不同施肥处理对黄绵土有机质和氮素流失影响研究

【摘要】： 黄土高原地区分布大面积的黄绵土,是世界范围内严重的水土流失区。研究该地区的黄绵土农耕地施肥对有机质和氮素流失影响规律,有利于提高农业生产中氮肥的有效的利用,达到农业在较少投入下能够得到较高的经济产量,为作物生长需要的养分量与减少环境污染之间建立平衡关系。本文采用室内人工模拟降雨,研究黄绵土4种施氮处理下产流过程中有机质和氮素流失特征,得出如下主要结论： 1)不同施肥处理径流泥沙流失特征研究表明,施肥可以延长初始产流时间,与对照处理相比较,高肥、中肥、低肥延长的初始产流时间分别为对照的5.5倍、5.2倍、2.6倍,高肥处理延长的初始产流时间最长；不同处理径流量变化趋势基本相同即先迅速增大至最大值后趋于稳定,产流末期又急剧下降；而含沙量变化与径流量不同,降雨初期含沙量急剧下降,随后在整个径流过程中达到稳定。在对径流和泥沙累计流失过程回归分析后得出,不同施肥处理下,径流流失量与降雨时间存在显著的幂函数相关关系,而泥沙流失量与降雨时间存在显著的线性相关关系。与对照处理相比较,增施氮肥后可以不同程度减少径流和泥沙流失量。 2)不同施肥处理下有机质流失特征研究表明,各种施肥处理泥沙中有机质含量变化总趋势相似,先急剧下降,在产流12min达到稳定含量之后略有波动但波动不大,对照处理有机质含量变化最不稳定；不同施肥处理有机质累计流失量曲线高低依次是：对照低肥中肥高肥处理,高肥处理累计流失量最少；各处理有机质流失量与降雨时间存在y=a+bln(x)的对数回归方程相关关系。施肥不同有机质流失量不同,回归分析得出施肥量与有机质流失量之间存在T=97.2161e-0.004805q的指数函数关系。有机质在泥沙中存在富集现象,各种施肥处理下富集率大小依次是：对照低肥高肥中肥,中肥处理富集率最低,施肥可以降低泥沙对有机质的富集作用,但其对降低有机质富集作用关系比较复杂,并非简单的正相关关系。 3)不同施肥处理下全氮流失特征研究表明,不同施肥处理的全氮含量变化不同,在整个降雨过程中全氮含量变化是：高肥中肥低肥对照;不同施肥处理全氮累计流失量变化与其含量变化不同,施肥后减少了全氮流失总量,与对照相比,高肥、中肥、低肥处理全氮减少量分别为对照的67.7%、45.6%、44.1%,且施肥处理与全氮流失量存在T=97.2161e-0.004805q指数函数相关关系。而全氮累计流失量与降雨时间也存在相关性,回归分析得出y=a+bLn(x)对数相关关系。全氮在泥沙中有富集现象,不同施肥处理对全氮富集作用与有机质相反,其中高肥处理富集率显著高于其他处理,而中肥和低肥处理富集率基本相同,对照处理富集率最低。增施氮肥可以减少全氮流失总量,但却加剧了全氮的富集作用。 4)不同施肥处理下铵态氮、硝态氮流失特征表明,不同施肥处理径流中铵态氮和硝态氮浓度随降雨时间延长变化趋势基本相似：高肥、中肥、低肥处理先急剧下降到稳定浓度至降雨结束；径流中以硝态氮流失为主,铵态氮的流失极少；但二者流失量与降雨时间均存在显著的线性相关关系。泥沙中铵态氮含量变化趋势是先降低后又逐渐增大至最大值,降雨后期又减少至产流初期时的含量,而硝态氮含量变化趋势是先缓慢增加至最大,随降雨时间延长又略有下降；与径流相比泥沙中流失的铵态氮和硝态氮总量都比较小,但不同施肥处理硝态氮和铵态氮与降雨时间都存在显著对数函数关系。侵蚀过程过程中铵态氮和硝态氮流失总量中以硝态氮为主,且硝态氮主要源于径流中的流失。