范慶鋒，張玉龍，張玉玲，虞 娜

不同灌溉方式下設(shè)施土壤硝態(tài)氮的積累特征及其環(huán)境影響

范慶鋒，張玉龍*，張玉玲，虞 娜

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，沈陽(yáng) 110866）

以不同灌溉方式下設(shè)施土壤及番茄為研究對(duì)象，采用田間試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法，對(duì)連年采用溝灌、滴灌和滲灌灌溉方式的設(shè)施土壤硝態(tài)氮、全鹽含量、pH及番茄果實(shí)硝酸鹽含量、水分生產(chǎn)效率進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：三種灌溉方式土壤硝態(tài)氮、全鹽含量均呈現(xiàn)出明顯的表聚現(xiàn)象，0～20 cm土層范圍內(nèi)，滴灌處理硝態(tài)氮含量和全鹽含量明顯低于溝灌和滲灌處理；不同灌溉方式土壤的pH值均隨著土層加深而升高，在0～30 cm土層范圍，土壤pH值滴灌高于溝灌，溝灌高于滲灌。溝灌和滲灌番茄果實(shí)硝酸鹽含量顯著高于滴灌，溝灌和滲灌番茄果實(shí)硝酸鹽含量差異不顯著；滲灌和滴灌水分生產(chǎn)效率明顯高于溝灌。土壤硝態(tài)氮含量與土壤pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與全鹽含量呈極顯著正相關(guān)?？傊?，設(shè)施土壤硝態(tài)氮積累與土壤全鹽含量、pH值、番茄果實(shí)硝酸鹽含量關(guān)系密切；與溝灌和滲灌相比，滴灌更有利于抑制土壤退化。

設(shè)施土壤；灌溉方式；硝態(tài)氮積累；土壤pH

設(shè)施蔬菜栽培，亦稱保護(hù)地蔬菜栽培，由于土地利用率高、易提高作物的產(chǎn)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著，近來(lái)在我國(guó)北方地區(qū)發(fā)展十分迅速。設(shè)施蔬菜栽培的顯著特點(diǎn)是高投入、高產(chǎn)出，由于生產(chǎn)過(guò)程中復(fù)種指數(shù)高、肥料施用量大、灌水不合理、加之長(zhǎng)期處于缺少雨水淋洗、高溫、高濕等特殊條件下，致使蔬菜栽培設(shè)施土壤大都出現(xiàn)酸化、次生鹽漬化、硝酸鹽積聚等退化問(wèn)題[1-6]。這些問(wèn)題造成蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)的嚴(yán)重下降、在地下水水位較高地區(qū)還會(huì)造成地下水污染，且隨著設(shè)施利用年限增長(zhǎng)、土壤退化問(wèn)題愈趨嚴(yán)重，最終將導(dǎo)致土地資源的不可利用[7]。土壤硝酸鹽積聚是設(shè)施土壤退化的重要表現(xiàn)形式和主要特征之一。近年來(lái)大量研究與生產(chǎn)實(shí)踐都證明，長(zhǎng)期蔬菜栽培往往導(dǎo)致設(shè)施土壤硝酸鹽積聚，而不合理的灌溉措施又會(huì)加劇土壤硝酸鹽積聚進(jìn)程[8-9]。設(shè)施土壤硝酸鹽積聚，在設(shè)施蔬菜栽培大量灌水之下很容易發(fā)生淋失，不僅造成地表水、地下水污染及土壤質(zhì)量下降，同時(shí)易導(dǎo)致蔬菜、果實(shí)硝酸鹽含量升高、品質(zhì)下降等問(wèn)題，給人類健康帶來(lái)直接或潛在的威脅[10-11]。土壤硝酸鹽積聚作為設(shè)施生產(chǎn)的主要土壤障礙因素，不僅影響當(dāng)前，還會(huì)隨著設(shè)施利用的時(shí)間延長(zhǎng)而加劇、后效長(zhǎng)遠(yuǎn)。

