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雷竹产区水体污染特征及其与施肥的关系

吴家森  
【摘要】: 雷竹(Phyllostachys praecox f. prevelnalis)为禾本科竹亚科刚竹属植物。20世纪80年代以来,科研人员对雷竹栽培技术进行不断探索,总结出了以冬季地表增温覆盖和重施肥为核心的雷竹早产高效栽培技术。该技术的应用,使雷竹出笋期提前,产量上升,带来了很高的经济效益。但随着雷竹林连年覆盖和化肥的大量投入,土壤环境问题日益显现,而迄今为止尚缺少雷竹产区土壤养分迁移及水体污染等方面的系统研究。鉴于此本文通过野外调研和定位试验相结合的方法,研究了雷竹周边水体污染状况及其与雷竹栽培技术的关系,得出如下结果: 1)为明确雷竹产区周边水体污染现状,在浙江省雷竹主产区采集了雷竹林排水沟和毗邻雷竹林河流的水样,对水样中氮(N)、磷(P)、可溶性碳(DOC)、氟化物(F-)、氯化物(Cl-)、硫酸盐(SO42-)等指标进行分析,同时与天然林周边水系进行比较。结果表明:雷竹林排水沟和毗邻雷竹林河流水中总氮含量依次为11.618 mg·L-1和6.253 mg·L-1,分别是天然林水系的32.0和17.2倍。雷竹林排水沟和毗邻雷竹林河流水中总磷含量分别为0.252 mg·L-1、0.095 mg·L-1,分别是天然林水系10.1和3.8倍。雷竹林排水沟和毗邻雷竹河流水中可溶性碳含量分别为24.800 mg·L-1和16.550 mg·L-1,分别是天然林水系的5.02和3.35倍。以总氮为指标,雷竹产区周边地表水为劣Ⅴ类,污染十分严重,同时受到可溶性碳和磷素的污染。雷竹产区周边水体中氟化物、氯化物和硫酸盐含量均明显高于天然林水系,但尚未超过国家地表水环境质量标准限值。 2)为探讨雷竹集约化栽培对周边河流水质动态变化的影响,在雷竹产区与非产区河流各设置3个水质监测断面,于2006年5月~2007年5月每2个月采样一次,对主要水化指标进行了分析。结果表明:雷竹产区河流水质状况明显比非雷竹产区差,所有水化指标均表现为雷竹产区高于非产区,总氮、硝氮、氨氮和有机氮含量丰水期高于枯水期,而总磷、可溶性碳、氯化物、硫酸盐含量则表现为丰水期小于枯水期。雷竹产区水体中总氮含量年均达4.237 mg·L-1,是非产区水体的3.15倍,硝氮含量为2.006 mg·L-1,是非产区水体的5.07倍,氨氮含量为0.072 mg·L-1,比非产区水体高出0.66倍;水体中总磷含量雷竹产区平均达0.047 mg·L-1,是非产区的2.39倍;可溶性碳含量平均达17.780 mg·L-1,比非产区高出2.87倍。雷竹产区水体中氯化物和硫酸盐的含量年均值分别为23.003 mg·L-1、25.751 mg·L-1,是非产区水体的6.96和3.23倍;水体中氟化物雷竹产区年均0.527 mg·L-1,而非产区水体中则未检测到。 3)为研究不同施肥雷竹林土壤养分渗漏流失特征,设置了定位试验,并于2007年5~10月采集渗漏水样进行分析。结果表明:雷竹林土壤渗漏水量的多少与降雨量的大小呈明显的线性关系。随着施肥量的增加,雷竹林土壤渗漏水中各形态氮、总磷、氯化物和硫酸盐含量明显提高,渗漏流失负荷也明显增多。5~9月渗漏水中各养分含量逐渐下降,10月份则明显升高,渗漏流失量也表现出相同的规律。减量、常规和超量施肥处理,氮素淋失量依次为18.495 kg·hm–2、37.318 kg·hm–2和59.821 kg·hm–2,分别占施肥量的4.22%、4.25%和4.54%,磷素淋失量依次为1.944 kg·hm–2,2.355 kg·hm–2,3.017 kg·hm–2,分别占施肥量的1.07%、0.65%和0.56%,氯化物淋失量分别为98.268 kg·hm–2、54.715 kg·hm–2和34.652 kg·hm–2;硫酸盐淋失量分别为49.068 kg·hm–2、79.985 kg·hm–2和89.754 kg·hm–2。雷竹林地土壤可溶性碳含量和渗漏量在各施肥处理之间差异不明显,可溶性碳含量平均为41.760 mg·kg-1,渗漏量达51.787~55.688 kg·hm–2,而未施肥处理是施肥处理的72.1%;氟化物渗漏淋失量为0.930~1.050 kg·hm–2。 4)以雷竹本身作为一种缓冲带在减少林地土壤N、P、DOC等渗漏流失方面效果明显,缓冲带在林地土壤30 cm和60 cm处总氮净拦截量分别为38.500 kg·hm-2和30.800 kg·hm-2,拦截率达79.3%和82.7%;总磷净拦截量为7.900 kg·hm-2和2.000 kg·hm-2,拦截率为87.8%和83.3%;可溶性碳净拦截量为59.200 kg·hm-2和27.800 kg·hm-2,拦截率达67.7%和69.0%。


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