不同模式下苹果园氮素损失试验方案初拟

1、两种绿肥模式下减氮施肥对苹果园氮素损失及两种绿肥模式下减氮施肥对苹果园氮素损失及苹果品质的影响苹果品质的影响试验方案初拟2017年试验前期工作汇报汇报人：朱志军时间：2017.3.15C O N T E N T S目目 录录1研究背景2研究目的和意义3研究内容4试验设计5材料与方法6存在问题CONTENTS 一、研究背景据国家统计局数据,2013年化肥生产量7037万吨(折纯,下同),农用化肥施用量5912万吨.中国是世界上最大的苹果生产国和消费国,四大主产区环渤海湾 黄土高原 黄河故道 西南冷凉高地逐步调整为环渤海湾和黄土高原两大优势主产区的格局,2009年种植面积达204. 9 万公顷,占

2、世界苹果种植面积的47%。但中国苹果园氮肥呈现损失严重，利用率低、高投入、高残留、低回报的局面；同时，化肥结构不合理，管理措施不完善等。2015年,国家农业部发表重要文件,要求大力推进化肥减量提效,2015年到2019年,逐步将化肥使用量年增长率控制在1%以内,到2020年,初步建立科学施肥管理和技术体系,科学施肥水平明显提升,主要农作物化肥使用量实现零增长。1、目的：、目的：通过试验探索出一种氮肥高效利用的管理模式，明确在不同模式下，对氨挥发速率、挥发量和硝态氮的迁移动向的影响。在减少氮肥投入的同时对苹果品质、产量和果树的生长是否有显著的不良影响2、意义：、意义：该试验对指导农户合理施肥具有

3、现实意义，减少氮肥的使用一方面可以避免高投入带来的环境风险，另一方面可以给农户带来一定的经济效益。同时，对以后关于果园氮素损失，优化果园管理模式均有一定的参考价值。 二、研究目的和意义1、不同管理模式下减少氮肥对苹果园氮素损失的影响、不同管理模式下减少氮肥对苹果园氮素损失的影响（1）对果园氨挥发的影响，包括氨挥发速率、氨挥发量（2）对硝态氮迁移的影响，包括硝态氮淋溶动向以及土壤残留量2、不同管理模式下减少氮肥对苹果品质、产量的影响、不同管理模式下减少氮肥对苹果品质、产量的影响 三、研究内容 四、试验设计1、试验处理选择思路A、减少苹果园氮素损失与提高氮素利用的途径很多，比如平衡施肥、缓释肥、无

4、机有机肥配施、果园地表覆盖、果园生草、水肥一体化B、苹果园施肥现状：有机肥投入不足、化肥结构失调、氮肥投入量过高、土壤硝态氮含量累积严重作者作者发表时间发表时间主要处理主要处理研究内容研究内容史 进2016自然生草果园生态环境和果实品质曹铨（综述）2016果园生草土壤理化性状温美娟2016间植小油菜水热特征、硝态氮累积催志强（学论）2014种植绿肥氮素吸收利用与分配焦 蕊2008生草和有机覆盖土壤微生物、有机质含量彭玲2015白三叶、黑麦草和鼠茅草15N利用及土壤累积白 龙2015苜蓿、老芒麦土壤氮素矿化原始编码原始编码编号编号处理处理施肥量（施肥量（kg/hmkg/hm2 2）1515N-N

5、-尿素尿素（g/g/株）株）有机肥有机肥N NP P2 20 05 5K K2 20 0LL-C1030018027010LL-Y2绿肥优化2250030018027010LL-103减N10%2250027018027010LL-304减N30%2250021018027010LS-Y5绿肥优化2250030018027010LS-106减N10%2250027018027010LS-307减N30%2250021018027010试验为双因素试验。2种不同管理模式为绿肥和绿肥，3个施氮水平，加上常规对照组共7个处理，每个处理重复三次，5棵果树为一个小区，共计21个小区，105棵果树2、试验

6、设计表、试验设计表 四、试验设计常规种植模式为果树行间种植白三叶草，绿肥模式为白三叶花期翻压，绿肥则自然生长，不翻压不刈割。每种模式又设置常规优化、减氮10%、减氮30%三种施氮水平。常规优化为增施有机肥和绿肥二元优化，两种模式下有机肥投入不变，减氮量通过化学氮肥减量。 四、试验设计2、试验设计表、试验设计表原始编码原始编码编号编号处理处理施肥量（施肥量（kg/hmkg/hm2 2）1515N-N-尿素尿素（g/g/株）株）有机肥有机肥N NP P2 20 05 5K K2 20 0LL-C1030018027010LL-Y2绿肥优化2250030018027010LL-103减N10%225