灌溉作為設(shè)施蔬菜生產(chǎn)的主要技術(shù)措施直接影響土壤物質(zhì)與能量運(yùn)移過(guò)程，對(duì)土壤環(huán)境因子有著綜合的影響效應(yīng)。在設(shè)施內(nèi)采用合理的灌溉措施不僅可以提高水肥利用率，提高作物產(chǎn)量品質(zhì)，還可以改善土壤理化性狀，進(jìn)而創(chuàng)造良好的土壤環(huán)境[12-14]。目前設(shè)施多種灌溉方式得以發(fā)展，而不同的灌溉方式下灌水量和水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律均有不同，其對(duì)土壤硝酸鹽分布與遷移的影響尚缺乏針對(duì)性的研究，灌溉方式還處在盲目的應(yīng)用階段。因此，本文通過(guò)研究不同灌溉方式下設(shè)施土壤硝酸鹽的分布及積累特征，探討土壤硝酸鹽累積與鹽化、酸化、番茄果實(shí)硝酸鹽含量之間的關(guān)系，從抑制土壤、番茄果實(shí)中硝酸鹽含量的角度對(duì)不同的灌溉方式進(jìn)行評(píng)價(jià)并選擇合理的灌溉方式，對(duì)于設(shè)施蔬菜生產(chǎn)和土壤資源的可持續(xù)利用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料和方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)在沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)長(zhǎng)期定位設(shè)施灌溉試驗(yàn)基地進(jìn)行，年平均降雨量為650～850 mm，蒸發(fā)量為850 mm左右。試驗(yàn)于每年春季4月末開(kāi)始，8月中旬結(jié)束。供試作物為番茄，品種為L(zhǎng)402，留三穗果打頂，每穗留4個(gè)果實(shí)，栽培行、株距分別為50 cm和30 cm。供試土壤為棕壤，定位試驗(yàn)開(kāi)始前（距取樣13年前）土壤條件均勻，土壤基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 供試耕層土壤的基本理化性質(zhì)Table 1 Physical and chemical properties of experimental soil

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)溝灌、滴灌、滲灌3個(gè)處理，3次重復(fù)，共9個(gè)小區(qū)，田間小區(qū)隨機(jī)排列，小區(qū)間用60 cm深塑料膜隔開(kāi)以防止水分交互滲入。滴灌方式采用普通的市售滴灌帶，直徑20 mm，兩出水孔間距30 cm，將其平鋪于地表，出水孔位置與作物根部相對(duì)應(yīng)；滲灌方式采用內(nèi)徑16 mm、外徑20 mm的微孔滲灌管，將其埋于土層深度30 cm處，位置與作物行垂直對(duì)應(yīng)；溝灌方式以壟溝為灌水溝，按常規(guī)方法灌水。每個(gè)處理按10、20、30、40、50 cm 深度埋設(shè)張力計(jì)。各灌溉方式土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層為30 cm，灌水上下限土壤水吸力均分別設(shè)為6 kPa和30 kPa（即理論上計(jì)劃濕潤(rùn)層土壤水吸力達(dá)到30 kPa時(shí)開(kāi)始灌水，到土壤水吸力6 kPa時(shí)灌水結(jié)束）。由于三種灌溉方式濕潤(rùn)方式不同，溝灌灌水后計(jì)劃濕潤(rùn)層得到全面濕潤(rùn)，滲灌和滴灌均為局部濕潤(rùn)，且滲灌出水孔在地下作物根系周圍、節(jié)水效果更強(qiáng)，故將溝灌、滴灌和滲灌三種灌水方法的濕潤(rùn)比分別設(shè)定為1.00、0.50和0.33。由事先采集土樣測(cè)得的土壤持水特征曲線方程：

土壤體積含水（cm3·cm-3）=0.521 2[1+（6.382 4*土壤水吸力（kPa））11.5005]-0.0094

算出灌溉控制上限和下限土壤水吸力對(duì)應(yīng)的土壤含水量。當(dāng)早8：00土層深度20 cm張力計(jì)讀數(shù)達(dá)到灌水控制下限土壤水吸力值時(shí)，計(jì)算單次灌水量。

三種不同灌溉方式處理施肥均相同。每年春季4月中旬整地時(shí)撒施膨化雞糞37.5 t·hm-2作為底肥，番茄定植時(shí)施用磷酸二銨 0.6 t·hm-2、硫酸鉀 0.4 t·hm-2、尿素0.15 t·hm-2作為基肥，每年在番茄第一穗果、第二穗果膨大期追肥二次，每次追施尿素0.15 t·hm-2。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

