg·hm^-2（2016）和39 138 kg·hm^-2（2017）,但N₂₄₀与N₁₈₀间商品瓜产量接近,方差分析显示无差异,表明施氮量在180 kg·hm^-2时继续增加氮素投入对于提高产量未能显示足够的潜力。施氮后甜瓜的总生物量迅速增加（表2）,相对于N₀处理两年间分别提高了8.68%—31.98%（2016）和10.31%—31.90%（2017）,表明施氮能够显著促进甜瓜生长,且施氮量越高,植株生物量越大;在施氮量达到较高水平时（N₁₈₀、N₂₄₀）甜瓜生物量继续增加,而同时产量增加不明显,因而总生物量的增加主要是因为茎、叶生物量持续提高所致。由表2还可以看出,甜瓜可溶性固形物含量在施氮后显著提高,两年间分别提高了0.59—2.42个百分点（2016）和1.25—3.03个百分点（2017）;2016、2017年最高值分别在处理N₂₄₀和N₁₈₀中获得,但N₂₄₀和N₁₈₀间差异不大,且2017年处理N₂₄₀有所降低,显示施氮量超过kg·hm^-2后,继续增施氮肥可能会导致甜瓜可溶性固形物含量增速降低甚至出现负增长的现象。

Table 2
表2
表2不同处理对甜瓜产量、干物质累积和品质的影响
Table 2Effects of different treatment on yield, biomass and quality of muskmelon

处理 Treatment	单瓜重 Average fruit weight (kg)		商品率 Commodity rate (%)		商品瓜产量 Yield (kg·hm^-2)		干物质量 Biomass (kg·hm^-2)		可溶性固形物含量 Soluble solid (%)
处理 Treatment	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
N₀	1.88d	1.89d	76.73	75.30	28866d	28478d	5632d	5501d	12.05	11.56
N₆₀	1.99c	2.00c	82.75	81.37	32949c	32563c	6121c	6068c	12.64	12.81
N₁₂₀	2.14b	2.16b	85.95	84.02	36803b	36315b	6726b	6581b	13.15	13.06
N₁₈₀	2.31a	2.28a	86.37	84.76	39925a	38668a	7291ab	6996ab	14.24	14.59
N₂₄₀	2.33a	2.30a	86.09	84.55	40138a	39138a	7433a	7256a	14.47	13.98

Values followed by different letters in the same column are significant among different treatments at 5% level between N rates
同一列中不同施氮处理数值后的不同字母表示处理间差异达5%显著水平

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2.2 不同处理对甜瓜氮吸收和氮素利用率的影响

由表3可见,甜瓜地上部吸氮量受到施氮量的显著影响,随着施氮量增加持续上升,但施氮量超过180 kg·hm^-2时,N₁₈₀、N₂₄₀处理间无显著差异。施氮处理的氮收获指数（NHI）明显高于不施氮处理,提高了4.05—8.66个百分点,表明施氮提高了氮素向果实的转移效率;总体上NHI随施氮量增加的升高,但N₂₄₀处理的NHI有所降低,可能是在施氮量较高时植株的茎、叶中氮素含量也很高,同时较高的施氮量延后了作物成熟,导致氮素的转移延后使NHI降低。甜瓜的氮素吸收利用率（NRE）随着氮素的增加显著降低,表明在较低施氮量情况下,氮素被甜瓜植株充分吸收的机会较大,氮肥施入量大时供应的养分超出甜瓜吸收能力,造成吸收利用率低。考虑到甜瓜产量、品质（表2）和氮素吸收量,N₁₈₀处理具有实际意义,其NRE达到40.22%（2016）和39.59%（2017）,在本区域这一水平明显高于常规灌水模式^[26],表明在甜瓜膜下滴灌栽培模式下N₁₈₀处理在节水的前提下表现出了提高氮素利用效率的潜力。同时可见,整体上甜瓜氮肥农学效率（NAE）随着施氮量的增加而持续降低,而氮素生理利用率（NPE）显示出先上升后又略微下降态势。NPE在处理N₁₈₀中达到最高值且与N₂₄₀间差异不显著,表明在本试验中,甜瓜施氮量达到180 kg·hm^-2时,由施氮增加的吸氮量转化为产量的效率或已达到最高值,继续增加施氮量,植株的吸氮量并未显著上升,从而导致转化效率的下降。

Table 3
表3
表3不同处理对氮素吸收利用的影响
Table 3Effects of different treatments on nitrogen absorption and nitrogen use efficiency of muskmelon

处理 Treatment	果实氮吸收量 N absorption (kg·hm^-2)		氮收获指数 NHI (%)		氮素吸收利用率 NRE (%)		氮素农学效率 NAE (kg·kg^-1)		氮素生理利用率 NPE (kg·kg^-1)
处理 Treatment	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
N₀	40.02d	43.93c	76.54	80.54	–	–	–	–	–	–
N₆₀	73.55c	75.33bc	83.00	84.59	60.53a	50.04a	68.06a	68.10a	112.44c	136.09b
N₁₂₀	92.50b	87.50b	83.73	84.58	48.48b	46.65ab	66.14a	65.31a	136.43b	140.01a
N₁₈₀	106.24a	102.68a	85.20	85.29	40.22c	39.59b	61.44a	56.61ab	152.76a	142.98a
N₂₄₀	104.02a	101.25a	82.27	81.94	30.90d	30.78c	46.97b	44.42b	152.01a	141.26a

NRE: Nitrogen recovery efficiency; NAE: Nitrogen agronomic efficiency; NPE: Nitrogen physiological efficiency
同一列数值之后的不同小写字母表示处理间在P<0.05水平差异显著 Value followed by different small letters within each column are significant between different treatments at P<0.05 level

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2.3 不同施氮量对土壤硝态氮迁移和累积的影响

分析甜瓜关键期不同施氮水平下NO₃^--N在土壤剖面中分布（图2）可见,NO₃^--N在土壤中的分布随着生育进程的推进处理间差异越来越明显,而且这种变化在0—60 cm土层比较清晰;NO₃^--N含量在土壤表层（0—20 cm）最高,随着土层深度的增加NO₃^--N含量逐渐下降,同一土壤深度不同施氮量处理间NO₃^--N含量差异在收获期最明显;在同一土层,NO₃^--N含量的大小依次为N₂₄₀>N₁₈₀>N₁₂₀>N₆₀>N₀,这一趋势在20 cm最为明显,越往土壤深层差异越小;施氮量越小,NO₃^--N在土壤中的稳定时间越短,施氮量超过180 kg·hm^-2时,从移栽到膨大阶段整个监测剖面深度NO₃^--N含量均在上升。

图2

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图2不同施氮水平下土壤剖面NO₃^--N含量分布

Fig. 2NO₃^--N contents in soil layers under different nitrogen fertilizer application rates

图3显示甜瓜收获后土壤中NO₃^--N的累积状况,总体而言,0—100 cm NO₃^--N的累积量总量年际间无差异（2016年为560.83 kg·hm^-2,2017年为562.07 kg·hm^-2）。NO₃^--N主要在0—40 cm土层累积,累积量分别占0—100 cm土层累积总量的49.86%（2016）和48.74%（2017）。施氮量对NO₃^--N的累积有显著影响,在同一土层,随着施氮量的增加,NO₃^--N累积量逐渐增加。在0—20 cm土层,除N₀、N₆₀和N₆₀、N₁₂₀处理间未达到差异显著外,其他处理间均差异显著（P<0.05）;20—40 cm土层不同施氮处理间NO₃^--N累积量在P<0.05水平下存在显著差异。综合0—40 cm土层同一施氮量下NO₃^--N累积的增量可知,2016年收获期N₂₄₀、N₁₈₀、N₁₂₀和N₆₀处理较N₀处理增加了136.40%、97.10%、53.12%和36.99%,2017年增加了107.63%、77.95%、37.60%和25.09%;而在40—60 cm、60—80 cm以及80—100 cm土层,不同施氮处理间的NO₃^--N累积量差异逐渐减小。表明施氮量对NO₃^--N累积的范围主要在40 cm土层以上,对40 cm以下土层NO₃^--N累积的影响有限。

图3

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图3施氮量对收获后土壤NO₃^--N累积的影响

Fig. 3NO₃^--N accumulation after melon harvest in different soil depths under different nitrogen fertilizer application rates

2.4 不同处理对土壤氮素平衡的影响

考虑到在试验区无机氮主要以NO₃^--N形式存在,因而在计算氮素平衡过程中以NO₃^--N含量为准。甜瓜生育期氮素平衡结果（表4）显示,施氮量、播前NO₃^--N累积量和生育期内的氮素矿化量是氮素输入量的组成部分,而施氮量是氮素总输入量的主要来源,氮素总输入量随施氮量的增加而线性增加,土壤本身的氮素供给能力也占较大比例,本试验中氮素矿化量和起始NO₃^--N累积量总量为114.82 kg·hm^-2 （2016）和109.91 kg·hm^-2（2017）,均超过当年不施氮处理作物吸氮量。

Table 4
表4
表4不同处理对0—100 cm土壤剖面氮素平衡的影响
Table 4Effects of different treatments on soil N balance of melon in 0-100 cm layers

氮输入量N input								氮输出量 N output
施氮量 N rate (kg·hm^-2)		起始NO₃^--N Initial NO₃^--N		矿化量 Mineral N		总输入量 Total input		作物带出 Melon uptake		残留NO₃^--N Residual NO₃^--N		表观损失 Apparent loss
2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017	2016	2017
0	0	77.42	61.18	37.40	55.95	114.82e	109.91e	52.29c	51.66d	62.53e	58.25e	0	0
60	60	77.42	61.18	37.40	55.95	174.82d	169.91d	88.61b	81.68c	79.54d	82.09d	6.67d	6.13d
120	120	77.42	61.18	37.40	55.95	234.82c	229.91c	110.47b	107.64b	105.46c	101.60c	18.89c	20.67c
180	180	77.42	61.18	37.40	55.95	294.82b	289.91b	124.69a	122.93a	124.31b	128.87b	45.82b	38.11b
240	240	77.42	61.18	37.40	55.95	354.82a	349.91a	126.44a	125.53a	137.81a	144.03a	90.57a	80.34a

