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1、攻读硕士学位研究生学位（毕业）论文太湖地区大棚蔬菜地化肥氮利用和损失与氮素优化管理研究Classification code: University code: 10712UDC: Postgraduate number:SY20040096Confidentiality level: _Thesis for Masters DegreeNorthwest AF University in Botany Title:NITROGEN UTILIZE AND DAMNIFY AS WELL AS OPTIMIZED MANAGEMENT OF NITROGEN FERTILIZER APPLIE
2、D TO VEGETABLE FIELD OF GREENHOUSE IN TAIHU LAKE REGIONMajor: BotanyResearch field: Plant Nutritional PhysiologyName of Postgraduate: Min JuAdviser:Wang Jun-ru Co-adviser: Shi Wei-mingDate of submission: June,2007Yangling ShanxiChina论文资助本论文研究过程中得到中国科学院知识创新工程重要方向项目（KZCX3-SW-439）、中国科学院创新团队国际合作伙伴计划项目（C
3、XTD-Z2005-5）和国家科技支撑计划（2006BAD17B03）的资助。研究生学位论文的独创性声明本人声明：所呈交的学历硕士学位论文是我个人在导师指导下独立进行的研究工作与取得的研究结果；论文中的研究数据与结果是按学校关于规西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定获得的,如果违反此规定，一切后果与法律责任均由本人承担。尽我所知，除了文中特别加以标注和致的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究结果，也不包含其他人和自己本人已获得西北农林科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文的致中作了明确的说明并表示了意。研究生签名：
4、时间： 2007年 6 月 日导师指导研究生学位论文的承诺本人承诺：我的学历硕士研究生 闵炬 所呈交的学历硕士学位论文是在我指导下独立开展研究工作与取得的研究结果，属于我现岗职务工作的结果，并严格按照学校关于规西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定而获得的研究结果。如果违反学校关于规西北农林科技大学研究生学术道德的暂行规定，我必须接受按学校有关规定的处罚处理并承担相应导师连带责任。导师签名： 时间： 年 月 日导师签名： 时间： 年 月 日 关于其他单位与人员对研究生学位论文使用授权的说明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人未经本论文作者的导师授权，不得有对本论文进行复制、修改、发行、出
5、租、改编等侵犯著作权的行为，否则，按违背中华人民国著作权法有关规定处理并追究法律责任。经本论文作者的导师同意，授权西北农林科技大学可向主管上级有关单位送交论文的纸质件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用复印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文；否则，按违背中华人民国著作权法有关规定处理并追究法律责任。研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日63 / 75太湖地区大棚蔬菜地化肥氮利用和损失与氮素优化管理研究摘要本论文选取处于太湖地区的宜兴市科技观光园为试验基地，以大棚蔬菜番茄和黄瓜的轮作为主要研究对象，施氮量是以当地农户习惯用量为基础，设置依次减氮20%的5个处理番茄：0 kg/
6、hm2、120 kg/hm2（减氮60%）、180 kg/hm2（减40%）、240 kg/hm2（减20%）、300 kg/hm2（农民习惯用量）；黄瓜：0 kg/hm2、108kg/hm2（减60%）、162 kg/hm2（减40%）、216 kg/hm2（减20%）、270 kg/hm2（农民习惯用量）。主要进行不同氮肥用量对大棚蔬菜作物养分吸收量与土壤养分含量的影响，对大棚蔬菜产量和品质的影响，以与相应条件下氮素损失程度等三方面研究，以期获得尽能提高蔬菜产量，又能保证品质，且对环境污染风险小的氮肥用量围，同时，了解大棚中温室土壤次生盐渍化的发生过程，最终为大棚蔬菜地氮素优化管理提供科学
