有机肥施用对设施菜地土壤可溶性有机氮运移及淋溶损失的影响研究

设施菜地有机肥的过量施用显著增加了土壤可溶性有机氮(SON)的含量(占可溶性总氮的40%左右)和淋失风险，但目前的研究主要集中于土壤可溶性无机氮养分的迁移转化与淋溶损失，而对SON在土壤中垂直运移及淋溶损失的研究报道甚少。鉴于此，本项目拟通过田间原位试验和室内模拟土柱试验相结合的方法，开展作物不同生育期，不同有机肥施用量、不同灌水量与灌水周期对剖面土壤和淋溶液中SON含量变化规律的影响研究，以及SON与土壤其它氮素组分间的相关关系。通过这些研究，阐明有机肥施用对土壤SON库的大小、迁移转化过程及淋溶损失的影响，探明SON在土壤氮素循环与供应中的重要作用，揭示SON在氮素淋失中的作用及有机肥料氮素的最终去向，为进一步采取措施调控设施菜地有机肥的科学高效利用，减少SON养分的淋溶损失提供科学依据。

本项研究以设施菜地土壤为研究对象，通过田间原位试验和室内模拟土柱试验相结合的方法，系统研究了作物不同生育期不同有机肥施用量对土壤可溶性有机氮(SON)库的大小、迁移转化过程及淋溶损失的影响；SON与土壤其它氮素组分间的相关关系；不同灌水量与灌水周期对剖面土壤和淋溶液中SON含量变化规律的影响；揭示SON在土壤氮素循环与供应中的重要作用，为进一步采取措施调控设施菜地有机肥的科学高效利用，减少氮素养分的流失提供科学依据。研究结果表明，鸡粪的施用显著增加了作物生育期内不同土层SON的含量及0-60cm土层SON库的容量，但牛粪对土壤SON含量及库容没有显著影响，说明施用不同种类的有机肥对作物生育期土壤SON含量及库容的影响不同。至第三年试验结束后0-60cm土层SON库的容量与试验前的土壤背景值基本相当，说明土壤SON具有较高的周转速率，经过三年连续施用有机肥并没有造成土壤SON的大量积累及淋溶损失风险。不同有机肥施用量对不同层次土壤NH4+-N含量及0-60cm土层NH4+-N库的容量没有显著影响。与SON和NH4+-N相比，不同年份不同施肥处理土壤NO3--N含量显著高于SON和NH4+-N含量。鸡粪和牛粪的施用均显著增加了不同层次土壤NO3--N含量，出现了耕层土壤NO3--N向深层剖面淋溶累积的现象，不同有机肥施用量对土壤NO3--N累积的影响随种植年限的增加而增大。三个试验年份土壤NO3--N库的容量显著高于试验前土壤背景值，说明经过连续施用化肥或有机肥均显著提高了0-60cm土层NO3--N库的容量和淋溶损失风险。因此，最大限度地降低NO3--N的淋溶损失风险是设施菜地有机肥高效利用与管理的关键。不同灌水量与灌水周期及不同有机肥施用量对土壤SON和无机氮的垂直运移及淋溶产生了显著影响。SON的淋溶损失主要受不同灌水量与灌水周期的显著影响，其次是不同有机肥施用量的影响。灌水量越大，淋出N素越多。SON淋溶的高峰主要发生在试验前期，占总淋失量的90%以上。淋溶液中70%以上是NO3--N，其次是SON，占可溶性总氮的比例在25%左右。根据课题任务书的研究计划，已按时完成全部实验方案内容。研究成果全部以论文形式发表在国外核心刊物上，其中已发表 SCI 文章 1篇，EI 文章 3篇；在读博士研究生 2名。