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氮输出项包括甜瓜吸收量（地上部）、土壤NO₃^--N残留量和表观损失量,综合各处理平均值,作物吸收量占氮输出量的41.36%（2016）、41.27%（2017）,氮素残留量占42.62%（2014）、43.41%（2015）,表观损失占16.02%（2016）、15.32%（2017）,NO₃^--N残留量占有较大比例,它也是氮素盈余的主要来源。作物吸氮量、土壤NO₃^--N残留量和表观损失量均随着施氮量的增加而增加,并分别与施氮量呈线性关系（R²_{作物吸氮量}=0.8893、R²_土壤NO3^-_-N残留量=0.9899、R²_{表观损失量}=0.9361）。分析表明,NO₃^--N残留量和表观损失量在整个施氮区间内均持续增加,最大值均在处理N₂₄₀时出现,且与N₁₈₀间差异达到极显著水平。同时,施氮后作物携出量、NO₃^--N残留量所占氮素输出量的比例逐渐减小,表观损失量所占比例持续增加,综合分析两年的平均值可知,处理N₂₄₀较N₀作物携出量减少了10.51%,NO₃^--N残留量减少了13.75%,而表观损失量增加了24.25%,表明施氮量达到一定水平后,施用量超出了作物吸收范围,且溢出了氮盈余区间。溢出部分氮素对下季作物不具有使用价值,可能以淋溶形式损失,施氮越多,损失量越大。

对两年的数据做平均值分析,将甜瓜氮素吸收量（y₁）、土壤NO₃^--N残留量（y₂）和氮素表观损失量（y₃）分别与施氮量（x）进行回归分析,分别得到如下方程：y₁=0.311x+61.857（R²=0.906*）、y₂=0.345x+61.081（R²=0.995**）、y₃=0.344x-10.575（R²=0.892*）,表示在施氮量增加1 kg时,作物携出量增加0.31 kg·hm^-2,矿质氮残留量增加0.35 kg·hm^-2,氮素表观损失量增加0.34 kg·hm^-2。

施氮量、播前NO₃^--N含量与氮素矿化量之和（169.91—354.82 kg·hm^-2）已超出了甜瓜地上部氮素最大吸收量（126.44 kg·hm^-2）,土壤本身供氮量高达114.82 kg·hm^-2（2016）和109.91 kg·hm^-2（2017）。因此,为了减少氮素的表观残留和损失量,考虑到土壤自身氮素供应能力,同时考虑到产量的稳定,施氮量应尽可能的控制。

3 讨论

3.1 氮素用量与膜下滴灌甜瓜的产量和品质

西北地区水资源紧张程度非常突出,甜瓜是喜水作物,滴灌施肥与甜瓜种植相结合,是契合区域特征与作物生长要求的栽培措施^[27]。将氮素调控作为核心,以膜下滴灌为载体,是从源头调控水肥资源降成本的生产方式,也是达到作物-土壤系统氮素平衡和高效施肥的研究方向^[28,29,30]。本试验在河西沙漠绿洲灌区开展,得出在施氮量为180 kg·hm^-2时甜瓜商品产量和可溶性固形物含量达到较高水平,与N₂₄₀处理相比差异不显著,相对于传统沟灌方式减氮30%以上^[31]。在施氮量达到240 kg·hm^-2时植株生物量持续增加但氮素收获指数有所降低,说明氮素向果实的转移并未提高,也印证了生物量的增量主要来源于茎叶部分,而非果实的生长量。表明在甜瓜膜下滴灌栽培模式中施氮量达到180 kg·hm^-2时,其氮素供应量能够满足这一品种在该区域果实单重、结果数以及光合效率等生理生长效应需求的养分条件,并促进了养分吸收,进而提高产量^[32,33,34]。继续施氮可能会降低根际土壤微生物氮含量,从而抑制后期植株吸收养分的效率^[35],导致产量降低,这与其他作物上进行的研究结果相同^[20,23]。因此在保证甜瓜产量和品质的基础上对高施氮量进行调整是本区域甜瓜生产的一个可行措施。

3.2 氮素用量与膜下滴灌甜瓜的氮素吸收利用

氮素施入量的调整势必会反应到氮素吸收利用率的变化中,甜瓜氮素吸收利用效率（NRE）、氮素农学效率（NAE）均以N₆₀处理最高,且随着施氮量的增加而降低,氮素生理利用率（NPE）在处理N₁₈₀中达到最高值且与N₂₄₀间差异不显著。表明在本试验中,甜瓜施氮量达到180 kg·hm^-2时,由施氮增加的吸氮量转化为产量的效率或已达到最高值,继续增加施氮量,植株的吸氮量并未显著上升,从而导致转化效率的下降。这可能与施氮量以及施氮时期与作物需肥时期不吻合有关,施氮量过高或者在需氮量较少的时期施氮,除作物吸收之外,会有部分氮素遗留到土壤中,作物后期若再次施氮必然会减少这部分氮的吸收比例^[36],总体上就会导致氮素吸收效率降低。通过化肥施入的氮在超出作物吸收范围或需求量时,往往会以硝态氮形态残留在土壤中,被淋洗或通过硝化—反硝化途径损失,流失的氮量与作物灌水量和施氮量呈显著的正相关^[22,37-38]。本区域甜瓜种植中传统的灌水施肥模式下硝态氮主要残留在80—100 cm的土层,而优化的灌水施氮量能够将硝态氮最大限度的持留在80 cm以上土层^[29]。滴灌施肥对于降低NO₃^--N淋失的作用早已得到了肯定^[14,15],本试验结果显示,甜瓜收获后硝态氮主要留存在0—40 cm的土层中,占监测范围总硝态氮累积量的46.74%—51.84%,说明滴灌施肥能够将大量的硝态氮留存在作物可继续吸收利用的范围内,降低氮素损失和环境污染的风险。

但即便滴灌施肥方式减少了硝态氮往土壤深层的淋洗,过多的施氮量仍然会导致作物-土壤系统中氮素盈余增加,超出作物吸收部分的氮素会以氮素表观损失和无机氮残留形式损失,且与施氮量有显著正相关^[39]。本试验结果表明,不施氮处理中,土壤氮素供应量为114.82 kg·hm^-2或109.91 kg·hm^-2时,达到土壤氮素总平衡;而施氮后作物携出量、NO₃^--N残留量所占氮素输出量的比例逐渐减小,表观损失量所占比例持续增加,在施氮量低于180 kg·hm^-2情况下,作物吸氮量>土壤残留量>氮肥表观损失量,表明施氮量增加能促进作物氮素吸收,但施氮量超过180 kg·hm^-2后,甜瓜吸氮量不再增加,土壤残留量>作物吸氮量>氮肥表观损失量。这与其他作物上的研究结果类似^[40],表明过量施氮是造成氮素利用率低下,损失量增加和环境污染风险剧增的主要原因,合理施肥是保证土壤氮素平衡的关键。

4 结论

研究结果表明,适宜的氮素施用量能够提高甜瓜产量、品质、氮素吸收利用率,并能降低土壤中氮素损失量。施氮量为180 kg·hm^-2时甜瓜商品瓜产量达到较高值,果实吸氮量和氮收获指数达到最大,由施氮增加的吸氮量转化为产量的效率达到最高值;施氮量超过180 kg·hm^-2后,土壤中NO₃^--N含量大幅上升;施氮量与甜瓜吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量呈显著正相关,甜瓜吸收量占氮输出量的41.27%—41.36%,氮素残留量占42.62%—43.41%,表观损失占15.32%—16.02%;施氮量增加1 kg时,作物携出量增加0.31 kg·hm^-2,矿质氮残留量增加0.35 kg·hm^-2,氮素表观损失量增加0.34 kg·hm^-2。综合考虑提高甜瓜产量、品质和氮素吸收利用效率以及维持土壤平衡等因素,在河西绿洲灌区膜下滴灌条件下,甜瓜种植中减量施氮至180 kg·hm^-2,能够满足甜瓜对氮素需求,保证甜瓜获得高产优质,提高氮素利用率,同时降低了氮素淋失对环境污染的风险。

（责任编辑李云霞）

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氮素在作物产量和品质形成中起着关键作用。本文综述了什么是合理施氮，包括施氮量、施氮方法和时期，也包括与有机肥和秸秆还田措施的配合等。指出我国农田氮肥施用的主要问题是施肥过程和施肥后的严重损失。依据农户调查所获得的田块尺度施氮量，与田间试验合理施氮量对比分析表明，过量施氮田块占总调查田块的大约33%。依据区域尺度单位播种面积平均施氮量，与作物平均推荐施氮量对比分析表明，全国过量施氮面积占播种面积20%、合理面积占70%、不足面积占10%。总体而言，过量施氮现象还相当普遍，特别是在蔬菜和果树等经济作物上。本文提出了一种估算国家尺度氮肥需求量的方法，可估算出全国合理需氮量范围，称之为氮肥需求量估算法。用三种不同方法估算的我国19802010年间的氮肥需求量与实际氮肥使用量比较表明，如仍然依照现在的粗放施肥习惯，应该为现在的实际氮肥使用量，5年平均为N 27.9×106 t 左右，正好处于合理需氮量范围的中线。在改善施肥技术基础上，我国2006~2010年间5年氮肥平均使用量应该在N 19.6×106 t 左右；用五种方法预测的我国未来氮肥需求量表明，如果改善施肥技术，我国2020、 2030、 2050年合理氮肥需求量分别为N 21.0×106 t、 21.7×106 t、  23.1×106 t；如施肥技术得不到实质性改善，依然粗放施氮，则氮肥需求量应处于合理使用量范围的中线，分别为N 30.4×106 t、 31.4×106 t、 33.4×106 t。进一步分析了我国粮食产量和氮肥施用量与美国和西欧的差异，我国农田有机肥和碳投入对增加土壤有机碳氮库的重要性。