7、依据。主要研究结果如下。氮肥施用量减少对番茄和黄瓜养分吸收量与土壤养分含量有一定影响。5个氮肥用量处理间相比较，减氮40%处理并没有造成速效氮尤其是硝态氮在耕层土壤中的大量积累，并未使土壤的电导率增高且pH值下降幅度较小。在减氮40% 基础上增施氮肥不能提高作物地上部生物量积累。两季作物种植后，农民习惯施氮量处理的土壤硝态氮累积量最高达292.3 mg/kg。温室土壤全盐量与电导率、硝酸盐含量与电导率之间存在显著的相关性。两季作物种植后，不施氮、减氮60%、减氮40%这3处理的土壤仍适宜作物正常生长。而氮肥施用减少处理减氮20%和习惯用量这2个处理使土壤已经开始发生一定程度的次生盐渍化现象。施
8、用氮肥的土壤pH值呈逐渐上升趋势，在轮作间隙土壤pH值明显下降。从整个生长期来看，施氮肥使得土壤pH值呈下降趋势，同时施肥量越大，酸化趋势越明显。蔬菜收获后减氮60%、40%、20%与习惯施氮量4个处理中表土的 pH值较种植前分别下降了 0.75、0.84、0.92和0.97个pH单位。氮肥施用量减少程度不同对番茄或黄瓜的产量和品质有不同程度的影响。其中减氮60%处理会显著降低番茄或黄瓜的果实产量，而减氮40%处理则与习惯施氮量在番茄或黄瓜果实产量上无显著差异，且减氮40%处理在保证番茄或黄瓜果实产量的同时增加了净收入。两季试验所得产量与施氮量关系可用二次方程拟合，并求得番茄和黄瓜的最佳经济施
9、氮量分别为241.6、209.5kg/ hm2。在此条件下，试验所在地区的大棚蔬菜生产每年可减少氮肥用量3040%且不会影响产量。在品质方面，氮肥用量减少显著降低果实的硝酸盐含量。不施氮处理的番茄和黄瓜果实硝酸盐含量分别为137.9和170.9 mg/ kg，而习惯施氮处理最高分别已达406.1和328.8 mg/ kg。随施氮量减少，果实的Vc含量、可溶性糖含量和有机酸含量出现波动性变化。其中，在减氮40%、20%时番茄可溶性糖含量最高，比不施氮提高了65.0和73.9%。黄瓜减氮40%处理的Vc含量和可溶性糖含量最高，比不施氮分别提高了148.0、167.1%。对大棚菜地土壤中施用的氮素损
10、失途径研究结果表明；NO3- 淋洗损失为第一位，N2O-N排放为第二位。两季作物氮素的淋洗以NO3- 淋洗为主，NH4+淋洗极少可忽略不计。NO3- 的当季淋失量受施氮量影响较大，在试验的氮水平，NO3- 的当季淋失量随施氮量增加而增加。番茄、黄瓜生长季农民惯用施氮量处理的表观化肥氮来源NO3-N淋失量最高分别为40.89、105.89kg hm-2。两季作物的淋失化肥氮占施氮量百分比，在番茄季较低其淋失率为 8.4% 13.6%；黄瓜季由于生长前期揭棚膜，表观化肥氮淋失较番茄季多，淋失率为21.0% 39.2%。揭棚能显著增加氮素的淋失，揭棚期如遇持续的强降雨，氮素淋洗风险很高。氮肥用量和土
11、壤干湿交替过程对大棚土壤N2O-N排放影响较大。施氮量增加显著增加N2O-N排放量，土壤干湿交替过程越频繁N2O-N排放量越多。黄瓜生长季所用最高氮肥用量（216kg/ hm2）处理下观测到，排放通量为150.1 mg.m-2.h-1，N2O-N累积排放量为2.82 kg.hm-2。综合上述三个方面的研究结果，可以得出，在试验区大棚蔬菜生产过程中，农民习惯施氮量实际为氮肥过量施用，过量施氮肥易使土壤发生次生盐渍化和酸化现象，并使番茄和黄瓜中的硝酸盐明显累积。参照习惯用量，每年减施氮肥3040 %不会影响番茄、黄瓜的产量和品质。另外，大棚菜地土壤氮素损失的主要途径为NO3- 淋洗损失，N2O-N
12、排放损失较少。关键词：设施农业，氮肥，蔬菜，次生盐渍化，产量，品质，氮素损失NITROGEN UTILIZE AND DAMNIFY AS WELL AS OPTIMIZED MANAGEMENT OF NITROGEN FERTILIZER APPLIED TO VEGETABLE FIELD OF GREENHOUSE IN TAIHU LAKE REGIONABSTRACTThis paper selects Yixing as experiment field, which is located Taihu lake region. We study greenhouse rotate
13、 crops of tomato and cucumber,on the basis of local farmer habitual dosage of nitrogen fertilizer,and take turnstodecrease 20% nitrogen for 5 treatments Tomato:0 kg/hm2, 120 kg/hm2 (decrease N 60%), 180 kg/hm2 (decrease N 40%), 240 kg/hm2 ( decrease N 20%), 300 kg/hm2 ( farmer habitual dosage); Cucu
