【摘 要】
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陕西秦岭北麓地区是我国猕猴桃的优势种植区之一,猕猴桃的种植面积、产量位居全国首位。随着猕猴桃果园栽种面积的增加,养分投入量也在不断升高,过量施肥产生的一系列问题日益凸显。由于秦岭北麓地区猕猴桃果园坡地居多,且降雨量高,过量施肥不仅加大生产成本,也增加面源污染的风险,不利于猕猴桃产业健康持续发展。本文以陕西秦岭北麓猕猴桃主产区眉县与周至县为研究对象,采取试验调查与田间试验相结合的方式,调查该地区19
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“果园\菜地肥料氮去向、损失过程与调控原理”(2017YFD0200106); 国家自然科学基金“石灰性土壤无机碳库对大量氮素输入的响应及意义”(41671295);
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陕西秦岭北麓地区是我国猕猴桃的优势种植区之一,猕猴桃的种植面积、产量位居全国首位。随着猕猴桃果园栽种面积的增加,养分投入量也在不断升高,过量施肥产生的一系列问题日益凸显。由于秦岭北麓地区猕猴桃果园坡地居多,且降雨量高,过量施肥不仅加大生产成本,也增加面源污染的风险,不利于猕猴桃产业健康持续发展。本文以陕西秦岭北麓猕猴桃主产区眉县与周至县为研究对象,采取试验调查与田间试验相结合的方式,调查该地区1992年~2017年猕猴桃产业变化及养分投入状况,测定了该地区不同种植模式土壤硝态氮累积与迁移特征,并监测该地区不同土地利用方式对地表水及地下水硝酸盐及盐基离子等含量变化,得出以下主要结论:(1)1992年以来,眉县农作物布局发生显著变化,农作物种植模式由小麦玉米为主向猕猴桃为主转变。玉米、小麦的播种面积分别从46.56%、37.07%下降到26.61%、23.02%,猕猴桃2017年占比为42.44%。研究区域氮素始终处于盈余的状态,盈余量9271 t;磷素盈余量增长较快,由1992年的2661 t,增长到10268 t,增幅286%;钾素在2000年前处于亏缺状态,2000以后由亏损转为盈余,盈余量高达6841 t,增幅280.07%。因此,应适当减少N、P2O5、K2O养分投入,关注养分盈余过量带来的农业面源污染问题。(2)研究区域猕猴桃园养分投入过高。氮肥、磷肥施用过量占比均超过80%,钾肥为79.2%。土壤0~200cm硝酸盐大量累积,随着树龄的增加硝酸盐累积量呈增加的趋势,且远高于粮田。果园0~200 cm土壤0~10 a、10~20 a、>20 a硝态氮含量平均分别为571、1045、1459 kg·hm-2,各树龄平均硝态氮累积量达1025 kg·hm-2,粮田为179 kg·hm-2。土壤中有机质、速效磷、速效钾含量均达到较高水平,其中果园均高于粮田。土壤养分含量均处于较高水平,建议适当降低氮、磷、钾养分施用量。(3)陕西秦岭北麓自然植被区地表水硝酸盐含量平均在1.95~4.80 mg N·L-1之间,变化平稳,水中硝酸盐未出现超标现象;而猕猴桃集中产区地表水硝酸盐含量平均在16.12~36.28 mg N·L-1之间,说明猕猴桃种植显著增加了地表水的硝酸盐污染。陕西秦岭北麓猕猴桃主产区地下水硝酸盐超标现象突出,其中潜水位地下水超标最为严重(平均值为29.68 mg N·L-1),超标率达93.27%,深水位地下水超标率为57.41%(平均值为15.06 mg N·L-1)。地下水及地表水硝酸盐含量变化与眉县施肥时期变化趋势基本一致,峰值主要出现在6月及11月施肥时期;9月潜水位地下水硝酸盐有明显下降,这与9月长时间高降雨量有关。地下水及地表水硝酸盐含量与水体EC及Ca2+、Mg2+、Cl-含量间呈显著正相关,说明随着硝酸盐的淋溶,也加剧了Ca2+、Mg2+等离子的损失,增加水体硬度。陕西秦岭北麓猕猴桃主产区地下水硝酸盐超标现象突出,应采取有效措施解决这一问题。综上所述,随着陕西秦岭北麓猕猴桃产区的发展,由于长期过量施肥导致县域养分大量盈余,土壤养分特别是硝态氮在土壤剖面大量累积,对于当地地表水及地下水水质造成严重的影响。因此,在猕猴桃种植中应采取源头控制减量施肥,减少养分投入,降低土壤氮素累积与损失,同时密切监测地表水及地下水水质,保护生态环境,促进当地猕猴桃产业可持续发展。
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