三峡库区柑桔园氮素淋失机制研究

Citus is the major crops adjacent the flunctuation belt of the great artificial reservoir in the Three Gorges Area.The irrational chemical fertilizer application for citrus agriculture is leading to the increase of nitrogen diffusion through leachate from citrus sloping land.However,there is rarely research concerning the management of water and nitrogen in citrus garden in China.In this research,plots experiment and soil collum simulation and the structure of soil pore investigation will be carried out, soil prefrential flow imaging technology and 15N isotope labeling will be used.The mechanism of the key factors which influencing the transference of water and nitrogen in citrus sloping land, and the intergration of both on nitrogen loss by leachate will be elucidated.Those factors including the strcture of soil pore, the amounts of the chemical fertilizer applied and the methods for water and nitrogen management.The distribution and the formation of large soil pore in citrus garden will be disclosed also.The influence of factors on nitrogen losses through surface runoff and infiltration will be quantitively assesd.This research will contribute to optimization of the management of water and nitrogen in citrus sloping land for high fruit yield quality,and for the effective reduction of nitrogen loss by infiltration in citrus sloping land, which is especially important in the Three Gorges Area, China.Moreover, this research will also contribute to the understanding of water and nitrogen tranference in citrus sloping land, and is of high academic value.

三峡库区柑桔产业带与三峡水库相毗邻，柑桔园不合理施用氮肥造成氮素淋失，引起人们关切，但国内未见相关深入研究。柑桔园氮素淋失不仅涉及区域水环境保护，氮素淋失涉及的优势流和溶质扩散问题也是当今学术界研究的热点。本项研究采用小区试验、室内模拟实验和野外实地观测相结合的方法，利用优势流图像分析技术和15N同位素标记手段，深入研究柑桔园不同氮素用量梯度、不同水肥管理措施对氮素淋失的影响规律；分析自然土壤结构与孔隙条件与优势流的形成，柑桔园自然土壤大孔隙的分布与产生规律；探讨不同肥料氮素残留梯度与自然土壤大孔隙存在对氮素淋失过程的交互作用动力机制，从而揭示水肥管理与自然土壤大孔隙对柑桔园氮素淋失影响机理。该项工作对于优化柑桔园水氮调控，改进土壤管理，保护区域水环境具有重要的现实意义；有关柑桔园优势流与氮素梯度对于氮素淋失作用动力机制和柑桔园孔隙分布与优势流特征的研究，是拟对相关领域的深入探索。

三峡库区柑桔产业化得到迅速发展，但是柑桔栽植引发的农业面源污染问题日益受到关注，而国内已有观测偏向坡面径流氮磷流失，而对于壤中流引起的氮磷流失一直缺少观测和研究。面上项目“三峡库区柑桔园氮素淋失机制研究”（31572211）自2016年开始实施。4年以来，已经完成了三峡库区主要类型土壤梯田柑桔园降雨与水分迁移、分配，氮磷流失途径与负荷分布，不同施肥水平对氮磷流失和柑桔产量品质的影响，不同水肥管理模式对氮磷流失和柑桔产量与品质的影响，自然土壤与人工土壤透水性差异与氮磷流失的关系，自然土壤与人工土壤剖面空隙分布特征等开展了系统研究。结果表明，中性结晶岩黄壤分布区生草覆盖的梯田柑桔园在雨水灌溉条件下，降水主要消耗于壤中流流失和蒸散发损失。氮的主要流失方式是通过壤中流下渗流失。壤中流平均氮流失量占到总氮流失量的99%。基于施肥量输入计算，壤中流氮素流失量平均占施肥氮素输入量的40.05%，最低为38.48%，最高为47.65%。柑橘园园地壤中流氮素流失量随着施肥量的增多，而呈线性增长。研究还显示黄壤还缺锌、低硼，红砂骨子土缺铁、低钼，红大土缺钙、缺镁。这些土壤营养状况与植株叶片缺素症状相吻合。初步阐述了果树树势的概念、定义及其参数体系，就3个品种柑桔测树学参数与生产力水平之间的关系 开展了系统分析，取得了初步成果。这些成果对于区域柑桔园水肥管理优化具有重要的参考价值。已发表核心期刊论文2篇，在投稿件2篇，且获得了系统的数据资料。参与项目硕士和博士研究生各1名，培训农技人员2名。由于柑桔为多年生果树，且存在大小年现象，野外试验年数必须相应增加，提高了工作量，影响了后续进度，少量试验还在进行中，且部分数据还在统计分析中，特恳请增加2年实施期，以确保项目完全达到预定目标。