開(kāi)始水分處理后，每天上午8：00觀測(cè)并記錄土壤水分張力計(jì)讀數(shù)，記錄不同灌溉方式的灌水日期、灌水量。果實(shí)成熟后，適時(shí)采摘不同處理紅熟度相同的番茄果實(shí)用水楊酸比色法測(cè)定其硝酸鹽含量，并分別記錄果實(shí)產(chǎn)量。供試土樣于灌水處理結(jié)束后在8月初采集，至采樣時(shí)試驗(yàn)已經(jīng)連續(xù)進(jìn)行13年。每小區(qū)按“S”型布設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)，分層采集土壤樣品。每點(diǎn)采樣深度分別為 0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60 cm。土壤硝態(tài)氮用AA3連續(xù)流動(dòng)分析儀測(cè)定，土壤酸堿度（pH）采用電位法（水土比為 2.5∶1）測(cè)定，土壤全鹽用去離子水（水土比為5∶1）浸提、烘干法測(cè)定。

所有數(shù)據(jù)采用Excel2007和SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌溉方式對(duì)設(shè)施土壤硝態(tài)氮含量的影響

土壤中的硝態(tài)氮是一種速效性氮素，可以被作物根系直接吸收，由于其帶負(fù)電，不易被土壤膠體吸附，可以隨水移動(dòng)[15]。灌溉方式不同，灌水頻率、灌水量及水的運(yùn)移方式均有所不同，因此灌溉方式的不同，必然會(huì)對(duì)硝態(tài)氮的運(yùn)移及分布產(chǎn)生影響。溝灌、滴灌、滲灌三種灌溉方式土壤硝態(tài)氮含量剖面變化測(cè)定結(jié)果列于表2。由表2可以看出，土壤硝態(tài)氮含量的變化范圍為0.021～2.091 g·kg-1，其中：溝灌處理硝態(tài)氮含量0.041～2.091 g·kg-1，滴灌處理硝態(tài)氮含量0.021～0.973 g·kg-1，滲灌處理硝態(tài)氮含量 0.035～2.080 g·kg-1。各灌溉處理硝態(tài)氮含量均呈現(xiàn)出明顯的表聚趨勢(shì)，表層土壤硝態(tài)氮積累明顯，其含量隨土層深度增加而逐漸降低，0～40 cm土層范圍內(nèi)，土壤硝態(tài)氮含量隨土層深度增加而降低迅速，40 cm以下土壤硝態(tài)氮含量隨土層深度增加降低緩慢。不同灌溉方式間比較，不同土層土壤硝態(tài)氮含量排列順序均為溝灌>滲灌>滴灌。0～10 cm土層溝灌和滲灌兩處理硝態(tài)氮含量與滴灌處理差異達(dá)5%顯著水平；10～20 cm土層不同處理之間硝態(tài)氮含量差異均達(dá)5%顯著水平；20～30 cm土層溝灌和滴灌處理硝態(tài)氮含量差異達(dá)5%顯著水平；30 cm以下土層各處理間硝態(tài)氮含量差異不明顯。

表2 不同灌溉方式下各土層的硝態(tài)氮含量（g·kg-1）Table 2 Distribution of nitrate nitrogen in the soil profile underdifferent irrigation modes（g·kg-1）

2.2 灌溉方式對(duì)設(shè)施土壤酸度的影響

酸堿性是土壤的基本特性，也是影響土壤肥力的重要因素之一，它對(duì)土壤中養(yǎng)分的存在形態(tài)及有效性，對(duì)土壤中微生物的活動(dòng)以及對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育都有巨大的影響[16]。土壤過(guò)酸性或過(guò)堿性，都會(huì)不同程度地降低土壤養(yǎng)分的有效性。表3是不同灌溉方式下的各土層的土壤pH值。從表3可知，0～60 cm土層土壤pH值的變化范圍：溝灌為5.80～6.80；滴灌為6.10～6.83；滲灌為5.76～6.84。三種灌溉方式處理土壤pH的剖面變化特征相似，均是表層土壤的pH值最低，隨著土層的加深土壤pH值逐漸升高，到50～60 cm土層，土壤pH值與試驗(yàn)開(kāi)始前的土壤pH值十分接近。不同灌溉方式間土壤pH值亦表現(xiàn)出一定的差異，在0～30 cm土層范圍內(nèi)，pH值均表現(xiàn)出滴灌處理土壤高于溝灌處理，溝灌處理高于滲灌處理的趨勢(shì)。0～20 cm土層，滴灌處理土壤pH明顯高于溝灌和滲灌處理，滴灌與溝灌、滲灌處理間差異均達(dá)到1%顯著性水平，而滲灌與溝灌處理相比，差異不顯著；20～30 cm土層，滴灌與滲灌處理間pH差異達(dá)到1%顯著性水平，而滴灌與溝灌處理相比，pH差異不顯著，滲灌與溝灌處理相比，pH差異亦不顯著；30～60 cm土層，不同處理之間pH差異均不顯著。

