太湖地区麦季氮磷径流流失规律与控制对策研究
- 格式:pdf
- 大小:348.43 KB
- 文档页数:5
江西农业学报2010,22(5):106—109 Aeta Agriculturae Jiangxi
太湖地区麦季氮磷径流流失规律与控制对策研究 席运官,陈瑞冰,徐欣,王海,魏琴,李菊英 (环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042) 摘要:通过田间试验研究了太湖地区小麦生产中不同施肥处理的氮磷径流流失规律。结果表明:小麦生长季径流损失的 TN为l0.08-21.29 kg/hm ,以硝态氮为主,占57.57%一81.81%,流失系数为1.40%~7.16%,流失率为5.50%一n.25%,PO4 和TDP流失分别为0.015—0.036 kg/hm2和0.047~0.077 kg/hm2,以TDP计算磷流失系数为一0.04%~0.03%,流失率为0.07%
~0.17%。采用秸秆覆盖和深施化肥的措施能显著减少径流的氮流失。 关键词:太湖流域;小麦;氮磷流失规律;控制对策 中图分类号:S157.1文献标识码:A文章编号:1001—8581(2010)05—0106—04
Study on N.P Loss through Runoff in Wheat Field 0f Tai Lake Region and Countermeasures XI Yun—guan,CHEN Rui—bing,XU Xin,wANG Hal,wEI Qin,LI Ju—ying (Nanjing Institute of Environmental Sciences,Ministry of Environmental Protection,Nanjing 210042,China) Abstract:The N.P loss through runoff in diferent fertilization treatments in wheat field of the临Lake region was studied through field tests.111e results showed that the total N loss amount through runof ranged from 10.08 kg/hm ̄tO 21.29 kg/}lnl .in which nitrate was the main element and took 57.57%~81.82%.and the N loss coefficient Was 1.40%~7.16%,N lOSS rate was 5.50%一l1.25%. The P04 一and TDP lOSS Was 0.015~0.036 kg/hm and 0.047一O.o77 kg/h ̄ respectively.the P lOSS coefficient caleulated by TDP Was一0.04%~0.03%,and P loss rate Was 0.07%~O.17%.It Was proved that mulching the stalk and deep fertilizer印plication could significantly reduce the nitrogen loss through runoff in wheat field. Key words:Tai IJake region: eat field:N and P loss through runoff;Countermeasures
太湖地区是我国重要的商品粮生产基地,长期以来 化肥投入量一直保持在较高水平,据有关调查资料,小麦 生产肥料N投入平均为234.66 kg/hm ,50%以上的农民 存在过量施肥的情况,P O 投入平均为78.17 kg/hm , 也存在过量施肥的情况 。过量施用氮磷肥料,不但导 致肥料利用率下降,而且会对水环境产生不利影响。本 试验研究测试了小麦生产过程中不同施肥方式和施肥量 对N、P随地表径流排放的影响,提出了针对性的小麦生 长季面源污染的控制对策。 l试验设计与方法 1.1试验点自然条件试验点位于江苏省常州市武进 区雪堰镇万寿村,地块中心坐标为东经120。05 05”,北纬 31。29 24”,临近太湖。海拔12.6 m,地形地貌类型为丘陵 谷地,土地平整。试验地块为一长期进行稻麦生产的农 田,农业生产基础条件良好,灌排便利。试验地块土壤剖 面观察为潴育型水稻土,土种为乌黄泥土,pH偏酸性,耕 作层14 em,犁底层为l4~25 cm,土壤的基础养分状况 与颗粒组成见表1。表1数据表明该地块土壤肥力中 等,对照中国土壤质地分类标准并结合土壤剖面观察,可 以推断该地块土壤为壤土。 1.2试验处理设置和施肥方案试验围绕常规施肥、优 化施肥、增量施肥、秸秆还田等影响氮磷径流流失的农艺 措施进行设置,共设6个处理,即对照(CK)、常规施肥 (A)、优化施肥(沟施基肥、穴施追肥,B)、优化施肥+ 50%N(C)、优化施肥+50%P 0 (D)、优化施肥+秸秆 还田(E)。每个处理设3次重复,小区长6.0 m,宽5.0 m,面积30 m ,小区间隔离田埂用砖块水泥砌成,防止串 水。径流池长3.0 m,宽0.7 m,深1.0 m,混凝土结构,径 流池顶加盖水泥板,防止雨水进入径流水收集池。常规 施肥以调查的农民的平均施肥量为依据并实行撒施,优 化施肥为施肥方式的优化即进行沟施化肥,施肥量同常 规施肥;秸秆还田处理为将水稻秸秆(总量的1/3)在小 麦播种后直接铺盖在地表还田。各处理施肥量见表2。 表1土壤基础养分与颗粒组成 含量 … .。 颗粒组成(%) 基础养分0~ 20 私 0~ 20~ 20 cm 40 cm 【 , 20 cm 40 cm