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弄清中国不同区域农田养分投入、产出和平衡状况，对养分资源管理和肥料的科学分配与施用，提高肥料利用效率等具有重要意义。在参考现有资料的基础上，系统分析和论述了中国的养分资源及其利用现状，估算了各种有机肥资源及其可提供的氮磷钾养分数量，分析和评价了中国不同区域养分输入、输出特点及平衡状况。针对目前养分输入、输出存在的一系列问题，提出了养分资源管理的对策和建议。

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我国是一个农业大国，农业灌溉用水量较多，但我国的水资源现状极其紧缺、人均占有量少，节水灌溉技术的推广应用已经成为缓解我国水资源紧缺矛盾的战略选择。而膜下滴灌技术作为一种重要的、先进的局部节水灌溉技术，发展日益迅速并且前景愈发广阔。本文通过介绍膜下滴灌技术的概念及其特点、发展现状，提出了膜下滴灌技术存在的问题，并针对问题分析了相应的未来发展趋势，提出了今后需要进一步研究和探索的方向。

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Tomato rooting patterns were evaluated in a 2-year field trial where surface drip irrigation (R0) was compared with subsurface drip irrigation at 20 cm (RI) and 40 cm (RII) depths. Pot-transplanted plants of two processing tomato, `Brigade' (C1) and `H3044' (C2), were used. The behaviour of the root system in response to different irrigation treatments was evaluated through minirhizotrons installed between two plants, in proximity of the plant row. Root length intensity ( L a ), length of root per unit of minirhizotron surface area (cm cm 612 ) was measured at blooming stage and at harvest. For all sampling dates the depth of the drip irrigation tube, the cultivar and the interaction between treatments did not significantly influence L a . However differences between irrigation treatments were observed as root distribution along the soil profile and a large concentration of roots at the depth of the irrigation tubes was found. For both surface and subsurface drip irrigation and for both cultivars most of the root system was concentrated in the top 40 cm of the soil profile, where root length density ranged between 0.5 and 1.5 cm cm 613 . Commercial yields (t ha 611 ) were 87.6 and 114.2 (R0), 107.5 and 128.1 (RI), 105.0 and 124.8 (RII), for 1997 and 1998, respectively. Differences between the 2 years may be attributed to different climatic conditions. In the second year, although no significant differences were found among treatments, slightly higher values were observed with irrigation tubes at 20 cm depth. Fruit quality was not significantly affected by treatments or by the interaction between irrigation tube depth and cultivar.

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Subsurface drip irrigation offers potential for increased water and N fertilizer use efficiency, and decreased groundwater NO3 pollution. Replicated factorial experiments consisting of four rates of N fertilizer application (60500 kg ha-1) and three target soil water tensions (SWT) (low, medium, and high) were conducted on subsurface drip-irrigated broccoli (Brassica olearacea L. Italica) during three winter growing seasons in southern Arizona. Objectives were to (i) determine effects and interactions of irrigation water and N inputs on net economic return, residual soil NO3-N, and unaccounted fertilizer N, and (ii) use abstract spatial analysis techniques to simultaneously evaluate agronomic, economic, and environmental production functions during three growing seasons. Spatial analysis was used to identify overlap of acceptable zones of marketable yield, net return, and unaccounted fertilizer N. Acceptable yields and net return were defined as ≥95% of maximum predicted response within the range of the treatments, and acceptable unaccounted fertilizer N was defined as ≤40 kg ha-1. During this study, >95% of maximum net return encompassed N rates of 300 to 500 kg ha-1, and SWTs of 7 to 25 kPa. There was little accumulation of NO3 in the top 0.9 m of soil when ≤350 kg N ha-1 were applied. Unaccounted N increased with excessive N and water inputs, and accounted for as much as 46% of N applied. Overlap of acceptable zones of agronomic, economic, and environmental production criteria was achieved in each year. Areas of overlap were bounded by 300 to 325 kg N ha-1 and 8.5 to 12 kPa in 19931994, 350 to 500 kg N ha-1 and 11 to 14 kPa in 19941995, and 340 to 410 kg N ha-1 and 11 to 24 kPa in 19951996.

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A 3-year irrigation trial provided basic information on the response of persimmon ( Diospyros kaki cv. Triumph) water use and development to irrigation levels. Constant experimental factors applied to recommended aseline crop factors resulted in ratios of irrigation (I) to FAO56 reference crop evapotranspiration (ET 0 ) ranging from 0.35 to 1.14. Vegetative and reproductive growth, sap flow, stem water potential (SWP), and local climate were monitored. An overall increase in yield and vegetative growth in response to irrigation was found, which suggests a potential yield increase for higher irrigation levels (40 tons/ha for annual irrigation of 1,000 mm). At high irrigation, the yield response curve levelled off and the marginal contribution of additional water declined. The up to threefold increase in number of fruits with irrigation, with no influence on natural abscission, suggests that differences in fruit quantities stem from response to irrigation at the earlier growth stages. Mean fruit size and fruit quality, as indicated by the ratio of rejected fruit, increased with irrigation up to I/ET 0 of ~0.8. Relative yield increased linearly with relative transpiration. However, post-harvest quality was not influenced. SWP, sap flow, and non-transpirable water fractions indicated that the seasonal irrigation tables were not well tuned. Initial adjustments were made during the final season of the experiment and a new table was developed based on our results. The new table should be a basis for further trials.

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为揭示加气频率和滴灌带埋深等对甜瓜产量、品质及水分利用效率的影响,以甜瓜(陕甜一号)为研究对象,采用追加正交试验设计,研究不同加气频率、地下滴灌带埋深及灌水控制上限对大棚甜瓜果实形态、产量、品质及灌溉水分利用效率的影响。结果表明:对果实形态、品质及产量影响的大小顺序依次为加气频率、滴灌带埋深和灌水控制上限。对水分利用效率的影响大小顺序依次为灌水控制上限、加气频率和滴灌带埋深。根区加气能够显著改善果实产量及品质,滴灌带埋深为25 cm,每天加气1次品质及果实形态指标最好,产量最高。灌水量控制在田间持水量的80%时,果实可溶性固形物含量最高,但灌水量为70%田间持水量时,可溶性总糖、产量、水分利用效率最高。综合考虑,最优处理组合为滴灌带埋深25 cm,每天通气一次,灌水控制上限为70%田间持水量。

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为解决设施砂田甜瓜生产中的水肥瓶颈问题,该文通过大田试验,研究西北旱区设施砂田甜瓜传统水肥管理与滴灌施肥处理对不同生育时期甜瓜生长、产量、品质及水氮利用率的影响,从而确定甜瓜高效的灌溉方式及适宜的氮肥用量。试验设置了2个对照处理：大水漫灌不施氮肥（CK0）和大水漫灌传统施氮（CK）,并在灌水量减少40%的滴灌条件下设置了4个氮肥水平：不施氮（T1）、传统施氮量N 180 kg/hm2（T2）、减氮40%即N 108 kg/hm2（T3）、增氮40%即N 252 kg/hm2（T4）,共6个处理。结果表明：滴灌施肥处理较对照在甜瓜生长后期光合、植株干物质及氮素积累量等生理、生长指标均显著提高,甜瓜增产7.40%～14.35%,水、氮利用率分别提高28.81%～40.65%和22.78%～77.22%,果实品质中可溶性固形物及Vc含量也显著提高,硝酸盐含量显著降低,且滴灌可减少砂层含土量,从而延长砂田的使用年限。相同滴灌条件不同氮水平处理间,甜瓜植株干物质及氮素积累量随施氮量的增加而增加,而光合指标、产量、品质及水氮利用率则表现出先增加后降低的趋势,其中以T2和T3处理的甜瓜产量、品质和水氮利用率最高。综合分析表明,滴灌施肥是西北旱区设施砂田甜瓜栽培优质高产、高效和节水节肥的水肥管理模式,适宜的氮肥施用量为108～180 kg/hm2。

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DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.11.012 URL [本文引用: 1]

【目的】传统水肥管理是限制砂田设施甜瓜产业发展的主要因素。研究滴灌施肥条件下砂田设施甜瓜的水肥耦合效应,为该产业的可持续发展提供技术支撑。【方法】在滴灌施肥条件下,采用"311-B"D饱和最优设计,建立甜瓜产量、品质与水肥的回归模型,分析各因素的单因素效应、交互效应和边际效应,确定砂田设施甜瓜滴灌高产优质栽培的适宜施用量。【结果】建立了甜瓜产量、品质与灌水、氮肥、钾肥的回归模型;因素效应分析结果表明,影响甜瓜产量的主要因素是氮肥用量,其次是灌水量和钾肥用量;影响甜瓜品质的主要因素是钾肥用量,再其次是灌水量和氮肥用量;甜瓜产量、品质均随着水、肥用量的增加而先增加后降低。水、氮、钾相对于甜瓜产量与品质的交互效应也存在差异,在产量影响方面,对水而言,氮的交互效应大于钾;对氮而言,水的交互效应大于钾;对钾而言,氮的交互效应大于水。而在品质方面,对水而言,钾的交互效应大于氮,对氮而言,钾的交互效应大于水,对钾而言,氮的交互效应大于水。某一单一因子投入量偏高或偏低均不利于甜瓜产量和品质的形成,而由于水肥间的交互作用,两者配施则对产量和品质的提高具有较强的促进作用。【结论】综合考虑水、氮、钾对甜瓜产量、品质的影响,滴灌条件下,砂田设施甜瓜高产优质的水肥方案为:灌溉定额为786—796 m~3·hm~(-2)、施肥量N为170—227kg·hm~(-2)、K_2O为227—246 kg·hm~(-2),可作为砂田设施滴灌条件下的灌溉施肥优化方案。

MA Z

, DU S

, XUE

. Coupling effects of water and fertilizer on melon in plastic greenhouse of gravel-mulched field under drip fertigation
Scientia Agricultura Sinica, 2016,49(11):2164-2173. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2016.11.012 URL [本文引用: 1]

沈晖, 田军仓, 宋天华 . 水肥耦合对压砂地膜下滴灌甜瓜的产量效应研究
中国农村水利水电, 2011(10):15-18.

