1 引言
1.1 研究目的和意义
蔬菜在农业生产中占有重要地位，已经跃居为第一大农产品，其产量和产值已超过粮食（赵海燕，2013）。从播种面积来看，在种植业中蔬菜的播种面积仅次于粮食作物；从产量来看，蔬菜的总产量是 7 亿 t，比粮食产量多出逾 1 亿 t，居农产品之首（陈永生，2014）。我国的蔬菜栽培包括露地栽培和设施栽培两种，2000 年之后，设施栽培面积增加迅速，2016 年我国设施蔬菜面积达到 391.5 万 hm2，设施蔬菜产量 2.52 亿吨，占蔬菜总产量 30.5%，全国设施蔬菜产业净产值为 5700 多亿元（刘丽红，2018）。2016 年北京市设施蔬菜播种面积和总产量分别为 35403 公顷和 117.8 吨，较 2010 年设施蔬菜播种面积和总产量分别增加了 22.3%和 11.5%（国家统计年鉴）。随着乡村振兴战略的实施，设施蔬菜增加农村就业，促进农民增收，缩小城乡差距等方面均具有重要意义（李瑾等，2015）。
目前设施农业已成为北京都市型现代农业的主导产业，设施蔬菜的发展已具有一定规模，企业、合作社和种植大户的园区化经营已得到一定发展，园区化的生产模式成为北京市设施蔬菜主要经营方式。新形势下，随着首都功能的调整和居民消费结构升级，设施蔬菜在生产效率和质量都有所提高，设施蔬菜生产遇到机遇的同时，也面临着土地面积减少，生产技术粗放以及劳动力严重短缺和老龄化等诸多挑战。多年来设施生产中大水大肥的不合理投入不仅造成资源浪费和环境污染，而且使农产品口感变差、风味不佳，优级品极少，难以满足消费者的要求，严重影响设施蔬菜的健康发展。设施蔬菜产业面临从业人员老龄化、机械化程度低、生产效率低、肥料利用率低等一系列问题。北京市设施蔬菜产业虽然规模较大，但在现代技术水平和可持续发展能力上亟待提升。液体肥料因其独特的性质，在滴灌施肥过程中不会造成滴灌设备堵塞，相比与固体肥料不仅肥效高、易吸收、利用率高，而且施用方便，可以大大提高施肥效率，同时也减少了对环境的污染
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1.2 国内外研究进展
1.2.1 施肥对土壤氨挥发排放的影响
NH3挥发是氮肥气态损失的重要途径，近年来施肥对于土壤氨挥发的影响成为研究的热点。敖玉琴等（2016）研究指出，采取合理的施肥措施和方式是减少农田 NH3挥发的重要途径。李艳勤等（2016）研究表明，氮肥减量显著降低土壤 N2O-N 排放和 NH3-N 挥发。孙海军等（2015）研究表明，在减量施氮条件下，硝化抑制剂的施用可显著增加水稻产量，同时也具有增加氨挥发排放的风险。李银坤等（2016）通过合理的节水减氮措施可达到抑制氮肥氨挥发损失、增加产量以及提高水氮利用效率的目的。在供试条件下，节水 30%左右、减施氮量 25%的水氮组合(W2N1)具有较佳的经济效益与环境效应。郝小雨等（2012）在日光温室芹菜和番茄上的研究表明，通过大幅减施肥料的有机无机肥配合施用模式与习惯施肥相比，氨挥发损失量分别降低了 50.0%和 47.9%。李银坤等（2011）在日光温室黄瓜上的研究也表明，比常规氮量减少 50%左右，氨挥发损失量可降低 37.2%。Min J 等（2011）研究认为，氮淋洗和反硝化是菜地土壤氮素的主要损失途径，通过氨挥发损失的氮仅占施氮量的 0.1% ~0.6%。Gong W W 等（2013）研究表明，施氮因增加了表层土壤中氨挥发的底物(NH4+-N)浓度，促进氨挥发过程。翟学旭等（2013）研究表明，灌水会降低土壤氨挥发，灌水后会把可溶性的氮素（铵态氮和硝态氮）带入土层深处，从而降低氨挥发损失。Jantalia C P 等（2012）的研究指出，在同等施氮量的条件下，减量灌溉与常规灌溉量相比，土壤氨挥发会显著增加。
综上可以看出，施肥影响土壤的氨挥发，减量施肥可以降低土壤的氨挥发，同时土壤氨挥发和灌水量密切相关。
..........................2 京郊设施蔬菜园区生产现状调研
2.1 调研区域选择
调研区域选择在北京市设施蔬菜生产面积较大的几个区，主要分布在大兴、房山、顺义、通州、昌平区等 5 个郊区。生产园区的选择采用随机的方法，共调研园区 20 家，其中对蔬菜种植面积较大的大兴区和房山区分别选取 8 家和 6 家，对蔬菜面积相对较少顺义区和通州区分别选取3 家和 2 家，对设施草莓种植规模较大的而蔬菜较少的昌平区选取 1 家（图 1-1），调研园区总面积 4098 亩（表 1-1）。填写调查问卷 20 份，全部为有效问卷。调研时间为 2018 年 5 月—7 月。
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2.2 调研方法
调研以现场访问和一对一问答填写问卷的形式进行，受访人主要为园区负责人和技术负责人。按照基本情况、具体技术、轻简模式三个主要内容展开调研，内容包括园区规模，工人年龄、工资，灌水方式与设备，施肥数量、种类、方式，同时把现有轻简化技术、机械应用及现代技术需求等信息作为重要的调研内容，以全面了解园区生产投入情况和技术现状。