2.3 灌溉方式對(duì)設(shè)施土壤全鹽的影響

大量研究指出，設(shè)施土壤種植蔬菜多年后都會(huì)出現(xiàn)不同程度的積鹽現(xiàn)象，而不合理的施肥、灌溉、耕作等措施則會(huì)加快土壤鹽漬化進(jìn)程[17]。這是由于不同灌溉方式的單次灌水量、水分運(yùn)移方向、速率不同，水分濕潤(rùn)土壤的部位及體積也不同，必然會(huì)對(duì)可溶性鹽分產(chǎn)生不同程度的影響[18]。圖1為不同灌溉方式處理土壤全鹽含量剖面分布測(cè)定結(jié)果。由圖1可見(jiàn)，溝灌、滴灌和滲灌3種灌溉方式下土壤全鹽含量剖面分布均呈現(xiàn)明顯的表聚現(xiàn)象，隨著連年施肥，設(shè)施土壤0～10 cm土層隨著土層加深而急劇降低，到40～60 cm又表現(xiàn)出輕微增加趨勢(shì)。比較不同灌溉方式間土壤全鹽含量剖面分布情況可以看出，滴灌處理的各個(gè)土層全鹽含量均低于溝灌和滲灌處理，且在0～20 cm土層與溝灌和滲灌處理差異達(dá)1%極顯著水平。而溝灌和滲灌處理比較，在各個(gè)土層溝灌全鹽含量均高于滲灌，但差異不顯著。

表3 不同灌溉方式下各土層的土壤pH值Table 3 Soil pH in the soil profile under different irrigation modes

圖1 土壤全鹽含量剖面分布Figure 1 Distribution of total salt content in the soil profile

2.4 灌溉方式對(duì)設(shè)施番茄果實(shí)硝酸鹽含量的影響

硝酸鹽含量的高低是影響蔬菜品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。前人研究表明，蔬菜硝酸鹽含量與土壤中氮素含量、形態(tài)，灌水量密切相關(guān)[2，19]。圖2為不同灌溉方式處理番茄果實(shí)硝酸鹽含量的測(cè)定結(jié)果。不同灌溉方式處理中，溝灌處理番茄果實(shí)中的硝酸鹽含量最高，為 145.60 mg·kg-1，其次為滲灌的 136.40 mg·kg-1，滴灌處理最低，為115.29 mg·kg-1。溝灌和滲灌處理番茄果實(shí)硝酸鹽含量顯著高于滴灌處理，溝灌和滲灌處理番茄果實(shí)硝酸鹽含量差異不顯著。

2.5 灌溉方式對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量及水分生產(chǎn)效率的影響

圖2 不同灌溉方式番茄果實(shí)硝酸鹽含量Figure 2 Effect of irrigation mode on nitrate content in tomato

為了對(duì)設(shè)施栽培番茄不同灌溉方式的節(jié)水效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)溝灌、滴灌及滲灌處理的灌水次數(shù)、單次灌水量、番茄產(chǎn)量、全生育期灌水量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果如表4所示。從表4可以看出，在設(shè)施番茄的整個(gè)生長(zhǎng)時(shí)期，單次灌水量和總灌水量均是溝灌>滴灌>滲灌，且溝灌的單次灌水量和總灌水量明顯高于滲灌和滴灌處理。不同處理番茄產(chǎn)量大小順序?yàn)榈喂?滲灌>溝灌，而水分生產(chǎn)效率是滲灌和滴灌處理明顯高于溝灌，滲灌和滴灌相差不大。由此可見(jiàn)，滴灌和滲灌在節(jié)約灌溉用水的前提下，也能獲得較高的產(chǎn)量。