URL [本文引用: 1]

以甜瓜为供试材料,采用三因素五水平二次回归通用旋转组合设计方法,在宁夏中部干旱带进行了压砂地膜下滴灌水肥耦合效应试验,研究了不同水肥耦合水平对甜瓜产量的影响,并建立了非充分水肥耦合回归模型。结果表明:各因素对产量的影响顺序为灌水量施磷量施氮量,灌水量与施磷量的交互作用较显著;经模型寻优,得出不同目标产量下的水、氮、磷最佳组合方案,可为压砂地甜瓜节水节肥和高效栽培提供科学依据。

SHEN

, TIAN J

, SONG T

. Coupling effects of water and fertilizer on drip irrigation of melon under plastic mulches in Sunada
China Rural Water and Hydropower, 2011(10):15-18. (in Chinese)

URL [本文引用: 1]

胡国智, 冯炯鑫, 张炎, 吴海波, 熊韬, 李青军 . 不同施氮量对甜瓜养分吸收、分配、利用及产量的影响
植物营养与肥料学报, 2013,19(3):760-766.

DOI:10.11674/zwyf.2013.0328 URL Magsci [本文引用: 1]

通过田间膜下滴灌栽培，研究不同氮素水平对甜瓜养分吸收、分配及产量的影响。结果表明，增施氮肥显著提高了甜瓜的氮、磷、钾的积累量，特别是显著提高了甜瓜后期氮、磷、钾的积累量。在施P2O5 140  kg/hm2、 K2O 150  kg/hm2 的基础上施N 225  kg/hm2，甜瓜的养分吸收量和产量均为最高，各施氮处理甜瓜氮肥利用率在11%~29%之间，且随施氮量的增加而降低。甜瓜对钾的吸收量最高，氮次之，磷最少，表明甜瓜是喜钾作物。

HU G

, FENG J

, ZHANG

, WU H

, XIONG

, LI Q

. Effects of nitrogen fertilization on nutrient uptake, assignment, utilization and yield of melon

Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,

2013,19(3):760-766. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2013.0328 URL Magsci [本文引用: 1]

陆雪锦, 张炎, 胡国智, 李青军, 胡伟, 冯炯鑫 . 钾肥用量对甜瓜生长发育、产量及品质的影响
新疆农业科学, 2012,49(12):2286-2291.

DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2012.12.022 URL [本文引用: 1]

【目的】研究甜瓜在膜下滴灌栽培条件下对甜瓜生长发育及产量品质的影响。【方法】田间小区试验,施钾量不同处理为:0、75、150、225 kg/hm~2。【结果】(1)随施钾量的增加,干物质积累快增期(△t)延长,施钾处理比不施钾处理延长了1～6d;施钾增加了甜瓜在△t时期内的干物质积累量,在快增期时施钾处理单株积累量比不施钾处理增加95.15～139.67 g;K_0、K_1、K_2、K_3各处理总干物质积累速率依次在播种后63、66、65、64 d达到最大值。(2)合理施用钾肥,有利于甜瓜茎粗增长,成熟期K_2处理比K_0、K_3处理的茎粗值分别高出3.49、3.17 mm,(3)施钾量在150kg/hm~2时,叶绿素含量、含糖量达到最大值。(4)施钾对甜瓜有明显的增产作用,施钾量在150 kg/hm~2时,甜瓜产量达到最大值31 223 kg/hm~2。【结论】在经一元二次方程模拟后得出钾肥最佳经济施用量为116 kg/hm~2。

LU X

, ZHANG

, HU G

, LI Q

, HU

, FENG J

. Effect of potassium rate on growth, yield and quality of rock melon
Xinjiang Agricultural Sciences, 2012,49(12):2286-2291. (in Chinese)

DOI:10.6048/j.issn.1001-4330.2012.12.022 URL [本文引用: 1]

胡国智, 冯炯鑫, 张炎, 熊韬, 吴海波, 李青军 . 施氮对甜瓜干物质积累、分配及产量和品质的影响
中国土壤与肥料, 2014(1):29-32.

DOI:10.11838/sfsc.20140107 URL [本文引用: 1]

研究氮肥对甜瓜干物质积累、分配以及产量和品质的定量影响是实现露地甜瓜栽培氮肥优化管理的前提。试验以自育品种新蜜杂36号为材料，定量分析不同氮肥施用水平对甜瓜干物质、产量及品质的影响，结果表明，增施氮肥显著提高甜瓜干物质积累和氮素吸收，在P20，140kg／hm2、K：0150kg／hm2的基础上施N225kg／hm2，甜瓜产量和品质均为最高，各施氮处理氮肥利用率在 11％-29％之间且氮肥利用率随施氮量的增加而降低。

HU G

, FENG J

, ZHANG

, XIONG

, WU H

, LI Q

. Effect of fertilizing nitrogen on muskmelon’s biomass accumulation, distribution, yield and quality
Soil and Fertilizer in China, 2014(1):29-32. (in Chinese)

DOI:10.11838/sfsc.20140107 URL [本文引用: 1]

黄丽华, 沈根祥, 钱晓雍, 顾海蓉, 仇忠启, Massimo

Pugliese

. 滴灌施肥对农田土壤氮素利用和流失的影响
农业工程学报, 2008,24(7):49-53.

DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2008.07.010 URL Magsci [本文引用: 2]

通过2年在果园和蔬菜田的生产试验及田间氮素流失监测，对比研究常规施肥管理和精确滴灌施肥技术在作物产量、肥料消耗量和农田氮素流失负荷等方面的差异，分析不同施肥方式对农田土壤氮素利用和流失的影响。结果表明：滴灌施肥技术把定量的溶解态肥料直接输送到作物根部，提高了肥料利用效率，农作物产量与常规产量基本持平甚至略有提高，而氮肥消耗量和氮素流失负荷则显著降低。与常规施肥管理方式相比，2006年梨、大豆和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低10.8、11.8和8.9 g/kg，削减率分别为22.8％、26.6％和30.8％；单位产量总氮流失量也分别削减45.2％、14.5％和26.3％。2007年梨、西瓜和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低11.1、8.1和5.0 g/kg，削减率分别达到29.7％、65.8％和21.5％；单位产量总氮流失量分别削减56.4％、49.7％和51.8％。

HUANG L

, SHEN G

, QIAN X

, GU H

, QIU Z

, PUGLIESE

. Impacts of drip fertilizer irrigation on nitrogen use efficiency and total nitrogen loss load
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2008,24(7):49-53. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2008.07.010 URL Magsci [本文引用: 2]

岳文俊, 张富仓, 李志军, 邹海洋, 高月 . 水氮耦合对甜瓜氮素吸收与土壤硝态氮累积的影响
农业机械学报, 2015,46(2):88-96.

DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.014 URL [本文引用: 2]

A greenhouse muskmelon variety was grown under mulched drip irrigation to investigate the effects of different water and nitrogen levels on nitrogen nutrient absorption, distribution and yield of greenhouse muskmelon, soil NO-3N distribution and accumulation, which can provide theoretical basis for high water-fertilizer use efficiency and the optimal regulation and control of greenhouse muskmelon. Muskmelon plants were subjected to three irrigation levels and three nitrogen levels, and totally were 9 treatments. Treatments were completely arranged according to randomization. Results showed that the above-ground dry matter accumulation and amounts of N accumulation were obtained in the treatment of W2N2 and the content of soil NO-3N was the highest in 0~15cm soil layer after the muskmelon harvest and the content of soil NO-3N decreased with the increase of soil depth. The accumulation of 0~60cm soil NO-3N increased with the increase of nitrogen rate and decreased with the increase of irrigation amount. The yield of muskmelon increased with the increase of irrigation amount and nitrogen rate except for the treatment of W3 and N3. It was concluded that the irrigation level W2 and nitrogen level N2 could be recommended as the best combination of water and nitrogen which can improve muskmelon yield in the production of muskmelon under drip irrigation with plastic film mulched in the experimental area.

YUE W

, ZHANG F

, LI Z

, ZOU H

, GAO

. Effects of water and nitrogen coupling on nitrogen uptake of muskmelon and nitrate accumulation in soil
Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2015,46(2):88-96. (in Chinese)

DOI:10.6041/j.issn.1000-1298.2015.02.014 URL [本文引用: 2]

HAJRASULIHA

, ROLSTON D

, LOUIE D

. Fate of ¹⁵N fertilizer applied to trickle-irrigated grapevines
American Journal of Enology & Viticulture, 1998,49(2):191-198.

