有機(jī)肥對重慶地區(qū)紫色土農(nóng)田氮磷流失特征的影響研究.pdf

1、由于自然環(huán)境的改變和人類活動導(dǎo)致海洋、湖泊、河流、水庫等儲蓄水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象，是當(dāng)今世界水污染治理的難題，已成為全球最重要的環(huán)境問題之一。眾多研究結(jié)果顯示，水體富營養(yǎng)化的發(fā)生與農(nóng)田土壤中的氮、磷流失有著明顯關(guān)系。然而，人們在研究農(nóng)業(yè)面源污染時極少考慮有機(jī)肥的貢獻(xiàn)，以至于在提出治理措施時常常將有機(jī)肥作為替代化肥的主要對策，殊不知矯枉過正，有機(jī)肥施用不當(dāng)也會引起大面積的農(nóng)業(yè)面源污染。另一方面，作為三峽庫區(qū)主要土壤類型的紫色土，發(fā)育程度淺，

2、極易被侵蝕，使其氮磷流失嚴(yán)重，這加重了三峽庫區(qū)水體的污染負(fù)荷。為此，本文通過室內(nèi)模擬人工降雨試驗和田間原位自然降雨試驗，以不施肥處理為空白對照，化肥處理為施肥對照，研究了紫色土農(nóng)田上施用有機(jī)肥后的氮、磷流失特征。主要得到了以下研究結(jié)論。
　　1、有機(jī)肥對徑流中的氮、磷流失特征的影響
　　在室內(nèi)模擬人工降雨條件下，氮流失大小表現(xiàn)為牛糞＞復(fù)混肥＞化肥＞沼液＞油枯＞空白，磷流失大小表現(xiàn)為牛糞＞化肥＞復(fù)混肥＞油枯＞沼液＞空白，但有機(jī)

3、肥和化肥產(chǎn)生的總氮、總磷濃度之間無顯著差異，均顯著高于不施肥處理。通過對模擬試驗結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸分析得出，各處理徑流總氮、總磷濃度(y)與降雨強(qiáng)度(x1)、施肥水平(x2)、坡度(x3)之間呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，即符合:y=b0+ b1x1+b2x2+b3x3。試驗所選取的降雨強(qiáng)度、施肥水平和坡度三個影響因子與徑流產(chǎn)生的總氮、總磷濃度之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　原位徑流試驗結(jié)果表明，有機(jī)肥處理在前期的氮磷流失濃度小于化肥，但隨著

4、時間的增加有機(jī)肥低于化肥的比例逐漸減小，到后期逐漸高于化肥，供試有機(jī)肥和化肥之間無顯著差異，但均顯著高于不施肥處理。第一季試驗各處理氮濃度大小表現(xiàn)為牛糞＞油枯＞化肥＞復(fù)混肥＞沼液＞空白，磷濃度大小表現(xiàn)為牛糞＞復(fù)混肥＞油枯＞沼液＞化肥＞空白;第二季氮濃度為牛糞＞沼液＞復(fù)混肥＞化肥＞油枯＞空白，磷濃度為牛糞＞沼液＞復(fù)混肥＞油枯＞化肥＞空白。
　　本文選取可溶態(tài)氮、顆粒態(tài)氮、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、可溶態(tài)磷和顆粒態(tài)磷等氮、磷形態(tài)對其含量和占總氮

5、、總磷的比例進(jìn)行分析。模擬試驗結(jié)果顯示，徑流中的以上指標(biāo)在化肥和有機(jī)肥之間都無顯著差異，但都顯著高于空白對照。化肥的徑流可溶態(tài)氮、可溶態(tài)磷、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮濃度略大于有機(jī)肥，顆粒態(tài)氮、磷濃度小于有機(jī)肥。顆粒態(tài)氮、磷是徑流氮、磷的主要流失形態(tài)，分別占總氮、總磷的34.35％～81.5％和27.5％～87.3％。徑流可溶性無機(jī)氮中的銨態(tài)氮濃度大于硝態(tài)氮，其中銨態(tài)氮占總氮的10％～50％之間，硝態(tài)氮僅占2％～15％。
　　原位試驗結(jié)果表明

6、，有機(jī)肥和化肥處理在兩季的徑流水樣中各形態(tài)氮磷含量均表現(xiàn)出不明顯的差異，但與空白對照相比，具有極顯著性差異。在第1季徑流試驗中，可溶態(tài)氮占總氮的35.71％～87.44％，是徑流氮的主要形態(tài);第2季產(chǎn)生的徑流氮形態(tài)中顆粒態(tài)氮濃度略大于可溶態(tài)氮，其中可溶態(tài)氮占TN的比例為32.94％～60.06％，顆粒態(tài)氮占39.94％～67.06％，但是二者總體差異不大。對兩季原位徑流試驗銨態(tài)氮含量分析可知，銨態(tài)氮占總氮比例在18.62％～57.69％

7、范圍內(nèi)，是硝態(tài)氮的1.49～12.54倍，是徑流可溶態(tài)氮的主要成分。顆粒態(tài)磷濃度占總磷濃度的37.40％～83.73％，大于可溶態(tài)磷，是徑流磷的主要形態(tài)，但在降雨量較小的徑流中，顆粒態(tài)磷和可溶態(tài)磷含量相差不大。
　　2、有機(jī)肥對淋溶中的氮、磷流失特征的影響
　　在不同的降雨量和施肥量模擬淋溶試驗條件下，有機(jī)肥與化肥淋溶總氮、總磷濃度之間無顯著差異，都顯著高于空白對照。試驗各處理氮流失大小表現(xiàn)為牛糞＞化肥＞沼液＞復(fù)混肥＞油枯＞