14、mber:0 kg/hm2, 108 kg/hm2 ( decrease N 60%), 162 kg/hm2 ( decrease N 40%), 216 kg/hm2 (decrease N 20%), 270 kg/hm2 ( farmer habitual dosage). The present paper investigates the effects of different N levels on nutrients absorbability, accumulation of soil nutrients, yield and quality and nitrogen lo
15、ss. Its objective is to obtain an N level which have high yeild, good quality and minimum pollution. Simultaneity, the process of salinization is also studied. These will provide science foundation to optimized management of nitrogen fertilizer applied to vegetable field of greenhouse cultivation. T
16、he main results are as follows:Decreased nitrogenous fertilizer has impact on nutrients absorbability of tomato and cucumber and accumulation of soil nutrients. compared with the 5 treatments,the treatment of decrease N 40% not only reduces the accumulation of nitrate in the soil, but also reduces t
17、heelectric conductivity in the soil, and it also minimizes the fall of soil pH.On the basis of the treatment of decrease 40% N, increasing the dosage can not raise the accumulation of biomass of aboveground part. After two vegetable are being cultivated, the accumulation of nitrate in thesoil of tre
18、atments of farmer habitual dosage is 292.3 mg/kg. EC value of greenhouse soil exhibites significantly positive correlation with soil NO3-N contents, total salt contents. After two vegetable are being cultivated, the soil of treatments of no nitrogenous fertilizer, decrease N 60% and decrease N 40% a
19、re suitable to cultivation, but the soil of treatments of decrease N 20% and farmer habitual dosage are becoming of salinization. The soil is applied nitrogen fertilizer, at the beginning, the soil pH become to uptrend, however, in the rotation clearance, soil pH become to evident downtrend. From th
20、e period of growing time, applying nitrogen fertilizer causes soil pH downtrend, the dosage of nitrogen fertilizer more much, the soil acidification more evident. The surface soil of treatments of decrease N 60%, 40%, 20% and farmer habitual dosage compare with cultivation before are fall about 0.75
