有机肥对设施菜地土壤氮、磷垂直迁移及蔬菜品质的影响

施用有机肥对蔬菜生产具有重要意义，但过量施用也可能对土壤、水体环境以及蔬菜品质造成严重的威胁。目前对于这方面问题还缺乏系统的研究和明确的结论。鉴于此，本项研究以设施菜地土壤为研究对象，通过一组环环相扣的室内模拟、盆栽和大棚小区试验试图揭示，不同肥力水平的设施菜地土壤，长期施用不同量有机肥条件下：有机肥施入后土壤中各种形态氮、磷含量及随时间的动态变化；不同量有机肥长期施用对土壤剖面中氮磷垂直迁移的影响；不同量有机肥长期施用与蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐、可溶性糖、有机酸含量及蔬菜产量的关系等问题。为指导农民合理施用有机肥，保护设施菜地土壤环境安全，提高蔬菜品质，控制设施菜地土壤氮磷淋溶对地下水体的污染等提供理论依据和实际参考。

本项研究以设施菜地土壤为研究对象，通过室内模拟、大棚小区试验揭示，不同肥力水平的设施菜地土壤，长期施用不同量有机肥条件下，有机肥施入后土壤中各种形态氮、磷含量及随时间的动态变化；不同量有机肥长期施用对土壤剖面中氮磷垂直迁移的影响；不同量有机肥长期施用与蔬菜品质及蔬菜产量的关系等问题。为指导农民合理施用有机肥，保护设施菜地土壤环境安全，提高蔬菜品质，控制设施菜地土壤氮磷淋溶对地下水体的污染等提供理论依据和实际参考。研究结果表明，土壤-植物系统硝酸盐的迁移累积规律受黄瓜生长期、有机肥施用水平和土壤肥力的影响。不同肥力土壤各个土层的硝酸盐含量及蔬菜体内的硝酸盐含量在盛果期均高于蔬菜其它生长期。土壤硝酸盐的垂直运移过程受有机肥施用水平和土壤肥力的影响，土壤剖面中硝酸盐累积总量随有机肥施用量的增加而增加；不同肥力土壤在相同有机肥施用水平下土壤剖面硝酸盐累积总量的变化量不同，但土壤肥力越高土壤硝酸盐累积总量的绝对增加量越大。设施菜地土壤淋溶液中氮主要以溶解性有机氮为主，无机氮次之，铵态氮比例最低。土壤肥力状况及施肥措施对溶解性总氮、无机氮、溶解性有机氮含量的影响各异。施有机肥可显著增加耕层土壤活性有机磷、中等活性有机磷和中稳性有机磷的累积量。其中以中等活性有机磷和中稳性有机磷含量增加较显著。不同肥力土壤活性有机磷、中等活性有机磷和中稳性有机磷均与土壤有效磷呈极显著正相关关系。施用有机肥各处理耕层土壤有效磷的含量随有机肥施用量的增加而明显增加。土壤有效磷含量在蔬菜不同生育期的变化规律为开花期达最高，坐果期和拉秧期有所下降。设施菜地土壤淋溶液中全磷随淋溶时间的推移浓度明显上升。尤其对于高肥力水平土壤，不同有机肥施用措施处理淋溶液全磷累计淋失量随时间的推移均呈现明显上升的趋势；从水分管理角度分析，高磷水平土壤作物栽培应注意中后期的水分管理，减少磷素的流失从而避免肥料资源的浪费。不同肥力设施菜地施用相应适量有机肥可提高蔬菜产量，并保持土壤肥力水平。过量施用有机肥则不仅增产效应不明显，且随有机肥施用量的增加，养分表观利用率降低，养分淋失环境风险增加，经济效益降低。已按研究计划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内外核心刊物上，其中已发表SCI文章1篇，EI文章5篇，CSCD文章1篇；毕业博士研究生1名，硕士研究生1名，在读博士研究生1名。