表4 不同灌溉方式處理設(shè)施番茄產(chǎn)量及水分生產(chǎn)效率Table 4 Tomato yield and water production efficiency of different irrigation modes

3 討論

硝態(tài)氮在土壤中不易被土壤膠體所吸附，容易隨水遷移[15]。三種灌溉方式處理土壤剖面硝態(tài)氮含量的差異無(wú)疑與單次灌水?dāng)?shù)量及灌水時(shí)及灌水后土體內(nèi)水分運(yùn)動(dòng)方向及土壤水分的消耗數(shù)量與方式有關(guān)。溝灌處理單次灌水量最大，灌水后水分可向下運(yùn)動(dòng)至較深土層；由于溝灌土壤水分含量較高，地表水分蒸發(fā)也最為強(qiáng)烈，底層大量的硝態(tài)氮可隨水運(yùn)移聚集在表層，而下一次灌水時(shí)又有可能被水分?jǐn)y帶向下運(yùn)動(dòng)。因此，溝灌處理土壤的硝態(tài)氮含量剖面分布，不僅表層明顯累積且通體含量也較高。滲灌屬于地下灌溉，在滲灌管以上土壤水分以向上運(yùn)動(dòng)為主，致使硝態(tài)氮隨水分不斷向表層移動(dòng)、累積，從而表現(xiàn)為表層硝態(tài)氮積累趨勢(shì)嚴(yán)重。滴灌時(shí)局部土壤濕潤(rùn)，灌水量適中，地表水分蒸發(fā)強(qiáng)度和水分運(yùn)移速率都低于溝灌，且積累于表層土壤的硝態(tài)氮在下一次灌水時(shí)還會(huì)受到水分的淋洗而向下移動(dòng)，因而硝態(tài)氮表聚程度低、累積較少。

一般來(lái)說(shuō)，在土壤硝態(tài)氮含量較高的情況下，葉菜類蔬菜容易出現(xiàn)硝酸鹽積累超過(guò)衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，而茄果類蔬菜不易累積硝態(tài)氮[9]。從本試驗(yàn)可以看出，土壤硝態(tài)氮含量較高時(shí)亦可引起茄果類蔬菜果實(shí)中硝酸鹽的大量累積，且果實(shí)中硝酸鹽含量隨土壤硝態(tài)氮含量的增加而增加。土壤中硝態(tài)氮的過(guò)量積累不僅會(huì)增加蔬菜體內(nèi)的硝酸鹽含量、加深對(duì)地下水污染的風(fēng)險(xiǎn)，且會(huì)大為加速設(shè)施菜地的次生鹽漬化與酸化進(jìn)程。對(duì)各灌溉處理不同土層土壤硝態(tài)氮含量與pH之間關(guān)系的相關(guān)分析結(jié)果表明，各灌溉處理不同土層土壤硝態(tài)氮含量與pH、鹽含量之間呈極顯著對(duì)數(shù)負(fù)相關(guān)關(guān)系：

土壤pH隨著硝態(tài)氮含量的增加而降低。對(duì)各灌溉處理不同土層土壤硝態(tài)氮含量與全鹽含量之間關(guān)系的相關(guān)分析結(jié)果表明，各灌溉處理不同土層土壤硝態(tài)氮含量與全鹽含量之間呈極顯著線性正相關(guān)關(guān)系：

土壤全鹽含量隨著硝態(tài)氮含量的增加而增加。

pH值降低是設(shè)施菜地土壤次生鹽漬化的一般特征，土壤硝態(tài)氮積累則是導(dǎo)致土壤酸化和次生鹽漬化的根本原因，因?yàn)樵O(shè)施菜地施肥量大且往往偏重施用氮肥，加上設(shè)施內(nèi)土壤硝化作用強(qiáng)烈，所以極易產(chǎn)生大量的H+和NO-3。灌水方式會(huì)對(duì)NO-3等離子的運(yùn)移和積累產(chǎn)生直接影響、進(jìn)而影響土壤鹽漬化、酸化進(jìn)程。從防治設(shè)施菜地土壤硝態(tài)氮積累、蔬菜硝酸鹽含量過(guò)高，土壤鹽漬化、酸化、節(jié)約用水等方面對(duì)三種不同灌溉方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，以滴灌效果最好，顯然這與灌溉方式的單次灌水量及灌水后土壤水分剖面分布有關(guān)。