7、0027018027010LL-304减N30%2250021018027010LS-Y5绿肥优化2250030018027010LS-106减N10%2250027018027010LS-307减N30%2250021018027010常规有机肥为羊粪，NPK5%；供试肥料为尿素(含N 46)、重过磷酸钙(含P20544)、硫酸钾(含K20 50)；15N-尿素丰度为10.25%。施用方式为条施，在树干两侧开两条长40cm,宽20cm,深20cm的施肥带，与土壤混合后施入。追肥时用量较少，施肥带长宽可减小。 四、试验设计2、试验设计表、试验设计表原始编码原始编码编号编号处理处理施肥量（施肥量

8、（kg/hmkg/hm2 2）1515N-N-尿素尿素（g/g/株）株）有机肥有机肥N NP P2 20 05 5K K2 20 0LL-C1030018027010LL-Y2绿肥优化2250030018027010LL-103减N10%2250027018027010LL-304减N30%2250021018027010LS-Y5绿肥优化2250030018027010LS-106减N10%2250027018027010LS-307减N30%2250021018027010常规3、肥料的施用方法、肥料的施用方法有机肥以基肥的形式全部秋施；氮肥按60%秋施，6月中旬和7月中旬（果实膨大期）各

9、追施20%；磷肥以秋施为主，比例占70%，剩余30%来年开春（3月中旬）施用；钾肥以追肥为主，30%秋施，3月中旬追肥20%，6月中旬追肥50%；15N-尿素随基肥一次性施入。肥料种类基肥追肥一次追肥二次追肥氮肥60%秋施6月中旬20%（7月中旬）果实膨大期20%磷肥70%秋施3月中旬追施30%钾肥30%秋施3月中旬追施20%6月中旬追施50%有机肥全部基施15N-尿素全部基施 四、试验设计1、不同管理模式下减少氮肥对果园硝态氮迁移的影响不同管理模式下减少氮肥对果园硝态氮迁移的影响A、基础样：、基础样：试验布置前进行土壤基础样品的采集，对2m内的土层进行分层取样，每20cm为一层，每个重复3钻

10、混合成一个样品，贴好标签带回实验室进行冷藏备用。取鲜样进行铵态氮、硝态氮的测定后，自然风干，研磨过1mm塞备用。 五、材料与方法B、15N土样：土样：试验开始，每3个月取样一次，对2m内的土层进行分层取样，每20cm为一层，每个重复4钻混合成一个样品，4钻土的采集部位为树干两侧的两个施肥带上各一个、两个施肥带外侧各一个。样品带回实验室，自然风干，过1mm塞备用。（1）土壤样品的采集）土壤样品的采集（2）土壤样品的测定）土壤样品的测定硝态氮、铵态氮、速效P：流动分析仪全氮：凯氏定氮法速效K：火焰光度法有机质：重铬酸钾容量法15N含量：质谱仪（3）主要仪器设备）主要仪器设备流动分析仪、凯氏定氮仪、

11、质谱仪、火焰光度计 不同管理模式下减少氮肥对果园硝态氮迁移的影响不同管理模式下减少氮肥对果园硝态氮迁移的影响（4）其他数据）其他数据 降雨时间与降雨量、灌溉次数与灌溉量2、不同管理模式下减少氮肥对果园氨挥发的影响不同管理模式下减少氮肥对果园氨挥发的影响（1）采集装置）采集装置通气法通气法氨挥发收集装置由内径15 cm,高10 cm的PVC管制成。测定过程中分别将两块厚度为2 cm、直径为16 cm的海绵均匀浸以磷酸甘油溶液(磷酸50 ml +丙三醇40 ml定容至1 L）15ml后,置于PVC管中,下层海绵距管底5 cm,上层海绵与管顶部相平。浸润每块海绵所需要的磷酸甘油溶液不超过15ml仅相

