专利名称：：利用优化施肥技术降低北方设施番茄硝态氮残留的方法
技术领域：
：本发明属于农业
技术领域：
，具体涉及一种利用优化施肥降低北方设施番茄土壤硝态氮残留的方法，该方法通过优化施肥从根本上降低土壤硝态氮残留，从而减少硝态氮对地下水污染的风险。
背景技术：
：蔬菜的设施栽培是一种高投入、高产出的生产体系，菜农对肥料的投入普遍较为重视。为了追求高产量，菜农在土壤养分含量已经很高的情况下仍大量增施氮月巴，导致大量氮素不能被作物吸收利用，进而在较长时间内以不同的形态残留在土壤当中，成为威胁生态环境的化学定时炸弹(陈秀荣，周琪.人工湿地脱氮除磷特性研究[J].环境污染与防治，2005，27(7):536-529;SakadevanK,BavorHJ.Phosphateadsorptioncharacteristicsofsoils,slagsandzeolitetobeusedassubstratesinconstructedwetlandsystems[J].WaterResearch,1998,32(2):393-399;糞子同，黄标.关于土壤中化学定时炸弹及其触爆因素的探讨[J].地球科学进展，1998，13(2):184-191.)。20世纪90年代以来，因不合理施用氮肥而使农田硝态氮大量积累现象日益普遍，保护地菜田尤为突出。QingChen等的调查结果显示:北京市郊农田每年氮肥的平均施入量为682kg/hm2,是作物需求量的3_5倍(QingChen,XiaoshengZhang,HongyanZhang,etal.EvaluationofcurrentfertilizerpracticeandsoilfertilityinvegetableproductioninBeijingregion[J].NutrientCyclinginAgroecosystems,2004,69:51-58.)。刘宏斌的研究表明，保护地菜田全年氮肥的用量高达1731.7kg/hm2,相当于作物吸氮量的4.47倍，氮盈余量高达1344.0kg/hm2(刘宏斌，李志宏，张云贵，等.北京市农田土壤硝态氮的分布与累积特征[J].中国农业科学，2004,37(5):692-698)。杜连凤等调查了北京近郊5个县26个菜田，分析发现氮肥用量为1741.0kg/hm2，是粮田氮肥用量的4.5倍(杜连凤，吴琼，赵同科，等.北京市郊典型农田施肥研究与分析[J].中国土壤与肥料，2009(3):75-78.)。河北省定州市蔬菜种植基地大棚土壤0-120cm硝态氮累积量明显高于农田，相当于农田的8.5倍(袁丽金，巨晓棠，张丽娟，等.设施蔬菜土壤剖面氮、磷、钾剖面积累及对地下水的影响[J]，中国农业生态学报，2010，18(1):1-7.)。土壤中硝态氮超标的一个重要原因是氮肥过量施用无法均衡的控制和调节土壤肥力。解决硝态氮过量残留问题的关键在于严格控制化学氮肥施用，并以有机肥为主；有机肥矿化过程长，养分逐渐释放，能够满足蔬菜各时期养分需求。同时，设施菜地由于长期大量频繁灌水，极易造成氮素淋溶，因此采取何种措施降低土壤硝态氮残留，提高氮素利用率，是降低地下水污染风险所亟需解决的问题
发明内容针对上述的北方设施菜地主茬季番茄化学氮肥过量施用，土壤硝态氮大量残留，土壤硝态氮淋溶造成地下水污染风险极大的现状，本发明提供了一种通过优化施肥降低北方设施番茄土壤硝态氮残留的方法，该方法能够减少氮素淋溶，降低地下水污染风险，同时，该方法还能提高肥料利用率，并有较高的经济效益。为了达到上述目的，本发明采用如下的技术解决方案:一种降低北方设施番茄土壤硝态氮残留的方法，其特征在于，在种植主茬番茄的设施菜地进行优化施肥，所述优化施肥是与常规施肥量相比，有机氮量保持不变，无机氮量减少至常规无机氮量的45%-60%。优选地，在整个作物生长期间采用封闭式管理。设施番茄生长所需温度要求严格，需要在整个作物生长期间完全覆棚，阳光直射时顶棚通风；番茄生长所需水分较多，在作物缺水期须充分灌溉，称之为封闭式管理。所述主茬番茄是在当地普遍种植的品种，比如东胜小宝501等。所述常规施肥量是在试验地区调查得出的施肥量。优选地，常规施肥量为:有机氮558kg/hm2,无机氮600kg/hm2。本发明的优化施肥方案在保证番茄产量和菜农经济效益的基础上，对比了不同梯度优化施肥量效果，综合考虑了各方面因素。优化施肥可同时兼顾经济效益和环境效益，具体来说，其有如下效果:1、通过优化施肥来降低土壤中的硝态氮残留，从而减少氮素淋溶，降低地下水污染风险。应用本发明后，优化施肥均显著减少了土壤氮素残留和淋溶。2、能够提高氮肥利用率，并有较高的经济效益。图1是实施例1中不同施肥方案番爺产量对比图。图2是实施例1中不同施肥方案番茄经济效益对比图。图3是实施例1中不同施肥方案0_200cm土层中硝态氮含量对比图。图4是实施例2中不同施肥方案番爺产量对比图。图5是实施例2中不同施肥方案番茄经济效益对比图。