太湖地區(qū)主要類型稻田氮磷面源污染通量的研究.pdf

1、本文選擇了太湖地區(qū)主要水稻土類型(白土、黃泥土和烏柵土)作為研究對(duì)象，通過田問試驗(yàn)和室內(nèi)分析研究了氮、磷養(yǎng)分在土壤中的遷移規(guī)律和稻季的徑流養(yǎng)分損失及緩沖帶對(duì)氮磷養(yǎng)分的攔截效果，并利用水田滲漏儀方法測(cè)定了不同土壤中稻田養(yǎng)分的滲漏通量，為研究區(qū)的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的宏觀決策提供基本參數(shù)和科學(xué)依據(jù)。 本文主要的研究結(jié)果如下： (1)通過Lysimeter模擬試驗(yàn)得出黃泥土類型水稻田滲漏水中氮磷養(yǎng)分的遷移規(guī)律。滲漏水中氮

2、磷養(yǎng)分濃度與施肥量呈線性正相關(guān)，不同處理下的氮磷養(yǎng)分濃度在施肥初期差異顯著；NO<'-><,3>-N濃度在土壤剖面中呈現(xiàn)上低下高的分布特點(diǎn)，最大值出現(xiàn)在低層。NO<'-><,3>-N是稻田氮素淋失的主要形態(tài)，其淋洗量占施氮總量的1.04％～1.93％；NH<'+><,4>-N集中分布在稻田土壤表層，易被土壤膠體所吸附，稻季淋洗量極少，對(duì)環(huán)境影響不大；磷肥施入土壤后，易被固定，遷移能力很小，但配施豬糞，可以延長(zhǎng)磷素釋放時(shí)間，促進(jìn)磷的遷移。

3、 (2)通過田間試驗(yàn)和室內(nèi)分析得出水稻生長(zhǎng)期間表層水中養(yǎng)分變化規(guī)律。表面水中NH<'+><,4>-N、NO<'-><,3>-N濃度與施氮量呈線性正相關(guān)；NO<'-><,3>-N濃度最大值的出現(xiàn)時(shí)間滯后于NH<'+><,4>-N，因此表層水中NH<'+><,4>-N(NO<'-><,3>-N)/T-N可以反映氮素轉(zhuǎn)化與流失潛能的相對(duì)水平；NH<'+><,4>-N/T-N的比值在施肥后1～2天內(nèi)達(dá)到最大值，約97.79％，隨后此比值

4、隨著時(shí)間呈下降的趨勢(shì)，NO<'-><,3>-N/T-N變化趨勢(shì)相反，表明施肥初期以NH<'+><,4>-N為氮素流失的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，施肥后期則以NO<'-><,3>-N為主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。 (3)利用中國(guó)科學(xué)院常熟野外生態(tài)站的徑流場(chǎng)進(jìn)行了水稻田徑流養(yǎng)分中氮磷損失的研究，結(jié)果表明，徑流中氮磷的損失除與施肥量和施肥時(shí)期相關(guān)外，主要受降水量及降水強(qiáng)度的影響；稻季常熟試驗(yàn)田NH<'+><,4>-N的徑流流失通量為0.223 kg hm<'-

5、2>，NO<'-><,3>-N流失通量為0.145 kg hm<'2>，NH<'+><,4>-N流失通量高于NO<'-><,3>-N，NH<'+><,4>-N為氮肥徑流損失的主要形式，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)NH<'+><,4>-N的流失的監(jiān)控；磷肥的施用增加了磷素流失的潛能，稻季常熟實(shí)驗(yàn)田的溶解性總磷(DTP)徑流流失通量為0.030 kg hm<'2>，具有誘發(fā)附近水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)，DTP是監(jiān)測(cè)稻田徑流養(yǎng)分流失的一個(gè)重要項(xiàng)目。 (4)

6、通過對(duì)比不同施肥水平對(duì)水稻產(chǎn)量及生態(tài)系統(tǒng)中水環(huán)境的影響，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化施肥與常規(guī)施肥水稻產(chǎn)量相當(dāng)，但優(yōu)化施肥比常規(guī)施肥減少氮肥用量22％，減少氮素徑流損失30％～40％，氮素滲漏損失32.3％；常規(guī)施肥水稻田表層水中氮素濃度高于優(yōu)化施肥，滲漏水中氮濃度變化也有相似的規(guī)律，但遠(yuǎn)低于表層水；施肥后表層水中保持較高的磷濃度，可達(dá)15.7 mg L<'-1>，存在誘發(fā)附近水體富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)。改進(jìn)施肥方法，適當(dāng)減少化肥用量，加強(qiáng)水肥管理，可有效地降

7、低農(nóng)田氮、磷排出量，是控制農(nóng)田面源污染的重要措施。 (5)利用緩沖帶控制水稻田面源污染的研究表明：緩沖帶與施肥大田當(dāng)年的水稻產(chǎn)量沒有顯著差異，緩沖帶不會(huì)造成水稻減產(chǎn)；滲漏水中的氮、磷在土壤剖面中呈現(xiàn)上高下低的趨勢(shì)，稻田生態(tài)系統(tǒng)具有吸附固定氮、磷養(yǎng)分的功能，可有效減少氮、磷的淋失；緩沖帶能顯著地?cái)r截徑流養(yǎng)分，稻季攔截的DTN和DTP分別為20.6～51.8 kg hm<'-2>和4.7～5.1 kg hm<'-2>，而且對(duì)滲漏水

8、中N、P養(yǎng)分的水平遷移具有明顯的攔截效果，是一種有效地減少農(nóng)田面源污染的措施。 (6)利用水田滲漏儀對(duì)太湖地區(qū)三種主要水稻土的稻田滲漏量進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：稻田水滲漏量隨時(shí)間呈逐漸降低的趨勢(shì)，并呈顯著的線性負(fù)相關(guān)性，在整個(gè)稻季白土稻田水滲漏量最大值為3 067 m<'3> hm<'-2>，高于烏柵土的滲漏量1 564 m<'3>hm<'-2>，而黃泥土稻田基本沒有滲漏量；對(duì)同一類型的水稻土，水稻田中部的滲漏量明顯高于水稻

9、田進(jìn)水頭和上水頭區(qū)域；白土類型水稻田的稻季養(yǎng)分滲漏通量為NO<'-><,3>-N8.73 kg hm<'-2>，NH<'+><,4>-N 1.57 kg hm<'-2>，NO<'-><,3>-N滲漏通量高于NH<'+><,4>-N，為稻田氮肥滲漏損失的主要形式， DTP的稻季滲漏通量0.90 kg hm<'-2>。烏柵土類型稻田的稻季養(yǎng)分滲漏通量低于白土上發(fā)生的養(yǎng)分滲漏量，白土稻季上發(fā)生的NO<'-><,3>-N、NH<'+><,4>-