21、, 0.84, 0.92 and 0.97 unit, individually.Decreased nitrogenous fertilizer has impact on fruit yeild and quality of tomato and cucumber. The treatment of decrease N 60% significantly decrease the fruit yeild of tomato and cucumber, but there is no significant difference between decrease N 40% and far
22、mer habitual dosage. The treatment of decrease N 40% not only ensures fruit yeild, but also increases economic benefit. The yields of two seasonal experiments are simulated by quadratic equation, the best quantity of applied of N are 241.6, 209.5kg/ hm2.Application quantity of N can reduce 3040% in
23、experimental region. Decreasing application of N can make fruit nitrate content declining. The tomato and cucumber fruit nitrate content of no nitrogenous fertilizer are 137.9 and 170.9 mg/ kg, farmer habitual dosage treatment are 406.1and 328.8mg/ kg, individually.Decreasing with applying of nitrog
24、en fertilizer,fruit Vc, soluble sugar content and organic acid content have waving change.Soluble sugar content of tomato fruit of decrease N 40% and decrease N 20% treatments are the highest, they increase 65.0,73.9%, compared with no nitrogenous fertilizer, but there are no significant differences
25、 between Farmer habitual dosage and CK. Vc, Soluble sugar content of Cucumber fruit of decrease N 40% treatment is the highest, and they increase 148.0,167.1%, compared with no nitrogenous fertilizer.The first way of nitrogen loss is leached, the second way is N2O emission. The way of leached loss o
26、f N is nitrate whereas ammonium leaching few. Application of N can evidently affect nitrate leaching, in the level of the experiment, the more applied of N the more nitrate leaching. In tomato and cucumber growing season, the nitrate leaching of apparent fertilizer N source of farmer habitual dosage