4 結(jié)論

（1）溝灌、滴灌和滲灌處理土壤硝態(tài)氮、全鹽含量均呈現(xiàn)出明顯的表聚現(xiàn)象，隨著土層加深而降低；0～20 cm土層范圍內(nèi)，滴灌處理硝態(tài)氮含量和全鹽含量明顯低于溝灌和滲灌處理。不同灌溉方式表層土壤的pH值最低，隨著土壤層次的不斷加深土壤的pH值逐漸升高。在0～30 cm土層，pH值均表現(xiàn)出滴灌土壤高于溝灌，溝灌高于滲灌土壤的趨勢(shì)。

（2）溝灌和滲灌處理番茄果實(shí)硝酸鹽含量顯著高于滴灌處理，溝灌和滲灌處理番茄果實(shí)硝酸鹽含量差異不顯著。不同灌溉方式番茄產(chǎn)量大小順序?yàn)榈喂?滲灌>溝灌，而水分生產(chǎn)效率是滲灌和滴灌處理明顯高于溝灌，滲灌和滴灌相差不大。

（3）相關(guān)分析結(jié)果表明，土壤硝酸鹽含量與pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與全鹽含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明設(shè)施菜地土壤的酸化和次生鹽漬化是硝態(tài)氮不斷積累的結(jié)果。

灌溉方式不同，灌水?dāng)?shù)量及土壤水分運(yùn)動(dòng)規(guī)律均有不同，致使土壤硝態(tài)氮剖面分布各異，對(duì)土壤pH、全鹽含量、番茄果實(shí)硝酸鹽含量也產(chǎn)生較大影響。從節(jié)約用水，防治土壤鹽漬化、土壤酸化及蔬菜硝酸鹽積累的角度綜合評(píng)價(jià)，有條件的地方應(yīng)優(yōu)先選擇滴灌灌水方式灌溉設(shè)施菜地，既節(jié)約用水，又可以防止設(shè)施菜地土壤退化，從而實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用。

[1]曾希柏,白玲玉,蘇世鳴,等.山東壽光不同種植年限設(shè)施土壤的酸化與鹽漬化[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,30（7）：1853-1859.

ZENG Xi-bai,BAI Ling-yu,SU Shi-ming,et al.Acidification and salinization in greenhouse soil of different cultivating years from ShouguangCity，Shandong[J].ActaEcologicaSinica,2010,30（7）：1853-1859.

[2]姜慧敏,張建峰,楊俊誠(chéng),等.不同氮肥用量對(duì)設(shè)施番茄產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤硝態(tài)氮累積的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,29（12）：2338-2345.

JIANG Hui-min,ZHANG Jian-feng,YANG Jun-cheng,et al.Effects of different treatments of nitrogen fertilizer on yield,quality of tomato and soil NO-3-N accumulation in vegetable-greenhouse[J].Journal of Agro-Environment Science,2010,29（12）：2338-2345.

[3]范慶鋒,張玉龍,陳 重,等.保護(hù)地土壤酸度特征及酸化機(jī)制研究[J].土壤學(xué)報(bào),2009,49（5）：466-471.

FAN Qing-feng,ZHANG Yu-long,CHEN Zhong,et al.Acidity characteristics and acidification mechanism of soils in protected fields[J].Acta Pedologica Sinica,2009,49（5）：466-471.

[4]郭 穎,趙牧秋,吳 蕊,等.有機(jī)肥對(duì)設(shè)施菜地土壤-植物系統(tǒng)硝酸鹽遷移累積的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2008,27（5）：1831-1835.

GUO Ying,ZHAO Mu-qiu,WU Rui,et al.Effects of organic manure on nitrate accumulation in soil-cucumber system under protected cultivation condition[J].Journal of Agro-Environment Science,2008,27（5）：1831-1835.

[5]唐海濱,廖超英,孫長(zhǎng)忠.山東壽光蔬菜大棚土壤養(yǎng)分的時(shí)空變化特征[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2011,20（4）：134-137.

TANG Hai-Bin,LIAO Chao-ying,SUN Chang-zhong.Spatio-temporal characteristics of soil nutrients in the vegetable greenhouse in Shouguang of Shandong Province[J].Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica,2011,20（4）：134-137.