DOI:10.1016/S0168-1605(97)00113-X URL [本文引用: 1]

Information on fate of nitrogen applied to vines is needed to improve fertilizer management. Nitrogen-15 enriched ammonium and nitrate fertilizers were applied in the spring through a trickle irrigation system to six Thompson Seedless vines of a vineyard on the West Side of the San Joaquin Valley of California. At fruit harvest, all above-ground plant parts were removed and analyzed for N. Soil around each vine was also sampled and analyzed for N in the inorganic and organic N fractions. Spatial patterns of fertilizer N for soil inorganic and organic N were analyzed using a median polish technique which indicated large variability with respect to direction, distance, and depth. There was a tendency for the fertilizer N from NHto be located directly beneath emitters than from the NO. Nitrogen from the NHapplication penetrated to only the 150-cm depth, whereas some N from the NOapplication reached 210 to 240 cm. Most of the organic fertilizer N for both NOand NHapplications was in the top 60 cm of soil where the vine roots were likely of greatest density. Overall recovery of fertilizer N was also quite variable, probably due to variability in soil physical properties and uneven surface application of water and fertilizer due to local surface ponding. Although not statistically significant, uptake of fertilizer N by above-ground plant components was slightly higher for the NHapplication (24.2% of applied N) than the NOapplication (21.5%). Soil organic N had significantly (95% level) higher N from NH(19% of applied N) than from NO(13%). This probably occurred due to longer residence time of N from NHwithin the top 60 cm, where the bulk of roots and microbial activity existed, than for NO. Overall, about 67% to 79% of the fertilizer N applied in spring remained in the soil at harvest, and the vines took up the rest. There was no indication of significant N leaching below 2.4 m or denitrification of fertilizer N for the trickle-irrigated vines during the growing season. (author)

[17]

习金根, 周建斌, 赵满兴, 陈竹君 . 滴灌施肥条件下不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究
植物营养与肥料学报, 2004,10(4) : 337-342.

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2004.04.001 URL Magsci [本文引用: 1]

采用室内土柱模拟方法研究了滴灌条件下不同种类氮肥(硝态氮、铵态氮和尿素态氮)在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明,3种氮肥在2种质地土壤中的淋失量均是硝态氮肥>尿素>铵态氮肥,淋失的氮素主要为肥料氮。砂壤土上氮素的淋失量明显高于粘壤土。滴灌施用铵态氮肥,显著增加了土壤中NH4+-N含量,随着硝化作用的进行,NH4+-N的量在培养的第5d左右达高峰,尔后含量逐渐降低。与滴灌施用硝态氮肥相比,施用铵态氮肥和尿素后在培养期间土壤矿质态氮(NO3--N+NH4+-N)的含量有降低的趋势，降低的原因可能与N+NH4+-N在土壤中的固定、挥发等有关。

XI J

, ZHOU J

, ZHAO M

, CHEN Z

. Leaching and transforming characteristics of different nitrogen fertilizers added by fertigation
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004,10(4):337-342. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2004.04.001 URL Magsci [本文引用: 1]

RAJPUT T B

, PATEL

. Water and nitrate movement in drip-irrigated onion under fertigation and irrigation treatments
Agricultural Water Management, 2006,79(3):293-311.

DOI:10.1016/j.agwat.2005.03.009 URL [本文引用: 1]

[19]

THOMPSON T

, DOERGE T

, GODEIN R

. Nitrogen and water interactions in subsurface drip-irrigated cauliflower: II. Agronomic, economic, and environmental outcomes
Soil Science Society of America Journal, 2000,64:412-418.

DOI:10.2136/sssaj2000.641412x URL [本文引用: 1]

[20]

邢英英, 张富仓, 张燕, 李静, 强生才, 吴立峰 . 滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量、品质和水氮利用的影响
中国农业科学, 2015,48(4):713-726.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.04.09 URL [本文引用: 2]

【目的】水肥是限制作物增产的两大因子,不合理的灌溉与施氮不仅难于增加产量,还会增加土壤剖面硝态氮累积、降低作物品质及水氮利用效率。针对西北半干旱地区温室蔬菜灌水和施肥存在的问题,通过滴灌施肥水肥耦合对温室番茄产量品质和水氮利用的影响,研究滴灌施肥条件下温室番茄高产优质高效的灌水施肥制度。【方法】通过温室番茄小区试验,设常规沟灌施肥(100%ET0,N240-P2O5120-K2O150 kg·hm-2)以及3个滴灌水量(高水W1:100%ET0、中水W2:75%ET0、低水W3:50%ET0)和3个施肥水平(高肥F1:N240-P2O5120-K2O150 kg·hm-2、中肥F2:N180-P2O590-K2O112.5 kg·hm-2、低肥F3:N120-P2O560-K2O75 kg·hm-2),共10个处理,分析番茄生长产量、品质、土壤硝态氮分布以及水氮吸收利用对不同灌水量和施肥量的响应规律。【结果】与常规沟灌施肥相比,滴灌施肥增加番茄产量31.04 t·hm-2、干物质量3 208 kg·hm-2和总氮吸收量73.13 kg·hm-2,增幅分别为46.9%、54.0%和82.4%,同时增加果实中维生素C(Vc)含量61.8%;降低土壤中硝态氮含量;水分利用效率(WUE)和氮肥利用率(NUE)分别增加46.4%和76.5%。滴灌施肥条件下,W1F2处理总干物质量最大(9 248 kg·hm-2),产量和植株氮素吸收量均与灌水量和施肥量正相关,增加施肥量带来的增产效应大于灌水,且W1F2处理产量和氮素吸收量增加幅度最大。增加灌水量,降低施肥量,WUE逐渐下降,NUE逐渐上升,W3F1处理WUE最大(47.7 kg·m-3),W1F3处理NUE最大(65.6%),且W3F2处理的WUE和W1F2处理的NUE增加幅度明显大于其他处理。土壤中硝态氮含量受灌水、施肥以及水肥交互效应影响显著,随灌水量的增加呈先增大后降低的趋势,随施肥量的增加逐渐增大,在滴头正下方没有明显累积,在湿润土体的横向边缘产生累积,W1F2处理土壤中硝态氮含量较小,分布更均匀。增大灌水量显著降低番茄Vc、番茄红素和可溶性糖含量以及营养累积量;增大施肥量,品质含量以及营养累积量呈先增大后降低的趋势;W3F2处理获得最大的Vc和番茄红素含量及营养累积量,最大的可溶性糖含量及较大的营养累积量。【结论】温室番茄滴灌施肥技术能够达到高产优质和高效的目的,当追求产量和氮肥利用率时,高水中肥(W1F2:100%ET0,N180-P2O590-K2O112.5 kg·hm-2)处理能获得较高的产量和NUE以及较低的土壤硝态氮含量;当追求品质和水分利用效率时,低水中肥(W3F2:50%ET0,N180-P2O590-K2O112.5 kg·hm-2)处理获得最大的维生素C、可溶性糖和番茄红素含量以及较高的水分利用效率。

XING Y

, ZHANG F

, ZHANG

, LI

, QIANG S

, WU L

. Effect of irrigation and fertilizer coupling on greenhouse tomato yield, quality, water and nitrogen utilization under fertigation
Scientia Agricultura Sinica, 2015,48(4):713-726. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.04.09 URL [本文引用: 2]

张学军, 赵营, 陈晓群, 吴礼树, 胡承孝 . 滴灌施肥中施氮量对两年蔬菜产量、氮素平衡及土壤硝态氮累积的影响
中国农业科学, 2007,40(11):2535-2545.

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2007.11.019 URL Magsci [本文引用: 1]

【目的】研究滴灌施肥中传统施氮和减氮的处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【方法】试验于2004～2006年在宁夏引黄灌区日光温室条件下，以番茄-番茄-黄瓜-番茄四茬蔬菜为材料，研究滴灌施肥中的传统施氮和减氮两处理对宁夏引黄灌区温棚两年蔬菜的产量、氮素平衡和硝态氮累积及淋洗状况的影响。【结果】在前两茬传统施氮与增（减）氮两处理，对番茄的产量与吸氮量影响不大，在第三、四茬随着施氮量的下调，蔬菜果实产量、总吸氮量受到影响，第4茬番茄产量比第1茬下降了48.7～72.3 t•ha-1；不同施氮处理会造成对当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，在第4茬番茄收获后，在表层NO3--N累积量比第1茬下降了91.1%～92.2%，同时造成下茬蔬菜收获后土壤NO3--N累积量向下层运移，第2茬冬春茬番茄收获后，在60～90 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了105.4%～137.3%，在第3茬秋冬茬黄瓜收获后，90～120 cm土层NO3--N累积量比第1茬增加了4.8%～30.8%，而120 cm以下土层NO3--N累积变化不大；连续种植四茬蔬菜，有机肥也有向下淋失的可能。第4茬番茄收获后，在有机肥处理和有机肥后效处理中60～90 cm土层的NO3--N累积量比第2茬高22.7%；在黄瓜-番茄种植体系下，滴灌量及土壤表层水分含量对土壤溶液NO3--N含量有直接影响，表层土壤溶液中NO3--N有不断向下层淋洗的趋势，施氮量高的处理表现的更为明显；四茬蔬菜整个种植体系下氮素平衡，在氮素的总输入项中，以施氮量和灌溉水为主，总输入量随氮肥施用量的增加而增加，氮素输出项中以Nmin残留为主。【结论】在当地设施蔬菜滴灌施肥条件下，传统施氮量800 kg•ha-1过高并没有使当季蔬菜增产，造成当季蔬菜收获后土壤表层0～30 cm NO3--N累积量高，并对下茬蔬菜收获后有向下淋失的趋势影响，因此采取减量施氮是切实可行的。在有机肥和磷钾肥配施基础上，秋冬茬番茄氮肥推荐施用量在100～150 kg•ha-1、冬春茬番茄推荐施氮量在250～300 kg•ha-1、秋冬茬黄瓜氮肥推荐施用量在400～450 kg•ha-1。

ZHANG X

, ZHAO

, CHEN X

, WU L

, HU C

. Effects of N rate on application rate on N utilization and yield of vegetable and soil residual NO₃ --N under drip irrigation system
Scientia Agricultura Sinica, 2007,40(11):2535-2545. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2007.11.019 URL Magsci [本文引用: 1]

JOHNSON G

, RAUN W

. Nitrate leaching in continuous winter wheat: use of a soil-plant buffering concept to account for fertilizer nitrogen
Journal of Production Agriculture, 1995,8(4):486-491.

