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太湖流域蔬菜地施肥模式对氮磷流失的影响

田琳琳  
【摘要】:蔬菜地是太湖流域重要的土地利用类型之一,在综合因素影响下菜地土壤氮磷流失明显,是导致太湖流域水体富营养化重要原因之一,因此,蔬菜地土壤氮磷流失是太湖流域农业面源污染防治的重点。本研究选取浙江省临安市太湖源地区蔬菜地为研究对象,在芋艿(Colocasia esculenta L. Schoot)和青菜Brassica chinensis)种植期间分别设计5种施肥处理进行土壤氮磷流失的研究。芋艿季处理为不施肥(CK)中量化肥(M)、有机肥+化肥(O+F)、高量化肥(H)和控释氮肥+有机肥(K+O)。青菜季处理为为不施肥(CK2)、低量化肥(L2)、中量化肥(M2)、高量化肥(H2)和控释氮肥(K2)。通过大田淋溶及径流试验,结合室内分析实验,探讨不同施肥模式下蔬菜地氮磷流失的特征,综合评价不同施肥模式对氮磷流失的影响,从而为指导该地区蔬菜生产的合理施肥,以及减少蔬菜地氮磷养分流失输出和防止地表水体的进一步富营养化提供科学依据。主要研究结果如下: (1)与不施肥相比,施肥处理均可增加芋艿和青菜产量,其产量随施肥量的增加而增加,二者呈显著正相关。在适量施肥已可满足其生长需求时增加施肥量会导致边际产量降低。仅考虑成本与产量,芋艿较合理施肥模式是O+F,其次M;青菜是M2,其次L2。 (2)芋艿和青菜试验中,不同施肥处理土壤0-10cm表层中硝态氮(N03--N)的淋溶作用和淋溶损失量均强于铵态氮,是氮淋溶损失的主要形式。芋艿试验中,随施氮量增加(CKO+FK+OMH),硝态氮的淋溶损失量分别为10.5、21.9、17.1、39.8、28.3kg·hn-2,损失率分别为17.0%、13.2%、27.6%、13.1%。青菜试验中,随施氮量增加(CK2L2M2K2H2),硝态氮的淋溶损失量分别为3.2、13.0、19.6、36.6、28.0kg·hrn-2,损失率分别为23.2%、17.5%、32.1%、12.4%,而铵态氮淋溶损失量为L22.9kg·hm-2、M29.7kg·hm-2、H222.4kg·hm-2,损失率分别为5.2%、8.6%、10.0%。结果表明,不同施氮量和相近施氮量时施不同肥料品种会引起淋溶损失量、损失率的显著变化。 (3)由淋溶管的方法得到,芋艿季土壤0-10cm表层中有效磷的淋溶损失量为负值;青菜季各施肥模式下均发生磷淋溶损失,其淋溶损失量大小分别为K21.1kg·hm-2、M24.1kg·hm-2、L25.0kg·hm-2、H230.8kg·hm-2,损失率为M2L2H2。说明不同施肥量可使有效磷淋溶损失量和损失率不同。两季蔬菜淋溶损失差异的原因,可能是该地夏季地下水位比深秋和冬季的高,此淋溶试验装置受地下水位的影响较敏感,更适合在深秋和冬季测试淋溶损失 (4)芋艿和青菜试验中,可溶性氮是氮素径流流失的主要形态。各种施肥均使得大部分径流中N03--N、总可溶性氮(TDN)和总氮(TN)浓度明显增加,在实际生产中,施肥要避开集中降雨之前。不同肥料组合可明显改变氮素的径流流失量,氮素表观流失系数因施肥模式不同而有所差异。芋艿试验中,随施氮量增加(CKO+FK+OMH),TN径流流失量分别为0.95、1.81、1.30、1.70、2.27kg·hm-2,流失率分别为1.41%、1.00%、1.18%、1.05%,氮素表观流失系数大小为CKK+OMHO+F。青菜试验中,随施氮量增加(CK2L2M2K2H2),TN径流流失量分别为0.49、0.54、0.86、0.96、1.18kg-hm-2,流失率分别为0.96%、0.76%、0.84%、0.53%,氮素表观流失系数为K2M2H2L2。 (5)芋艿和青菜试验中,施磷肥均会促使雨后径流中的总磷(TP)、总可溶性磷(TDP)和正磷酸盐(P043--P)浓度提高,并超过水体富营养化的临界值,导致水体富营养化和磷流失的加剧,因此,施肥应尽量避开强降雨前。芋艿试验中,磷的主要径流流失形态为颗粒态磷,而青菜则为可溶解态磷。两个试验中,P043--P、TDP和TP的径流流失量均随施磷量增加而增加且二者明显线性正相关,流失率反而随之降低。芋艿试验中,随施磷量增加(CKK+OO+FMH),TP径流流失量分别为138.6、169.6、212.4、217.9、233.3g·hm-2,流失率分别为0.29%、0.17%、0.12%、0.08%。青菜试验中,随施磷量增加(L2M2H2),TP径流流失量分别为7.3、10.2、10.3g·hm-2,流失率则分别为1.3×10-4、0.9x10-4、0.46x10-4。不同施肥模式下磷的表观流失系数不同,但其总体小于氮的表观流失系数。相对于径流流失,各施肥模式下土壤0-10cm表层硝态氮和有效磷的主要损失途径为淋溶损失。 (6)通过建立的评价体系分析,不同施肥模式的经济、环境综合效益有较大差异。芋艿种植中,四种施肥模式的综合效益大小为O+FMHK+O,青菜则为L2M2H2K2。因此,在该地区芋艿种植较合理科学的施肥为O+F(鸡粪肥3750kg·hm-2+复合肥450kg·hm-2),青菜则为L2(复合肥375kg·hm-2)。建议在实际生产中加以提倡和推广,从而促进当地蔬菜的高效生产、减少氮磷养分流失输出,进而为有效控制太湖流域水体富营养化作贡献。


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