27、 treatment are 40.89, 105.89kg hm-2. because exposed the plastic film in prophase of cucumber growing season, fertilizer N leach greater than tomato season, the leaching rate is between 8.4% and 13.6%. quantity of application of N and drying- wetting soilprocess have effects on N2O emission. Applied
28、 216 kg.hm-2 of N in cucumber field, N2O-N flux was 150.1 mg.m-2.h-1, N2O-N cumulative emission was 2.82 kg.hm-2。KEY WORDS: facility agriculture, nitrogenous fertilizer, vegetable, secondary salinization, yield, quality, nitrogen damnify目录摘要iABSTRACTiii第一章文献综述11.1设施蔬菜的发展现状11.1.1 国外发展趋势11.1.2 存在的问题21
29、.2菜地土壤氮素投入41.2.1 菜地土壤化肥氮素投入41.2.2 菜地土壤有机肥氮素投入51.2.3 菜地土壤环境氮素输入51.3菜地土壤氮素的作物利用61.3.1 蔬菜生长与其氮素养分需求特点61.3.2 氮肥用量与蔬菜品质的关系71.3.3 氮肥用量与蔬菜生育和病虫害防治的关系81.4菜地土壤的氮素损失91.4.1 硝酸盐淋洗损失91.4.1.1 NO3-淋失研究方法91.4.1.2 影响NO3-淋失的因素101.4.2 气态氮损失111.4.2.1 氧化亚氮的排放研究121.4.2.2 氨挥发研究131.5菜地土壤氮素损失的环境后果与对策141.5.1 氮肥损失的环境后果141.5.1
30、.1 氮肥对水体的影响141.5.1.2 氮肥对大气的污染151.5.1.3 氮肥损失对人类健康的影响151.5.2 氮肥损失的对策研究161.5.2.1 实施生态农业政策161.5.2.2 确定适宜的氮肥用量161.5.2.3 控释（缓释）肥料的推广应用161.5.2.4 平衡施肥171.5.2.5 作物氮效率的提高171.6问题与展望18第二章研究背景和研究思路192.1研究背景192.2研究思路202.3技术路线22第三章不同施氮水平对大棚蔬菜养分吸收与土壤养分含量的影响233.1 材料和方法243.1.1 试验设计与管理243.1.2 取样与测定方法253.2 结果与讨论253.2.1
31、 不同处理对番茄和黄瓜地上部养分吸收量的影响253.2.1.1 对地上部生物量的影响253.2.1.2 对地上部养分积累量的影响263.2.2 不同处理对番茄和黄瓜生长季土壤养分含量的影响283.2.2.1 对土壤硝态氮含量的影响283.2.2.2 对土壤速效磷含量的影响293.2.2.3 对土壤速效钾含量的影响303.2.3 不同处理对番茄和黄瓜生长季土壤电导率和pH值的影响303.2.3.1 对土壤电导率的影响303.2.3.2 对土壤pH值的影响313.3 小结32第四章不同施氮水平对大棚蔬菜产量和品质的影响354.1 材料与方法364.1.1 试验处理与田间管理364.1.2 取样与测
32、定方法364.2 结果与分析364.2.1 不同氮肥用量处理对番茄、黄瓜产量影响364.2.2 不同氮肥用量处理对番茄、黄瓜氮肥利用率的影响384.2.3 不同氮肥用量处理对番茄、黄瓜果实硝酸盐含量的影响394.2.4 不同氮肥用量处理对番茄、黄瓜果实营养品质的影响404.3 小结40第五章不同施氮水平下大棚蔬菜生长期氮素损失研究435.1 材料和方法445.1.1 试验处理445.1.2 取样与测定方法445.1.2.1 渗漏水的收集、测定水样445.1.2.2 N2O的采集、测定465.1.3 结果计算465.2 结果与讨论475.2.1番茄和黄瓜土壤的NO3-淋洗损失475.2.1.1番
33、茄和黄瓜生长季渗漏水中NO3- 浓度的动态变化485.2.1.2 番茄和黄瓜生长季渗漏水中NH4+ 浓度的动态变化495.2.2黄瓜土壤中氧化亚氮的排放505.2.2.1 黄瓜生长季土壤N2O排放通量505.2.2.2 黄瓜生长季土壤N2O累积排放量515.3 小结51第六章总结和结论53参考文献55作者简介61致62第一章文献综述蔬菜是人们日常生活中不可缺少的植物性食品，随着生活水平的提高，人们对蔬菜的需求量也日益增加。我国人口多，土地资源相对不足，而太湖地区作为全国经济较发达的区域之一，更感到土地资源的严重不足。如何在人口增长、资源减少的趋势下保障食品供应安全，既是经济问题也是战略问题。设