12、当于海绵通气孔隙体积的3.8%,试验过程中可以保证装置内的土壤表面经海绵与外界环境的空气流通。下层海绵用于吸收土壤挥发出的NH3,上层海绵用于防止空气中的NH3和灰尘进入 五、材料与方法2cm2cm4cm海绵海绵15cm（2）采集方法）采集方法氨挥发的收集于施肥后第二天开始,每处理放置6个收集装置(每小区2个),摆放位置为1个在施肥带上，1个在施肥带外侧，混合作为一个样品，每日上午10：00取样。取样时,将收集装置下层的海绵取出,迅速装入按小区编号的塑料袋中密封,同时换上另一块刚浸过磷酸甘油的海绵,上层的海绵视其干湿情况37天更换一次,变动摆放位置后,开始下一次田间吸收。取下的海绵带回实验室后

13、,装入500 ml的塑料瓶中,加2.0mol/L的KCl溶液250ml,使海绵完全浸于其中,振荡l h后吸取浸提液装入30ml的塑料瓶中冷藏备用。施肥后连续采集一周，第二周开始2-3天采集一次。每当有降雨或灌溉发生时再进行测定。（3）测定方法）测定方法浸提液中的铵态氮用流动分析仪测定。（双层海绵吸收装置对氨气自然挥发有一定抑制作用，氨挥发速率为微风状态下的 85 %左右，因此所测数值通过矫正后可代表自然条件下的氨挥发。） 不同管理模式下减少氮肥对果园氨挥发的影响不同管理模式下减少氮肥对果园氨挥发的影响3、不同管理模式下减少氮肥对苹果品质、产量的影响、不同管理模式下减少氮肥对苹果品质、产量的影响

14、（1）样品采集：在苹果收获期进行果实取样，每个小区采集 10个 苹果， 在各个不同的方位采集，带回实验室储存， 用于果实品质的测定。（2）测定指标与方法： a、可溶性糖铜还原一直接滴定法测定； b、VC2,6-二氯靛酚兰比色法测定 c、可溶性固行物WYT-4型糖量计测定 d、有机酸NaOH滴定法测定 e、硬度用HP-230型硬度仪测定 五、材料与方法1、15N示踪法微区试验：试验是否分田间小区试验和15N微区试验 六、存在问题 15N微区（1）前人研究作者作者时间时间树龄树龄处理处理研究内容研究内容李晶等2015 1 年生宫藤富士不同氮水平苹果幼树生长15N利用特性彭玲等20152 年生红富士

15、（平邑甜茶）果园生草15N利用与土壤累积文炤等20161年生平邑甜茶不同施肥期不同形态氮15N吸收利用与损失葛顺峰20142 年生红富士（平邑甜茶）添加秸秆和生物质炭土壤容重、CEC氮素利用15N微区试验需要对果树进行破坏性取样，并且有树龄大小的限制，如果进行微区试验，将不能获取果实品质数据；若同时进行田间小区试验和15N微区试验，工作量比较大，15N测定耗时长 15N微区（2）15N微区的布置将70 cm (长)70 cm(宽)80 cm (高)的微区框埋进土壤至5 cm露出地面,每个微区框内一株果树,果龄为2-3年，每个处理3次重复，共计21个微区，21棵果树。微区单位面积肥料用量和施用方

16、法与小区试验相同。另施丰度为10.25%的15N-尿素5g，施用方法为条施：距树干两侧20cm处各挖一条长20cm,宽15cm，深15cm的施肥带。A、微区布置时，改变了土壤的容重、孔隙度等，与实际的田间状况有一定差距，关于氮素迁移动态的结果代表性较差。B、处理包含生草模式，微区布置后进行播种，距开始施肥还有一段时间，日程安排上具有不确定性。1、15N示踪法微区试验：试验是否分田间小区试验和15N微区试验 六、存在问题2、15N：施用量、施用方法与取样的关系、测定问题（仪器设备、工作量）3、氨挥发样品存储问题：采集方法的更换？ 氨气吸收与铵态氮的浸提1、阳离子交换能力：K+=NH4+ (相同电荷和价数、离子半径相近)，用高摩尔数 量的钾离子可置换低摩尔数量的铵根离子；阳离子交换具有可逆性2、实验室预模拟浸提液存储时间，判断长时间（不低于10天）存储对铵态 氮数量的影响涉及的化学过程 氨挥发采集方法比较方法方法优点优点缺点缺点风洞法样品采集最具代表性设备昂贵，无法模拟静风和降雨条