图6是实施例2中不同施肥方案0_200cm土层中硝态氮含量对比图。具体实施例方式下面通过具体实施例，并配合附图，对本发明做进一步说明，但不构成对本发明的限制。本发明利用优化施肥技术降低北方设施番茄土壤硝态氮残留。下面两个实施例是在设施菜地主茬季种植番茄，种植时设置不同梯度的优化施肥处理；整个作物生长期因温度、水分等因素，需要封闭式管理、充分灌溉；所述主茬季番茄品种是当地普遍种植的品种，该两个实施例均种植东胜小宝501，优化施肥量以实地调查所得当地常规施肥量为基础。两个实施例的试验研究过程均为封闭式，仅由相关研究人员参与并进行管理。实施例1:本实施例于2010年11月至2011年5月在河北省徐水县具有18年棚龄的设施菜地上进行主茬番茄种植，试验设置5个施肥处理，每个处理3次重复，随机区组排列，具体处理如下:I)氮素空白(CK)，施P量为255kg/hm2，施K量为300.13kg/hm2；2)单施有机肥(M)，施N量为558kg/hm2，施P量为255kg/hm2，施K量为300.13kg/hm2；3)常规施肥(MC)，施N量为1158kg/hm2(有机肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量600kg/hm2)，施P量为255kg/hm2，施K量为300.13kg/hm2；4)优化施肥609()(^)，施N量为918kg/hm2(有机肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量360kg/hm2)，施P量为255kg/hm2，施K量为300.13kg/hm2；5)优化施肥45%(MO2)，施N量为828kg/hm2(有机肥含氮量558kg/hm2，化肥含氮量270kg/hm2)，施P量为255kg/hm2，施K量为300.13kg/hm2。图1是上述不同施肥方案番茄产量对比图，图2是上述不同施肥方案经济效益对比图。由两图可以看出，优化施肥60%与常规施肥比较，番茄产量增加了4.09%,经济效益增加了4.48%，优化施肥45%较常规施肥番茄产量增加了3.42%，经济效益增加了3.69%。适量减少常规无机氮量，不会降低番茄产量和菜农经济效益。图3是上述不同施肥方案0_200cm土层中硝态氮含量对比图。由该图可以看出，0-200cm各层(每20cm为一层)土壤硝态氮含量均以常规施肥处理最大，优化施肥60%和优化施肥45%都降低了土层中硝态氮含量。表I为上述不同施肥方案的氮素利用率，由该表可知，优化施肥的氮素利用率与常规施肥差异达到显著水平。表I不同施肥方案的氮素利用率权利要求1.一种降低北方设施番茄土壤硝态氮残留的方法，其特征在于，在种植主茬番茄的设施菜地上进行优化施肥，所述优化施肥是与常规施肥量相比，有机氮量保持不变，无机氮量减少至常规无机氮量的45%-60%。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主茬番茄是在当地普遍种植的品种。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述主茬番茄的品种是东胜小宝501。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常规施肥量包括:有机氮558kg/hm2，无机氮600kg/hm2。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在整个作物生长期间采用封闭式管理，并充分灌溉。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化施肥是在常规施肥量基础上使有机氮量保持不变，无机氮量减少至45%。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化施肥是在常规施肥量基础上使有机氮量保持不变，无机氮量减少至`60%。全文摘要本发明公开了一种利用优化施肥降低北方设施番茄土壤硝态氮残留的方法。该方法针对北方设施菜地主茬季番茄化学氮肥施用过量，土壤硝态氮大量残留，土壤硝态氮淋溶造成地下水污染风险极大的现状，在主茬季进行优化施肥，所述优化施肥是与常规施肥相比，有机氮量保持不变，无机氮量减少至常规无机氮量的45%-60%。本发明的实施有效减少了集约化番茄种植区土壤硝态氮残留，降低了强灌水条件下的地下水污染风险，并具有较高的经济效益，环境效益和经济效益均较显著。文档编号A01C21/00GK103168588SQ20131006437公开日2013年6月26日申请日期2013年2月28日优先权日2013年2月7日发明者张继宗,张春霞,和亮,文宏达,刘宏斌,张亦涛,尹昌斌,习斌申请人:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所