[6]李文慶,張 民,李海峰,等.大棚土壤硝酸鹽狀況研究[J].土壤學(xué)報(bào),2002,39（2）：283-287.

LI Wen-qing,ZHANG Min,LI Hai-feng,et al.The study of soil nitrate status in fields under plastic house gardening[J].Acta Pedologica Sinica,2002,39（2）：283-287.

[7]Bouwman A F.Soil and greenhouse effect[M].Chichester：John Wiley,Sons Brady N C.The Nature and Properties of Soils,11st Ed.New York：Macrnillan Publishing Co,1990：343-355.

[8]虞 娜,張玉龍,黃 毅,等.保護(hù)地不同灌溉方法表層土壤pH小尺度的空間變異[J].土壤,2008,40（5）：828-832.

YU Na,ZHANG Yu-long,HUANG Yi,et al.Micro-scale spatial variability of surface soil pH under different irrigation methods in greenhouse[J].Soils,2008,40（5）：828-832.

[9]古巧珍,楊學(xué)云,孫本華,等.日光溫室蔬菜地土壤主要養(yǎng)分含量及其累積特征分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2008,36（3）：129-134.

GU Qiao-zhen,YANG Xue-yun,SUN Ben-hua,et al.Analyses of main nutrients′concentration and its accumulation characteristics in vegetable greenhouse soils[J].Journal of Northwest A&F University（Nat Sci Ed）,2008,36（3）：129-134.

[10]湯麗玲,陳 清,張宏彥,等.不同水氮處理對(duì)菠菜硝酸鹽累積和土體硝態(tài)氮淋洗的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2001,20（5）：326-328.

TANG Li-ling,CHEN Qing,ZHANG Hong-yan,et al.Effect of different water and nitrogen supply on accumulation nitrate in spinach and NO-3-N leaching in soil[J].Agro-environmental Protection,2001,20（5）：326-328.

[11]于紅梅,李子忠,龔元石.不同水氮管理對(duì)蔬菜地硝態(tài)氮淋洗的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38（9）：1849-1855.

YU Hong-mei,LI Zi-zhong,GONG Yuan-shi.Leached nitrate in vegetable field under different water and nitrogen fertilizer management practices[J].Scientia Agricultura Sinica,2005,38（9）：1849-1855.

[12]張學(xué)科,李惠霞.不同灌溉方式下溫室番茄水分利用率及經(jīng)濟(jì)效益研究[J].灌溉排水學(xué)報(bào),2016,35（7）：96-100.

ZHANG Xue-ke,LI Hui-xia.Water use efficiency and economic benefits of tomato under different irrigation method in greenhouse[J].Journal of Irrigation and Drainage,2016,35（7）：96-100.

[13]姬景紅,張玉龍.長(zhǎng)期不同灌溉對(duì)保護(hù)地土壤供氮能力的影響[J].土壤通報(bào),2010,41（4）：867-871.

JI Jing-hong,ZHANG Yu-long.Effect of different irrigation methods on nitrogen supplying capacity in protected field[J].Chinese Journal of Soil Science,2010,41（4）：867-871.

[14]張西超,鄒洪濤,張玉龍,等.灌溉方法對(duì)設(shè)施土壤理化性質(zhì)及番茄生長(zhǎng)狀況影響的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2015,29（6）：1-6.

ZHANG Xi-chao,ZOU Hong-tao,ZHANG Yu-long,et al.Effects of irrigation methods on physical and chemical properties and tomato growth of fields soil[J].Journal of Soil and Water Conservation,2015,29（6）：1-6.

[15]韋 彥,孫麗萍,王樹(shù)忠,等.灌溉方式對(duì)溫室黃瓜灌溉水分配及硝態(tài)氮運(yùn)移的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26（8）：67-72.

WEI Yan,SUN Li-ping,WANG Shu-zhong,et al.Effects of different irrigation methods on water distribution and nitrate nitrogen transport of cucumber in greenhouse[J].Transactions of the CSAE,2010,26（8）：67-72.

[16]曾路生,高 巖,李俊良,等.壽光大棚菜地酸化與土壤養(yǎng)分變化關(guān)系研究[J].水土保持學(xué)報(bào),2010,24（4）：157-161.