本次调研中，由于被调查人几乎无法说出水肥使用的具体数量，多以凭经验进行施肥灌溉。因此调研中没有获得准确的施肥和灌溉用水量，无法对水肥用量水平做出评估。为弥补缺少水肥投入数据的不足，本文对前人文献进行总结分析补充了部分水肥用量数据。以 cnki 中国期刊全文数据库和万方数据资源系统数据库为基础共检索到关于北京市蔬菜施肥量和灌水量调查相关文献 20 篇，引用近几年文献 10 篇，以尽可能代表北京郊区蔬菜的生产的实际情况。
数据处理：Excel 处理数据，每个郊区的数值由区内各园区取平均值得出，工人年龄箱子图由 sigmaplot 处理数据并计算均值、中位数得出；轻简化指数为评估各园区采用机械开展轻简化操作的程度。本研究提出园区生产轻简化指数，以比较各园区、各郊区的总体生产效率，并为生产提供指导。轻简化指数最高值设定为 1，园区轻简化指数由单项技术的加权平均值得出。每项轻简化技术拥有一个基础值，基础值由最高值除以单项技术数量得出，然后依据调研结果中技术需求度和拥有度，经专家建议调整，设定各项轻简化技术权重值,园区轻简化指数计算见公式 1，区域轻简化指数取各区域园区指数平均值。
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3 液体氮肥 UAN 添加双效抑制剂氮素变化规律 ................... 13
.1 试验地点 ..................................... 13
3.2 试验材料 ....................................... 13
3.3 试验设计 ................................ 13
4 不同施肥模式对设施生菜生长及环境效应的影响 ................ 18
4.1 试验区概况 .............................. 18
4.2 试验材料 .......................................... 19
4.3 试验设计 ........................................ 19
5 研究结论与展望 ................................ 33
5.1 研究结论 ........................................ 33
5.2 研究展望 .......................................... 33
4 不同施肥模式对设施生菜生长及环境效应的影响
4.1 试验区概况
试验地位于北京市大兴区长子营镇凤河现代农业示范区日光温室（北纬 39°40′13〞，东经116°40′13〞）。0-20 cm 土层土壤基础理化性质：有机质 22.78 g/kg，碱解氮 160.16 mg/kg，速效磷 69.17 mg/kg，速效钾 255.45 mg/kg，p H 值 7.62，Ec 值 384.17 μs/cm。试验于 2018 年 9-12 月进行。试验地生长季的气象数据见图 3-1 和 3-2。气象数据由放置在田间的温湿度记录仪得出。
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5 研究结论与展望
5.1 研究结论
(1) 设施蔬菜园区工人年龄≥50 岁的占工人总数的 78.3%，老龄化趋势明显。调研 20 家园区中，水肥投入管理粗放，几乎没有园区能说出具体的投入数量，水肥管理亟待加强；工人工资在100 元/天/人以上的有 11 家，其中工资最高的为 140 元/天/人，劳动力投入成本较大。各园区中无公害、绿色、有机生产类型占比分别为 60%、30%、10%，绿色、有机蔬菜生产面积不足，高品质蔬菜生产有较大提升空间。在采用轻简化技术上，如小型机械移栽机拥有度 0%、起垄机拥有度 5%，水肥一体化应用程度达 90%。除滴灌施肥外，相关轻简化、机械化技术应用很少。由于缺乏合适的工人，园区管理者对轻简化技术的需求十分强烈，需求程度为 100%，迫切需要替代人工的机械设备及轻简化技术。从区域来看，北京市大兴、房山、顺义、通州、昌平各区轻简化指数分别为 0.41、0.34、0.40、0.35、0.40。可以看出大兴、顺义、昌平三个区的轻简化指数较高，但最高值仍然小于 0.5，发挥轻简化的空间还十分大，尤其是轻简化程度较低的房山、通州，亟待加强。
(2) 在液体肥 UAN 中添加双效抑制剂具有明显的剂量效应，且有效作用时间为 10 天。在双效抑制剂添加量为 0.5%~1%时，可以保持较高的铵态氮浓度。综合考虑生产成本等因素，本研究建议液体肥 UAN 中添加量双效抑制剂量为纯氮量的 0.5%较为适宜，可以获得较高经济效益。
(3) 液体肥优化施肥模式（LF）与常规施肥模式（CF）相比，在减少 15%氮肥施用量情况下，可显著降低设施菜地土壤的氨挥发和氧化亚氮。试验条件下，优化施肥模式(LF)较常规施肥模式(CF)生菜产量没有降低，氨挥发和氧化亚氮减排 20%以上，显著降低环境污染风险。液体肥施肥技术是协调经济效益和环境效益的较优选择。
参考文献(略)