34、施园艺能人为调控环境，是最大程度发挥生产潜能、提高单位面积产量的有效途径。因此，凡是土地资源紧缺的国家，如日本、荷兰、以色列，都把设施园艺作为重点产业发展。1.1设施蔬菜的发展现状1.1.1国外发展趋势设施园艺是借助一定的硬件设施通过对作物生长的全部或部分阶段所需环境条件(温、光、水、肥、气等)进行调节,控制乃至创造，以使其尽可能满足作物生长需要，从而满足社会对选定作物质与量的需求而进行的技术密集型园艺作物生产。主要由棚室、环境调控、作物三部分组成。其中具有中国特色的设施园艺主要体现为塑料大棚、日光温室、中小拱棚与少量玻璃温室，塑料大棚、日光温室约占60%，中小拱棚约占40%（夏晓东等，199
35、8；靖里等，2001）。在我国，设施园艺作物以蔬菜为主，占到总面积的97%，其余为花卉和果树。设施园艺是实现园艺作物高产、优质、高效，达到全年供应的重要手段，对我国意义尤为重大（清，2006）。中国是传统的蔬菜生产与消费大国，近20多年来,我国的设施园艺栽培面积从1980年的2万hm2发展到2006年的200万hm2，成为世界上设施园艺面积最大的国家(表1)，蔬菜总产量占世界总产量的80%。2005年设施生产的蔬菜(温室大棚种植蔬菜)人均占有量逾80kg，比1980年增长近400倍，设施蔬菜人均食用量约57kg（殿奎，2006）。表1.世界各国塑膜大棚与温室面积(单位：hm2)国 家面 积国
36、家面 积国 家面 积国 家面 积中 国440500波 兰6500希 腊4240加拿大2000日 本49680法 国6000罗马尼亚3000比利时2100西班牙25000俄罗斯6000摩洛哥3500智 利1600 国22000匈牙利5500哥化比亚2600以色列1500荷 兰11000阿尔与利亚5000葡萄亚2500德 国1300土耳其9800美 国4500英 国2300突尼斯1100中国设施园艺的发展不仅基本解决了本国长期以来蔬菜供应不足的状态，实现了蔬菜的周年均衡供应，同时也丰富了国际市场，且业已成为中国改造传统农业从而走向现代农业的重要手段之一。目前我国重点研究开发了种子种苗、种植工艺、采
37、后处理、设施与环境控制与相关产业工程技术等，使我国整个设施园艺技术与水平向前迈进了一大步。主要表现在：研制开发出一批新型温室与配套设备，大型连栋温室制造形成产业，国产温室基本取代进口产品；智能化水平有了较大提高，试验温室初步实现计算机管理；工厂化育苗初步实现产业化；高产栽培技术取得突破，初步培育出一批温室专用品种，如“迷你2号”黄瓜就凭借科技含量高、连续结果性好、抗病抗高（低）温且具有高品质风味的特点替代了荷兰的“戴多星”，填补了国空白。示基地的番茄亩产达1.5万公斤。的日光温室亩均产量达0.75万到1万公斤，实现了高产出高效益(淑珍等，2003)。国际上，发达国家的设施农业己具备了技术成套，
38、设施设备完善，生产比较规，产量稳定，质量保证性强等特点，并正向高层次、高科技和自动化、智能化方向发展，逐步形成全新的设施农业技术体系。1.1.2 存在的问题我国与设施园艺先进国家还存在着较大差距。据统计，截止到2004年底，荷兰温室总面积为10905公顷，其中90%为玻璃温室，10%为膜温室和PC温室。番茄每亩约产4万公斤，黄瓜每亩5万公斤，高出我国产量3-4倍，且产品的商品率达100%，优等品率达90%以上。在产品设计上，荷兰已采用三维设施绘图软件进行设计，无论用料、结构型式与强度、采光量、通风方式等均达到最优。在温室产前、产中、产后关键技术与设备方面，如苗木移栽设备、果菜自动采摘、分级设备
39、、无土栽培设备的开发、温室屋顶清洗设备等，国外已十分成熟或正在尝试，而在我国尚属空白。目前从数量上看，我国设施园艺的面积与人均蔬菜供应量均居世界前列，但仅仅是数量第一，如果从设施类型、环境调控能力和栽培技术的科技水平和科技含量评价，与发达国家相比，我国仍停留在低水平的初级阶段。设施园艺产业发展存在三大瓶颈。第一，设施类型以小型、简易结构为主，难以抵御自然灾害。据分析（福墁，2006），在我国约250万公顷设施园艺生产中，代表设施园艺最高水平的大型连栋温室仅有100公顷，仅占总面积的0.04%；日光温室约占20%，是北方冬季能进行大面积生产的惟一类型。塑料棚占我国设施园艺总面积的76.4%。在1
40、91万公顷的塑料拱棚中，只有部分为钢骨架塑料拱棚，竹木结构还占较大比例，因此受自然气候影响很大，抵御天气变化的能力有限，太冷、太热季节生产都比较困难。第二，环境调控技术与设备落后，缺乏理论基础和量化指标。由于园艺设施类型以简易型为主，对环境的调节和控制能力必然有限。塑料大棚经常在遇到灾害性天气时受损，无法生产。即使在正常天气，大部分塑料大棚所能进行的环境调控手段也仅限于通风和避风。日光温室遇到寒流或连阴（雪）天，光照不足失去热源和光源时，室光照、温度、湿度都会出现不适合植物生育的逆境，轻则减产，重则绝收。现代化温室在北方因冬季严寒多风，主要靠加温来保证作物生长，消耗大量能源，成本过高；在南方优