DOI:10.2134/jpa1995.0486 URL [本文引用: 2]

Food and fiber production depends heavily on fertilizer N inputs to sustain high yields. Various biological processes in soils and plants have generally restricted grain crops from obtaining N use efficiencies in excess of 70%, Nitrogen that could not be accounted for in N balance studies has often been assumed to have been lost to the atmosphere by denitrification or leached from the system. We evaluated wheat (Triticum aestivum L.) grain yield and soil profile inorganic N (ammonium N + nitrate N) accumulation in four long-term Oklahoma experiments where fertilizer N was applied annually (at a wide range of N rates) for more than 23 yr. Results showed that soil profile (0-8 ft) inorganic N accumulation did not increase until N rates exceeded that required for maximum yield, We suggest that the soil-plant system is able to buffer against soil accumulation of inorganic N, Major buffering mechanisms include increased plant protein, increased plant N volatilization, and denitrification in soil when N rates exceed those required for maximum yield. Annual N fertilization rates that increased soil profile inorganic N accumulation exceeded those required for maximum yields by more than 20 lb N/acre in all experiments. This suggests the presence of a fertilization ''safety zone'' with regard to fertilizer N recommendations. Applying more fertilizer N than that required for maximum grain yield did not immediately pose a risk to groundwater quality. The same processes that prevent 100% use of fertilizer N by crops also prevent effective soil accumulation of inorganic N and risk of subsequent leaching to groundwater.

[23]

井涛, 樊明寿, 周登博, 秦永林, 石晓华 . 滴灌施氮对高垄覆膜马铃薯产量、氮素吸收及土壤硝态氮累积的影响
植物营养与肥料学报, 2012,18(3):654-661.

DOI:10.11674/zwyf.2012.11329 URL Magsci [本文引用: 2]

通过田间试验研究了高垄覆膜滴灌条件下施氮量（N 0、90、180、270、360 kg/hm2）对马铃薯产量、土壤硝态氮积累、氮素平衡及氮肥利用率的影响。结果表明，N180处理的马铃薯块茎产量最高。马铃薯收获期各处理硝态氮含量为表层土（0—20cm）最高，且在0—120 cm剖面呈现降低的趋势；各处理0—40 cm土层硝态氮积累量占0—120cm土层硝态氮积累总量的47.74%～53.17%。施氮量与马铃薯吸氮量、土壤硝态氮残留量、氮素表观损失量呈显著正相关，马铃薯吸氮量、硝态氮残留量和氮素表观损失量分别占增加纯氮的37.93%、45.99%和16.08%。马铃薯块茎吸氮量和收获指数随着施氮量的增加有增加的趋势；氮肥吸收利用率、氮肥农学利用效率、氮肥生理利用效率均以N 90处理最高，分别为67.97%、68.06 kg/kg和154.92 kg/kg。在内蒙古阴山北麓马铃薯主产区，覆膜滴灌施氮量应控制在90～180 kg/hm2。

JING

, FAN M

, ZHOU D

, QIN Y

, SHI X

. Effects of nitrogen fertilization on potato tuber yield, N uptake and soil NO₃ --N accumulation under plastic mulching with drip irrigation
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2012,18(3):654-661. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2012.11329 URL Magsci [本文引用: 2]

杨林章, 施卫明, 薛利红, 宋祥甫, 王慎强, 常志州 . 农村面源污染治理的“4R”理论与工程实践—总体思路与“4R”治理技术
农业环境科学学报, 2013,32(1):1-8.

DOI:10.11654/jaes.2013.01.001 [本文引用: 1]

在点源污染逐步得到控制后,农村面源污染问题日益突出,已成为目前水环境污染控制的重点和难点。本文系统总结归纳了农村面源污染的特征,提出了农村面源污染治理的总体思路及指导原则,总结提炼了农村面源污染治理的"4R"理论,即源头减量(Reduce)、过程阻断(Retain)、养分再利用(Reuse)和生态修复(Restore),阐述了"4R"理论的具体技术组成以及相互间的关系。并结合"十一五"水专项,在直湖港小流域龙延村进行了"4R"理论的具体工程设计和应用。工程实践证明,"4R"理论指导下的龙延村面源污染综合防控示范工程达到了预期的设计目标,核心示范区TN入河量削减率为47.5%。支浜朱家浜水质明显改善,提升了1～2个等级,其中TN平均降幅达70.2%,NH4-N平均下降84.1%(由2.66～5.33mg·L-1降至0.29～1.28mg·L-1),CODMn平均降幅55.7%(由9.60～15.6mg·L-1降至4.52～7.7mg·L-1)。

YANG L

, SHI W

, XUE L

, SONG X

, WANG S

, CHANG Z

. Reduce-retain-reuse-restore technology for the controlling the agricultural non-point source pollution in countryside in China: general countermeasures and technologies
Journal of Agro-Environment Science, 2013,32(1):1-8. (in Chinese)

DOI:10.11654/jaes.2013.01.001 [本文引用: 1]

鲍士旦 . 土壤农化分析. 北京: 中国农业出版社, 2000: 14-114, 242-282.

[本文引用: 1]

BAO S

. Soil and Agricultural Chemistry Analysis. Beijing: China Agricultural Press, 2000: 14-114, 242-282. (in Chinese)

[本文引用: 1]

[26]

薛亮, 马忠明, 杜少平 . 水氮耦合对绿洲灌区土壤硝态氮运移及甜瓜氮素吸收的影响
植物营养与肥料学报, 2014,20(1):139-147.

DOI:10.11674/zwyf.2014.0115 URL Magsci [本文引用: 1]

在地处沙漠绿洲的甜瓜种植区，研究不同水、氮输入量对土壤氮素平衡和运移的影响，为当地甜瓜生产的水肥管理提供科学依据。通过2009、 2010连续两年田间裂区试验，研究了不同灌水量（1500、 2100、 2700、 3300 m3/hm2，以W1500、 W2100、 W2700和W3300表示）和施氮量（N 0、 120、 240、 360 kg/hm2，以N0、 N120、 N240和N360表示）对土壤硝态氮分布、累积和甜瓜的水、氮吸收以及产量的影响。结果表明，甜瓜收获后各处理土壤硝态氮含量在0—40 cm土层最高， 0—200 cm土层呈现先减少后增加再减少的变化趋势，且施氮量越大，硝态氮在80—120 cm土层大量累积的趋势越明显。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加，随灌水量的增加而减少，灌水量超过2700 m3/hm2 时，仅有不到53%的硝态氮留存在0—100 cm土层。甜瓜产量和果实氮素吸收量随灌水量和施氮量的增加而提高，但在W3300N360处理略有下降。氮素回收率随施氮量的增加持续降低，氮收获指数以处理W2700N240最大，水分利用效率以W1500N240处理最大。W2700N240处理能够兼顾甜瓜产量，平衡氮素吸收运移与土壤中硝态氮的留存空间3个方面，是绿洲灌区甜瓜种植的高产高效的水氮输入模式。

XUE

, MA Z

, DU S

. Effect of water and nitrogen coupling on soil nitrate movement and nitrogen uptake of muskmelon

Journal of Plant Nutrition and Fertilizer,

2014,20(1):139-147. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2014.0115 URL Magsci [本文引用: 1]

薛亮, 马忠明, 杜少平 . 沙漠绿洲灌区甜瓜氮磷钾用量优化模式研究
中国农业科学, 2015,48(2):303-313.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.02.10 URL [本文引用: 1]

【目的】为优质甜瓜生产提供科学施肥依据，以挖掘产量潜能，降低生产成本，防止过量施肥造成的环境污染。【方法】连续两年田间试验按氮、磷、钾3因子5水平312-D 饱和最优设计方法进行，建立以甜瓜收获后产量、可溶性固形物含量（SSC）和经济效益为目标的肥料效应方程，解析肥料的独立效应与交互效应，确定甜瓜氮磷钾施用量阈值。【结果】相对于不施肥处理（N0P0K0），施肥后甜瓜产量提高了16.42%—65.98%，SSC 提高了6.71（2012年）和6.62（2013年）个百分点；在其他两个施肥因子一致时，施氮量由0增加到360 kg·hm-2，产量分别提高31.23%（2012年）和31.47%（2013年），SSC 增加2.89（2012年）和2.46（2013年）个百分点；施磷量由0增加到180 kg·hm-2，产量提高5.77%（2012年）和7.53%（2013年），SSC 提高0.55（2012年）和1.09（2013年）个百分点；施钾量由0增加到90 kg·hm-2时，产量提高5.51%（2012年）和5.09%（2013年），SSC 提高1.37（2012年）和1.69（2013年）个百分点。甜瓜产量、SSC 和经济效益随着氮、磷、钾用量的增加而先增加、后降低。对甜瓜产量、SSC 和经济效益影响顺序为氮＞钾＞磷。氮磷、氮钾互作对产量、SSC 和经济效益影响较为明显，而磷钾互作的影响均不显著；氮磷互作对产量和经济效益为正效应，对 SSC 不显著；氮钾互作对产量和经济效益为负效应；磷、钾肥含量较低时，增施氮肥对产量、SSC 形成抑制作用，较高时氮肥有明显的增效作用。【结论】综合考虑氮磷钾肥对产量、品质和经济效益的影响，绿洲灌区大田甜瓜高产优质高效益的施肥方案为：施氮量260.22—263.64 kg·hm-2，施磷量133.03—134.08 kg·hm-2，施钾量87.53—88.52 kg·hm-2，产量为44356 kg·hm-2，SSC 13.61%，经济效益68445 yuan/hm2。

XUE

, MA Z

, DU S

. A study of the optimized model of N, P, K fertilization on muskmelon in Desert Oasis Area
Scientia Agricultura Sinica, 2015,48(2):303-313. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2015.02.10 URL [本文引用: 1]

巨晓棠, 张福锁 . 中国北方土壤硝态氮的累积及其对环境的影响
生态环境学报, 2003,12(1):24-28.