全氮(%)0.171 0.059 0~0.OOO4 14.3 l1.5 有机质(%) 3.1 0.93 0.0Oo4~2 75.5 85.0 全磷(P205)(%)0.117 0.0955 2~50 5.42 2.94 碱解氮(ms/kg) 164 50.4 50~l0o 4.64 0.6 有效磷(mg/kg) 11.5 11.6 100~250 0.019 0 速效钾(mg/kg) 76 72 25O~5o0 0 O pH(1:2.5) 5.13 6.97 50o~1Ooo 0 O
收稿日期:2010—03—22 基金项目:种植业源污染物流失系数测算(wx—z一07—15)。 作者简介:席运官(1966一),男,博士,研究员,研究方向为有机农业与农业循环经济。 5期 席运官等:太湖地区麦季氮磷径流流失规律与控制对策研究 107 表2小麦生产各处理肥料施用情况 kg/hm
1.3样品采集与分析 1.3.1样品采集基础土壤样品采集:试验开始前,分 0~20 em和20~40 em土层采集、制备基础土壤样品,测 试土壤颗粒构成和基础养分状况。径流量记载与采样: 每次降水并产生径流后,测量各径流池水面高度,计算径 流量,同时采集径流水样500 mL,即时带回试验室,用定 量滤纸(经过烘干、称重)过滤,滤纸及泥沙经干燥、称重 后用信封保存,同一个小区、不同批次的滤纸及泥沙置于 同一信封内统一保存,最后测定其中全氮、全磷含量。植 物样:按经济产量部分(麦粒)和废弃物部分(秸秆)分别 采集、制备植物样品。 1.3.2 测试方法土壤全氮采用土壤全氮测定法(半 微量凯氏法),其余土壤养分指标采用森林土壤测定方 法,颗粒组成用激光粒度仪测试;水样硝态氮、氨态氮、总 氮采用流动分析仪进行测试,水溶性全磷为径流水样经 过定量滤纸过滤后采用过硫酸钾氧化一钼蓝比色法测 定,磷酸根为过滤水样采用氯化亚锡比色法测定;植物样 总氮采用食品中蛋白质的测定法,总磷采用饲料中总磷 的测定法。氮磷流失率为流失量除以施肥投入氮磷量。 流失系数用以下公式计算: 流失系数(%)=堂塑 堡速螽 ×100% 2结果与分析 2.1小麦产量及氮磷吸收量各施肥处理小麦长势与产 量见表3,除CK组外,各施肥处理小麦产量为4665~5280 kg/hm2,CK组麦子产量和秸秆的量最低,均不足其他处理 的5o%,其中c组最高,虽与其他处理之间差异不显著,但 说明增施氮肥对小麦生长有一定的促进作用。
表3各施肥处理小麦长势与生物量(晒干重)比较 kg/hm2
各施肥处理小麦N吸收量见图1。由图1可知,CK组 N吸收量较低,不足其他处理的30%,c组N吸收量最高。 各施肥组的N吸收量在39.6~146.55 kg/hm 之间,B组 和D组较低,A组和E组居中,这表明在小麦种植中化肥 深施对氮的吸收有一定影响,可能由于小麦根系主要集中 在上层。在0~50 em土层内,根长密度和根质量密度分别 占57.746%和66.734% ;也有研究表明深层施肥影响小 麦生长,植株生长较弱,根系发育较差 ;此外采取秸秆覆 盖的耕作方式能在一定程度上提高作物对氮的吸收。 各施肥处理小麦P吸收量如图2所示,CK组P吸收 量低,约为其他处理的50%;其他处理之问比较,C组和D 组P吸收量接近,分别为25.05和25.5 kg/hm ,低于其他 处理组,表明增施氮肥和磷肥并不能显著提高小麦产量和 对磷的吸收;E组的P吸收量最高,达31.05 kg/hm2,可能
由于E组进行了秸秆覆盖。有研究表明 ,秸秆覆盖可增 加土壤中的速效性养分,尤以速效磷增加最多,表层增加 了3倍多,平均增加1.5倍;江晶等 比较研究了免耕秸秆 覆盖和其他耕作方式对黄绵土无机磷形态的影响,结果表 明免耕秸秆覆盖耕作可提高土壤中的有效磷含量,并且能 有效降低土壤中无效磷的含量。
E 邑 硼删1
Z
处理 图1 N肥吸收量
2.2 N、P流失量和流失系数麦季径流是指冬麦生长季 节下雨或下雪后,从田间排水沟排出的水流。小麦生长过 程中,共采集径流水6次,每次径流采集各处理水样的N、P 浓度见表4,结果表明径流水中硝态氮浓度远高于氨态氮 浓度,水溶性总磷的浓度虽较低,但大多数都高于水体富 营养化的阈值0.02 mg/L_6 J。各处理组N、P流失量和流 失系数、流失率如表5所示。CK处理总氮流失量为7.51 kg/hm ,其他各施肥处理为l0.08~21.29 kg/hmz,表现为 C>A>B>D>E,说明沟施化肥能够有效减少径流氮的流 失,而增施氮肥会较显著地增加氮的流失,秸秆覆盖对减