41、越性较为显著，但由于基础研究起步晚，计算机调控环境的软件参数多引自国外，缺乏自主知识产权产品，难以对温室进行有效环境调控。第三，栽培技术不配套，凭经验管理，温室土壤质量退化。占目前中国设施栽培主导形式的塑料大棚与日光温室，栽培技术以小农生产方式为主，栽培管理主要靠传统的露地栽培经验，缺乏设施栽培专用品种，生产不规，致使产品产量不高，品质较差，而这其中尤为突出的是与土地管理密切相关的施肥问题（殿奎，2006）。设施土壤同露地土壤存在着很大的差异，最大特点在于其封闭性、可控性、缺少雨水淋洗与复种指数高（何文寿，2004；全国等，2006）；且设施栽培大多在冬春反季节进行，低温弱光条件抑制了蔬菜根系
42、对土壤养分的吸收，加之设施园艺有着“高投入、高产出、高效益”的特性（何文寿，2004；清，2006），在市场经济压力下，各地设施农业普遍向规模化和单一化栽培发展，出现了只重视劳动生产率而忽视土地生产率的状况，在这种经济利益的驱动下，人们往往关注植株地上部的生长发育状况，忽视了设施栽培所用土壤的环境问题，追求高产和日益严重的连作障碍现象又促使许多农民企图通过多施肥料和农药来缓解生长障碍，从而导致盲目施肥，恶性循环。当前我国设施园艺施肥的主要特点为：肥料施用量过大；配方不合理；施用未经腐熟的有机肥料；对微肥的作用重视不够（徐效俊，2006）。在大棚蔬菜生产中盲目施肥，特别是过量施用氮肥现象十分严重
43、（周建斌等，2004）。如我国最大的设施栽培基地省寿光市的大棚土壤平均投入的化肥氮(N)为1468.3kg/hm2，有机肥氮为2596.0kg/hm2，施入的总N肥量分别是日本同类温室施用量的5倍和蔬菜吸收量的8倍以上，而且N、P、K配比失调，土壤中的速效氮、速效磷和速效钾分别高出露地土壤的数倍以上（Li et al.,2001;郭文忠等，2004）。连年肥水投入过大，地下水位升高，致使设施比设施外(CK)土壤盐分高，一般为对照的1.343.74倍，尤其是35年棚龄出现积盐高峰，表土电导率平均为1.21ms/cm，高者达4.06ms/cm。对南方大棚蔬菜地土壤的调查（表2），大棚土壤养分均高于
44、露地土壤，盐分总量为露地的1倍以上，pH值较露地低，表明大棚土壤有盐渍化和酸化的趋势。表2. 大棚与露地土壤养分与盐分状况（振华等，2003）地点 类型 土壤深度（cm）有机质含量（g/kg）全氮含量（g/kg）速效磷含量 速效钾含量 盐分总量 pH值（mg/kg） （mg/kg） （g/kg）家港 露地大棚无锡 露地大棚02002002002017.223.319.729.51.82.61.93.0120.1 182.4 1.4 7.3340.3 312.1 3.8 6.284.5 191.8 1.3 5.1286.7 301.3 2.1 4.7过量施肥对蔬菜生长和品质、环境、经济与设施蔬菜
45、栽培的持续发展已带来许多不利的影响。过量施肥（其中主要是氮肥过量）不仅不利于作物的生长和浪费肥料，而且会直接诱发蔬菜生长的障碍因子，影响蔬菜的产量，产品品质和商品性。由于设施土壤的密闭特点使得土壤盐分离子自然淋洗作用十分微弱，因此过量施肥十分容易引起土壤次生盐渍化,以与pH下降即化学逆境。导致土壤次生盐渍化的主要离子除Ca2+, NO3-外，SO42-，Cl-也是导致次生盐渍化的主要因素之一（余海英等，2005），这些离子浓度增加引起土壤渗透势加大，不仅使作物根系的吸水、吸肥能力减弱，而且伴随着土壤pH的下降，导致南方酸性土壤中Mn2+、Al3+的有效性增加而使作物遭受Mn毒害或Al毒（何文寿
46、，2004）。土壤中某些养分的大量累积必然加剧营养元素之间拮抗作用。过量施用氮肥常导致土壤铵离子浓度升高而影响根系对K+、Ca2+、Mg2+的吸收，降低蔬菜作物抗病性，从而加剧营养失调和病害的发生（宁运旺等，2001）。一些研究表明，氮肥的过量施用已经导致我国许多地区蔬菜体硝酸盐含量超标，其中叶菜类尤为严重（明珠等，1982）。同时，设施蔬菜生产中过量施肥还与地下水硝酸盐含量超标密切相关，现已发现我国许多蔬菜产区饮用水中的硝酸盐含量超标，如还有一些地区蔬菜上大量施用磷肥，加速磷素向周围水体的迁移，加剧水体的富营养化，进而威胁人体健康，破坏生态环境。1.2菜地土壤氮素投入我国蔬菜生产养分管理的一个显著特点是水肥过量投入，在施用方式上多以大水漫灌和随水施肥措施为主，当前高氮素投入是人们普遍关注的问题。对集约化蔬菜产区主栽蔬菜的调查结果表明，目前虽然各个地区的自然条件和经济管理水平不同，但总体上蔬菜生产中的有机肥、化肥以与有机无机复混肥的投入量都很大（兆辉，2000；俊良，2001；曼碧，2001；吴建繁，2001）。1.2.1菜地土壤化肥氮素投入20世纪80年代以来，对全国主要省份的施肥调查结果表明，2000年全国蔬菜生产规模前10位的省份的蔬菜生产中氮肥(N)平均用量均超过了300kg/hm2，个别地区化学氮肥(N)的用量甚至超过了500kg/hm2（清，2006）。我国的氮