8、空白，磷流失大小表現(xiàn)為化肥＞牛糞＞復(fù)混肥＞沼液＞油枯＞空白。通過對試驗結(jié)果進(jìn)行多元線性回歸分析得出，模擬條件下，各處理淋失的總氮、總磷濃度(y)與降雨強(qiáng)度(x1)和施肥水平(x2)之間符合:y=b0+b1x1+ b2x2。試驗各處理的降雨強(qiáng)度和施肥水平與淋溶產(chǎn)生的總氮、總磷濃度之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。
　　兩季原位淋溶試驗中，各施肥處理產(chǎn)生的氮磷淋失量均顯著高于不施肥處理。在第一季中，氮淋失大小為牛糞＞化肥＞復(fù)混肥＞油枯＞沼液＞空

9、白，磷淋失大小為牛糞＞復(fù)混肥＞沼液＞化肥＞油枯＞空白。在第二季中，各處理氮濃度大小表現(xiàn)為牛糞＞沼液＞復(fù)混肥＞油枯＞化肥＞空白，磷濃度為油枯＞牛糞＞沼液＞復(fù)混肥＞化肥＞空白。
　　在模擬條件下，化肥和有機(jī)肥處理淋溶水中的各形態(tài)氮、磷之間都無顯著差異，但都極顯著高于空白對照?？扇軕B(tài)氮是淋溶氮的主要流失形式，占總氮濃度的65.17％～99.07％，并且極顯著高于顆粒態(tài)氮濃度。在淋溶液中，可溶態(tài)氮主要以硝態(tài)氮的形態(tài)流失，硝態(tài)氮占總氮濃度的

10、43.17％～69.26％，而銨態(tài)氮僅占7.83％～29.85％，硝態(tài)氮濃度極顯著高于銨態(tài)氮濃度?？扇軕B(tài)磷是淋溶的主要流失形式，占總磷濃度的78.33％～97.22％，可溶態(tài)磷濃度極顯著高于顆粒態(tài)磷濃度，前者是后者的3.5～35倍。
　　原位試驗結(jié)果顯示，可溶態(tài)氮是淋溶流失的主要形態(tài)，占總氮的49.70％～97.06％，是顆粒態(tài)氮的0.99～33倍，可溶態(tài)氮以硝態(tài)氮的流失為主，硝態(tài)氮濃度是銨態(tài)氮濃度的1.64～6.14倍。方差分析

11、顯示，可溶態(tài)氮的含量極顯著大于顆粒態(tài)氮，硝態(tài)氮濃度顯著大于銨態(tài)氮，有機(jī)肥處理各形態(tài)氮濃度與化肥處理差異不顯著，施肥處理的各形態(tài)氮均極顯著大于空白對照?？扇軕B(tài)磷是淋溶磷的主要形態(tài)，尤其是在第2季中，可溶態(tài)磷濃度極顯著大于顆粒態(tài)濃度。對兩種形態(tài)磷進(jìn)行比較可知，可溶態(tài)磷是顆粒態(tài)磷的1.03～17.17倍。
　　3、有機(jī)肥對模擬水田中的氮、磷流失特征的影響
　　通過對淹水條件下的上覆水中化肥與有機(jī)肥氮、磷總量的對比分析可知，有機(jī)肥的

12、總氮、總磷含量在首次淹水時均低于化肥，隨著淹水時間的增加，有機(jī)肥的總氮、總磷含量逐漸高于化肥。對上覆水中的氮、磷形態(tài)分析可知，模擬水田上覆水中氮主要以可溶態(tài)氮為主，占總氮濃度的83.7％～95.45％，是顆粒態(tài)氮的5～18倍。對銨態(tài)氮和硝態(tài)氮進(jìn)行比較可知，二者在上覆水中的含量相差不大，分別占總氮濃度的17.65％～61.36％和23.12％～57.07％，但在淹水前期銨態(tài)氮濃度高于硝態(tài)氮，在后期硝態(tài)氮濃度逐漸增加后大于銨態(tài)氮?？扇軕B(tài)磷濃

13、度顯著高于顆粒態(tài)磷濃度，前者是后者的7～14倍，顆粒態(tài)磷僅占總磷的6.15％～12.40％。從試驗結(jié)果還可以看出，供試肥料各形態(tài)氮、磷濃度均極顯著大于空白對照，而化肥和有機(jī)肥之間無顯著差異。
　　通過對下滲水中化肥與有機(jī)肥氮、磷總量的對比分析可知，化肥和有機(jī)肥之間總氮、總磷含量差異不顯著，施肥后淹水前期，有機(jī)肥處理的下滲水中總氮、總磷濃度均低于化肥，而在淹水后期均高于化肥。對下滲水中的氮、磷形態(tài)分析結(jié)果顯示下滲水中主要的氮形態(tài)是可

14、溶態(tài)氮，占總氮的85.69％～96.57％，而顆粒態(tài)氮僅占3.43％～14.31％。在可溶態(tài)氮中，銨態(tài)氮占總氮的10.66％～27.94％，硝態(tài)氮占44.46％～79.56％，且硝態(tài)氮的濃度極顯著高于銨態(tài)氮。下滲水中的可溶態(tài)磷占總磷濃度的87.59％～96.10％，顆粒態(tài)磷僅占3.9％～12.41％，可溶態(tài)磷濃度極顯著高于顆粒態(tài)磷。在整個試驗期間，化肥和有機(jī)肥之間各形態(tài)氮、磷無顯著差異，施肥處理的各形態(tài)氮、磷均極顯著高于空白對照。