DOI:10.3969/j.issn.1674-5906.2003.01.007 URL [本文引用: 1]

运用统计资料和调查研究资料,揭示中国氮肥用量在地区之间和作物之间分配的不平衡现象.经济发达的东南部地区和城郊地区氮肥施用量远高于西北部地区,经济作物远高于粮食作物,氮肥短缺和过量施用并存.中国北方某些地区土壤剖面硝态氮的大量累积对水体环境构成了某种程度的威胁.由于大田作物获得较高产量的"平均适宜施氮量(N 150~180 kg/hm2)"与氮素环境安全指标尚有一定距离,中国完全可以实现水体环境安全和农业高产优质的双重目标.氮肥对水体环境的影响主要是由不合理大量施用氮肥造成的.因此,中国应制定施肥技术标准和法规,鼓励农民降低氮肥用量.

JU X

, ZHANG F

. Nitrate accumulation and its implication to environment in north China
Ecology and Environment, 2003,12(1):24-28. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1674-5906.2003.01.007 URL [本文引用: 1]

张福锁, 崔振岭, 王激清, 李春俭, 陈新平 . 中国土壤和植物养分管理现状与改进策略
植物学报, 2007,24(6):687-694.

DOI:10.3969/j.issn.1674-3466.2007.06.001 URL Magsci [本文引用: 2]

针对当前我国农业生产面临增肥不增产、土壤养分过量累积、化肥施用过量和养分利用效率下降等重大问题, 本文综述了中国土壤养分与植物营养状况的历史演变和研究进展, 提出中国植物营养科学研究应在跟踪国际科学前沿的同时, 紧密结合中国农业生产实际, 通过大幅度提高养分效率和作物产量为农业可持续发展做出应有的贡献。

ZHANG F

, CUI Z

, WANG J

, LI C

, CHEN X

. Current status of soil and plant nutrient management in China and improvement strategies
Bulletin of Botany, 2007,24(6):687-694. (in Chinese)

DOI:10.3969/j.issn.1674-3466.2007.06.001 URL Magsci [本文引用: 2]

针对当前我国农业生产面临增肥不增产、土壤养分过量累积、化肥施用过量和养分利用效率下降等重大问题, 本文综述了中国土壤养分与植物营养状况的历史演变和研究进展, 提出中国植物营养科学研究应在跟踪国际科学前沿的同时, 紧密结合中国农业生产实际, 通过大幅度提高养分效率和作物产量为农业可持续发展做出应有的贡献。

[30]

白由路 . 高效施肥技术研究的现状与展望
中国农业科学, 2018,51(11):2116-2125.

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.11.009 URL [本文引用: 1]

长期以来,施肥目的是为了提高作物产量,保证人类发展对粮食的需求。化学肥料的发明大大缓解了人口增长与粮食需求的矛盾。但是,随着与之相伴的农产品安全、生态环境安全问题逐渐揭示并被广泛关注,如何在提高肥料效益、保证粮食产量与减少肥料施用、保证环境安全问题上找到平衡点,成了施肥技术必须面对的问题,解决这一问题的关键是高效施肥。文中阐述了高效施肥的内涵,认为高效施肥需要从粮食高效、生产高效、资源高效和环境高效四个方面加以理解。高效施肥可定义为,在作物营养供应的各个环节上,采用现代技术手段,最大限度地提高肥料利用效率,以充分保证提高作物的产量和品质、减少资源浪费、维护生态环境。文中详细介绍了目前国内外应用较为成熟的几种高效施肥技术,即测土施肥、精准施肥、灌溉施肥和轻简施肥等。在测土施肥方面,介绍了美国和欧洲目前的应用情况,同时也介绍了我国从20世纪70年代开始进行测土施肥以来的进展;在精准施肥方面,介绍了精准施肥技术的理论、核心技术、发展过程及其实现的技术途径等,分析了精准农业的经济效益及其在世界的应用情况;在灌溉施肥方面,介绍了灌溉施肥的优点、灌溉施肥的方式与研究历程,重点介绍了表面灌溉施肥技术、滴灌施肥技术和微喷施肥技术等。作者指出,在可预见的未来,高效施肥会向着信息化、自动化、智能化、轻简化方向发展,特别在高效施肥技术、数字化养分管理系统、养分高效利用基因筛选等方面需要深入研究,同时还要注意营养链一体化管理、作物营养调控技术的研究与应用。

BAI Y

. The situation and prospect of research on efficient fertilization
Scientia Agricultura Sinica, 2018,51(11):2116-2125. (in Chinese)

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2018.11.009 URL [本文引用: 1]

康绍忠, 蔡焕杰, 冯绍元 . 现代农业与生态节水的技术创新与未来研究重点
农业工程学报, 2004,20(1):1-6.

DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2004.01.001 URL Magsci [本文引用: 1]

指出了我国农业与生态节水技术研究领域在试验仪器设备条件、节水灌溉技术与设备研发、精准灌溉和灌溉系统的自动控制、非常规水资源利用与区域农业水资源配置等方面存在的问题及与国际水平的差距，分析了现代农业与生态节水技术研究中在地面灌溉、喷微灌、节水机具、节水材料与制剂、污水灌溉利用、渠道防渗与水量调配、精准灌溉等方面的发展态势，提出了我国农业与生态节水技术创新的总体目标，提出了我国农业与生态节水技术创新的几个重大研究课题，论述了我国农业与生态节水技术创新的保障条件建设内容。

KANG S

, CAI H

, FENG S

. Technique innovation and research fields of modern agricultural and ecological water-saving in the future
Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2004,20(1):1-6. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2004.01.001 URL Magsci [本文引用: 1]

高静, 梁银丽, 贺丽娜, 周茂娟, 韦泽秀, 栾正春 . 水肥交互作用对黄土高原南瓜光合特性及其产量的影响
中国农学通报, 2008,24(5):250-255.

URL [本文引用: 1]

通过不同的灌水和施肥处理,研究水肥交互作用对南瓜光合特性日变化及产量的影响,结果表明:水分与施肥因子对南瓜叶片的光合特性和产量有重要影响,在水分胁迫的情况下,肥水交互作用不显著,在水分较低的情况下,二者表现互为限制条件的协同作用;在水分较高的情况下,肥水交互作用转变成顺序加和作用.其中单因素效应大小表现为:氮＞水＞磷,耦合效应大小表现为:氮与水耦合＞氮与磷耦合＞磷与水耦合.在水分适宜时,适宜的施肥量(施氮量50kg/hm2、施磷量35kg/hm2) 以提高南瓜光合速率和产量,不施肥或施肥量过高都会影响南瓜光合速率和产量.

GAO

, LIANG Y

, HE L

, ZHOU M

, WEI Z

, LUAN Z

. Effluence of water and fertilizer coupling on photosynthetic characters and yield of pumpkin in loess plateau
Chinese Agricultural Science Bulletin, 2008,24(5):250-255. (in Chinese)

URL [本文引用: 1]

KUSCU

, TURHAN

, OZMEN

, AYDINOL

, DEMIR

. Optimizing levels of water and nitrogen applied through drip irrigation for yield, quality, and water productivity of processing tomato (Lycopersicon esculentum, Mill.).
Horticulture Environment & Biotechnology, 2014,55(2):103-114.

DOI:10.1007/s13580-014-0180-9 URL [本文引用: 1]

The main goal of this study was to evaluate the effects of different levels of irrigation water and nitrogen on yield, quality, and water productivity of processing tomato grown in clay-loam soil. Three water levels of pan evaporation (E pan ) replenishment applied via drip irrigation (1.00 × E pan , 0.75 × E pan , and 0.50 × E pan ) and four N application rates with fertigation (0, 60, 120, and 180 kg N·ha 611 ) were tested in the sub-humid climate conditions of Turkey during the 2010 and 2011 growing seasons. The highest marketable yields were observed with full irrigation (1.00 × E pan ) for each season. Decreasing irrigation rate generally improved dry matter, total soluble solids, total sugars, titratable acidity, lycopene and total carotene, and decreased fruit NO 3 -N content and fruit total protein content slightly. The highest water productivity was obtained with a moderate soil water deficit (0.75 × Epan). The 180 kg N·ha 611 fertilization rate produced the highest values for marketable yield, fruit size, total soluble solids yield, NO 3 -N, and total protein content. Increasing N rate also increased the values of fruit total sugars and titratable acidity. Increasing both irrigation and N levels increased the NO 3 -N and protein contents. The higher lycopene and total carotene values were obtained in the treatments of 60 and 120 kg N·ha 611 . Increasing N supply improved the water productivity with the 3 irrigation application ratios. Considering the quantity and quality for the processing and water productivity, the 0.75 × E pan irrigation regime and a 120 or 180 kg·ha 611 nitrogen supply can considered optimal.

[34]

LIU

, ZHANG T

, TAN C

, ASTATKIE

. Responses of fruit yield and quality of processing tomato to drip-irrigation and fertilizers phosphorus and potassium
Agronomy Journal, 2011,103(5):1339-1345.