ZENG Lu-Sheng,GAO Yan,LI Jun-Liang,et al.Changs of acidification and nutrient accumulation in greenhouse vegetable soils in Shouguang[J].Journal of Soil and Water Conservation,2010,24（4）：157-161.

[17]馮永軍,陳為峰,張蕾娜,等.設(shè)施園藝土壤的鹽化與治理對(duì)策[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2001,17（2）：111-114.

FENG Yong-jun,CHEN Wei-feng,ZHANG Lei-na,et al.Soil salinization and countermeasures in protected horticulture[J].Transactions of the CSAE,2001,17（2）：111-114.

[18]李 爽,張玉龍,范慶鋒,等.不同灌溉方式對(duì)保護(hù)地土壤酸化特征的影響[J].土壤學(xué)報(bào),2012,49（5）：909-915.

LI Shuang,ZHANG Yu-long,FAN Qing-feng,et al.Effect of irrigation mode on soil acidification in protected field[J].Acta Pedologica Sinica,2012,49（5）：909-915.

[19]畢曉慶,山 楠,杜連鳳,等.氮肥用量對(duì)設(shè)施滴灌栽培番茄產(chǎn)量品質(zhì)及土壤硝態(tài)氮累積的影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2013,32（11）：2246-2250.

BI Xiao-qing,SHAN Nan,DU Lian-feng,et al.Effects of nitrogen rates on tomato yield and quality and soil nitrate accumulation under drip irrigation in solar greenhouse[J].Journal of Agro-Environment Science,2013,32（11）：2246-2250.

Soil nitrate accumulation and its environmental effects under various irrigation modes in protected field

FAN Qing-feng,ZHANG Yu-long*,ZHANG Yu-ling,YU Na
（College of Land and Environmental Science,Shenyang Agricultural University,National Engineering Laboratory for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources,Shenyang 110866,China）

Field experiments,were conducted to investigate the effects of drip irrigation,subsurface irrigation,and furrow irrigation on the accumulation of nitrate and soluble salts in the soil,on soil pH,and on nitrate content and water production efficiency in fruit in a protected field.Nitrate and total salt mainly accumulated in the surface layer of the soil.There was significantly less nitrate and total salt in the uppermost 0～20 cm of the soil after drip irrigation than after furrow or subsurface irrigation.The soil pH increased with increasing soil depth with all three irrigation methods.The soil pH of the uppermost 0～30 cm of soil followed the order：drip irrigation>furrow irrigation>subsurface irrigation.The nitrate content of the fruit under drip irrigation was significantly lower than that under furrow or subsurface irrigation.There was no significant difference between furrow irrigation and subsurface irrigation in terms of nitrate content.Water production efficiency under drip irrigation and subsurface irrigation was significantly higher than that under furrow irrigation.There was a significantly negative correlation between soil nitrate content and pH,whereas there was a positive correlation between soil nitrate content and soluble salt content.In conclusion,the accumulation of nitrate in protected fields is closely related to the content of soluble salt,soil pH,and the nitrate content of fruit.Compared with furrow and subsurface irrigation,drip irrigation inhibits soil degradation.

protected field soil;irrigation mode;nitrate accumulation;soil pH

S153.6

A

1672-2043（2017）11-2281-06

10.11654/jaes.2017-0717

范慶鋒，張玉龍，張玉玲，等.不同灌溉方式下設(shè)施土壤硝態(tài)氮的積累特征及其環(huán)境影響[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36（11）：2281-2286.

FAN Qing-feng,ZHANG Yu-long,ZHANG Yu-ling,et al.Soil nitrate accumulation and its environmental effects under various irrigation modes in protected field[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36（11）：2281-2286.

2017-05-17 錄用日期：2017-07-13

范慶鋒（1980—），男，遼寧撫順人，講師，主要從事土壤改良與環(huán)境保護(hù)研究。E-mail：fanqingfeng1@163.com

*通信作者：張玉龍 E-mail：ylzsau@163.com

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41501306）；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2015BAD23B01）；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2014027013）；遼寧省教育廳項(xiàng)目（L2015474）

Project supported：The National Natural Science Foundation of China（41501306）；The National Key Technology Research and Development Program of the Ministry of Science and Technology of China（2015BAD23B01）；The Natural Science Foundation of Liaoning Province,China（2014027013）；The Foundation of Liaoning Education Department,China（L2015474）