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太湖地区典型水稻土磷素的径流流失及其机理

张红爱  
【摘要】: 太湖是我国的第三大淡水湖,由于近年来工农业发展迅速,而环境保护工作没有跟上经济发展的步伐,致使太湖水质日趋恶化。太湖的主要环境问题是水体富营养化,而磷是主要限制因子。随着人们环境保护观念的增强以及点源污染控制水平的提高,来自工业点源的污染越来越少,但太湖水体富营养化程度并没有明显的减轻,水质恶化依然严重,这一方面说明太湖治理是一项长期而艰巨的工作,另一方面,也说明非点源污染已经成为水环境的主要污染源。而在各种非点源污染中来自农田土壤的农业非点源P在进入水体的总磷中占有越来越多的份额,并越来越引起人们的重视。但究竟来自农田的土壤磷素流失量是多少、对太湖水体富营养化的贡献有多大、不同土壤及不同农业生产管理措施对土壤磷素流失有何影响和影响机理等则缺乏系统的研究和明确的结论。鉴于此,本研究选择太湖地区的无锡市安镇镇爽水型水稻土和常熟市囊水型水稻土两种典型水稻土建立田间试验点,研究稻麦轮作制度下不同类型水稻土的流失量及影响因素,为控制农业非点源污染,从根本上解决太湖水体富营养化提供科学依据。 研究结果表明: 1、太湖地区农田土壤生态系统中的P素平衡状况表现为盈余。 2、施P处理对地表径流中P浓度有显著影响。 3、太湖地区农田水稻土土壤磷素地表径流流失的主要形态是颗粒态磷。 4、无论是稻季,还是麦季,从第一次径流到最后一次径流,爽水水稻土和囊水水稻土的DP、PP和TP浓度随作物生长季节逐渐降低,呈现出径流中P浓度随时间而降低的时变规律。土壤磷素径流流失的最大风险时期稻季约在水稻移栽后一个月内,而麦季约在磷肥施用后1-2个月内。 5、对于同期地表径流事件,常熟囊水型水稻土地表径流中DP和TP浓度均高于安镇爽水型水稻土。 6、土壤类型对地表径流次数也有明显的影响,并且不同季节表现不同。 7、在常规施磷处理(P30/P20)水平下,安镇爽水型水稻土2000/01年度TP地表径流流失量为603.2g P ha~(-1) yr~(-1),而2001/02年度为1148.9g P ha~(-1) yr~(-1)。对于常熟囊水型水稻土,其TP地表径流流失量2000/01年度为679.5g P ha~(-1) yr~(-1),在2001/02年度为1350.3 g P ha~(-1) yr~(-1)。 8、在目前太湖地区稻-麦轮作方式下,两种水稻土均表现为麦季旱作期间磷的地表径流流失量比稻季水田期间大。麦季的地表径流次数和径流量均明显多于稻季,尽管麦季的降雨量往往低于稻季。 9、常熟囊水型水稻土的磷素年径流流失量大于安镇爽水型水稻土。但不同季节两种水稻土的表现有所不同。稻季常熟囊水型水稻土的P素径流流失量小于安镇爽水型水稻土,但在麦季,常熟囊水型水稻土的P素径流流失量远远大于安镇爽水型水稻土 10、对太湖地区各种非点源P素流失量的估算表明,该地区每年约有近7000吨的非点源P流失进入水体,其中,来自5种典型农田水稻土的P素每年最大不超过620吨。其相对贡献率约为8.9%,排在生活污水和畜牧饲养业之后而居第3位。 11、爽水型水稻土和囊水型水稻土土壤磷素径流流失各存在一个突变点(Change point),分别为 34和 32 mg kgJ。 12、对两种典型水稻土土壤P素吸附实验表明,爽水型水稻土表层土壤的最大吸附量 (Q*和最大缓冲容量(MBC)分别为769.23mgkg”‘和130.00Lkg”‘,均高于囊水型水 稻土的 Qm和 MBC,MIJ为 666.67 mg kg”‘和 66.00 L kg”‘。因此,这两种土壤磷素易流失 程度顺序为:囊水水稻土>爽水水稻土。 13、在太湖水稻土地区,磷吸持指数TSI)可以作为Qn的替代指标用于评价和判断 土壤P素流失的风险和难易。


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