DOI:10.2134/agronj2011.0111 URL [本文引用: 1]

Water and nutrient management are essential to achieve high yield and desirable quality attributes in processing tomato (Mill.). A 4-yr field study (2006鈥2009) was conducted to assess effects of contrasting water management (drip-irrigation vs. nonirrigation), fertilizer P (0, 30, 60, and 90 kg P ha), and K (0, 200, 400, and 600 kg K ha) on yields and quality of processing tomato when the optimum N rate of 270 kg N hawas applied. Compared with nonirrigation, drip irrigation increased marketable fruit yield by 127%, total fruit yield by 66%, and fruit size by 32%, while it decreased soluble solids content (SSC) by 19% and lycopene content by 8%, with no effects on dry biomass of stems and leaves (DBSL). Phosphorus addition had no effects on marketable yield and SSC, but increased the DBSL and lycopene content to maximum values at 60 kg P ha. Fertilize K rate affected all examined variables but the lycopene content. Increasing K rates from 0 to 200 kg K haincreased marketable fruit yield by 10% and total fruit yield by 9%, but fruit size declined by 3%. Increasing K rates from 200 to 600 kg K ha, however, had no effects on yield and fruit size. Fertilizer K rate had no effects on SSC with nonirrigation, but resulted in a linear increase in SSC with drip-irrigation. The results suggested that, with optimum N supply, K application is required to increase fruit yield and quality of drip irrigated processing tomato.

[35]

赵俊晔, 于振文, 李延奇, 王雪 . 施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响
植物营养与肥料学报, 2006,12(4):466-472.

DOI:10.11674/zwyf.2006.0402 URL Magsci [本文引用: 1]

在高肥力土壤条件下,研究了施氮量对土壤无机氮分布和微生物量氮含量及小麦产量的影响。结果表明,小麦生长期间,施氮处理0—100.cm土层硝态氮积累量显著大于不施氮处理;当施氮量大于150.kg/hm2时,随施氮量增加,0—100.cm土层硝态氮积累量显著增加;随小麦生育进程推进,施氮处理上层土壤硝态氮下移趋势明显,至小麦成熟时,施氮1952～85.kg/hm2处理60—100.cm土层硝态氮含量显著大于其它处理。小麦生长期间,0—100.cm土层铵态氮积累量较为稳定,施氮处理间亦无显著差异。与不施氮肥相比,施氮提高小麦生长期间0—40.cm土层土壤微生物量氮含量;当施氮量小于240.kg/hm2时,随施氮量增加,土壤微生物量氮含量增加。小麦的氮肥利用率随施氮量增加而降低;施氮1051～95.kg/hm2,收获时小麦植株吸氮量、生物产量、子粒产量和子粒蛋白质含量提高;而施氮量大于240.kg/hm2时,小麦生育后期的氮素积累量降低,收获时植株吸氮量、生物产量和子粒蛋白质含量降低。说明本试验条件下,施氮1051～50.kg/hm2可满足当季小麦氮素吸收利用,获得较高的子粒产量和蛋白质含量。继续增加施氮量,土壤微生物量氮含量增加,但土壤中残留大量硝态氮,易淋溶损失。

ZHAO J

, YU Z

, LI Y

, WANG

. Effects of nitrogen application rate on soil inorganic nitrogen distribution, microbial biomass nitrogen content and yield of wheat
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006,12(4):466-472. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2006.0402 URL Magsci [本文引用: 1]

林琪, 侯立白, 韩伟 . 不同肥力土壤下施氮量对小麦子粒产量和品质的影响
植物营养与肥料学报, 2004,10(6):561-567.

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2004.06.001 Magsci [本文引用: 1]

在高、低两种肥力土壤下,研究了施氮量对小麦子粒产量和综合品质性状的影响。结果表明,在高肥力土壤施氮量对产量的影响呈二次曲线关系,获得小麦高产的适宜施氮量J17为193.0kg/hm2,L21为211.4kg/hm2;在低肥力土壤上,随施氮量的提高子粒产量增加,但施氮量超过300kg/hm2时增产效应下降。施氮能够显著提高小麦子粒的蛋白质、湿面筋含量和沉降值,改变子粒蛋白质和淀粉各组分所占的比例,提高面团吸水率、稳定时间、形成时间和评价值等品质指标,以及有利于小麦粉RVA谱特征值的提高,而且高肥力土壤的效果优于低肥力土壤。表明在高肥力土壤下有利于强筋小麦品质性状的提高。

LIN

, HOU L

, HAN

. Effects of nitrogen rates on grain yield and quality of wheat in different soil fertility
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004,10(6):561-567. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:1008-505X.2004.06.001 Magsci [本文引用: 1]

ZHU Z

, CHEN D

. Nitrogen fertilizer use in China-Contributions to food production, impacts on the environment and best management strategies
Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2002,63(2/3):117-127.

DOI:10.1023/A:1021107026067 URL [本文引用: 1]

[38]

赵营, 同延安, 赵护兵 . 不同供氮水平对夏玉米养分累积、转运及产量的影响
植物营养与肥料学报, 2006,12(5):622-627.

DOI:10.11674/zwyf.2006.0504 URL Magsci [本文引用: 1]

通过田间小区试验,研究了高肥力土壤上施N.125、250、375.kg/hm2对夏玉米生物量、子粒产量、N、P、K养分累积动态、及氮肥表观利用率、养分转运的影响。结果表明,不同施氮量只影响夏玉米不同生育时期养分的阶段累积量,而对累积趋势基本无影响。植株生物量及N、P、K养分累积量随生育期的延长而增加,且它们的累积趋势相似,都呈“S”型曲线。各处理的子粒产量在7000～7700.kg/hm2之间,只有N250处理增产达显著水平;氮肥表观利用率在10%～18%之间,随施氮量的增加略有降低。施氮可提高子粒中的氮素累积量,而对磷的累积量影响不大。随着施氮量的增加,氮素的转运量、转运效率及其在子粒中的比例都降低,磷的转运与氮表现出类似的趋势。综合考虑产量、氮肥利用率、养分转运及环境污染等因素,该地区夏玉米的推荐施氮量应控制在125.kg/hm2以内。

ZHAO

, TONG Y

, ZHAO H

. Effects of different N rates on nutrients accumulation, transformation and yield of summer maize
Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2006,12(5):622-627. (in Chinese)

DOI:10.11674/zwyf.2006.0504 URL Magsci [本文引用: 1]

郭天财, 宋晓, 冯伟, 马冬云, 谢迎新, 王永华 . 高产麦田氮素利用、氮平衡及适宜施氮量
作物学报, 2008,34(5):886-892.

DOI:10.3724/SP.J.1006.2008.00886 URL Magsci [本文引用: 1]

选用大穗型小麦品种兰考矮早八, 研究了施氮水平对小麦籽粒产量、蛋白质含量、氮素利用及氮平衡的影响。结果表明, 适量增施氮肥有利于提高籽粒产量, 且以180 kg hm-2 (N3)、360 kg hm-2 (N4)处理的产量最高, 且在N4条件下, 继续增施氮肥仍能显著提高籽粒蛋白质含量。随施氮量的增加, 植株地上部氮积累量提高。氮平衡分析结果表明, 未被当季作物利用的氮主要以氮表观损失和残留无机氮的形式损失, 且随施氮水平的增加, 氮表观损失量和土壤残留量均随之增多。通过环境经济学的Coase原理和边际收益分析, 综合考虑蛋白质含量、籽粒产量、经济和生态效益, 确定202~239 kg hm-2为兰考矮早八兼顾多目标适宜的氮肥用量, 其相应的产量水平为8 628~8 680 kg hm-2, 蛋白质含量为14.6%~14.8%。

GUO T

, SONG

, FENG

, MA D

, XIE Y

, WANG Y

. Utilization and balance of nitrogen and proper application amount of nitrogen fertilizer in winter wheat in high-yielding regions
Scientia Agricultura Sinica, 2008,34(5):886-892. (in Chinese)

DOI:10.3724/SP.J.1006.2008.00886 URL Magsci [本文引用: 1]

巨晓棠, 刘学军, 张福锁 . 冬小麦与夏玉米轮作体系中氮肥效应及氮素平衡研究
中国农业科学, 2002,35(11):1361-1368.

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2002.11.011 URL Magsci [本文引用: 1]

在华北平原北部研究了不同降水年型、不同水氮管理措施对冬小麦和夏玉米产量和氮素平衡的影响。结果表明 ,在施氮量为 0、12 0、2 4 0和 36 0kg·ha-1的条件下 ,12 0kg·ha-1的施氮水平已经达到较高的产量。不施氮肥在第 2季即显著减产 ,但再增加施氮量对产量的影响不大。通过土壤测试进行分期优化施氮 ,夏玉米冬小麦夏玉米 3季作物累计施入氮肥 2 2 5kg·ha-1,比常规施氮 (90 0kg·ha-1)少施 6 75kg·ha-1,但作物产量并没有降低。年际供水变化是作物产量年际变化的主要原因。施氮量、播前Nmin和生育期内的氮素矿化量在氮素输入项中均起着重要作用 ,总输入量随着氮肥施用量的增加而显著增加。在氮素输出项中 ,作物携出量并不随输入量的增加有显著的变化 ,从而导致施氮量很高时氮素盈余量也很高。在高量施氮条件下 (≥ 2 4 0kg·ha-1) ,氮盈余主要以残留Nmin积累在土壤剖面中 ,氮素表观损失量随施氮量增加而显著增加。

JU X

, LIU X

, ZHANG F

. Study on effect of nitrogen fertilizer and nitrogen balance in winter wheat and summer maize rotation system
Scientia Agricultura Sinica, 2002,35(11):1361-1368. (in Chinese)

DOI:10.3321/j.issn:0578-1752.2002.11.011 URL Magsci [本文引用: 1]