太湖地區(qū)稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失及控制技術(shù)研究.pdf

1、據(jù)研究，湖泊、河流富營養(yǎng)化的氮磷養(yǎng)分分別有50％和60％來源于農(nóng)田地表徑流水，其中稻田隨地表徑流發(fā)生的氮磷養(yǎng)分流失占有較大的比例。在稻田面積所占比例較大的太湖地區(qū)，由于水稻主要生育期的降雨多以暴雨形式出現(xiàn)，這使得稻田土壤氮素、磷素流失量增加，成為太湖地區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源。因此，明確太湖地區(qū)稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失特點和流失風(fēng)險，研究能夠控制或減少稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失的措施和技術(shù)已成為當(dāng)前急需解決的問題。
　　 為明確太湖地區(qū)稻

2、田氮磷養(yǎng)分的徑流流失特征，尋求適宜的田間管理措施，本文通過問卷調(diào)查、資料收集、模擬試驗、田間控制試驗及大田監(jiān)測試驗等方式，研究了該地區(qū)稻田肥料投入及養(yǎng)分平衡情況和稻田田面水氮磷養(yǎng)分濃度動態(tài)變化特征，以及不同耕作方式及秸稈還田下稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失特點，并以溧陽市為例，評估了不同耕作方式和秸稈還田下該地區(qū)稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失風(fēng)險;另外，為減少或控制稻田排放水體對外河水體的污染，本文還研究了水葫蘆對不同氮磷養(yǎng)分濃度的稻田排放水體的凈化效果，

3、通過構(gòu)建稻田-水塘水循環(huán)系統(tǒng)，研究了該系統(tǒng)對稻田氮磷等養(yǎng)分徑流流失的控制作用，從而為控制太湖地區(qū)稻田氮磷養(yǎng)分徑流流失，減輕太湖水體富營養(yǎng)化提供技術(shù)支撐。主要結(jié)論如下:
　　 1)被調(diào)查的太湖地區(qū)的溧陽市、宜興市與蘇州市吳中區(qū)稻麥、稻油兩種種植模式下周年氮肥平均投入量分別達(dá)到了558.5和493.3 kg/hm2，盈余率分別為100.2％和62.5％，稻季氮肥平均投入量為298.0 kg/hm2，明顯高于麥季的229.1 kg/h

4、m2和油菜季的218.9 kg/hm2;兩種種植模式下的周年磷肥投入量分別為117.6和116.7 kg/hm2，盈余率較低，僅為9.0％和-7.4％;周年鉀肥投入量最少，分別為107.3 kg/hm2和105.3 kg/hm2，且都存在超過50％的虧缺。兩種稻田種植模式下，氮肥投入量顯著高于磷肥與鉀肥，導(dǎo)致大量氮素盈余，磷肥投入較為合理，養(yǎng)分基本達(dá)到平衡狀態(tài)，投入量最少的鉀肥則存在嚴(yán)重的養(yǎng)分虧缺。
　　 2)稻田田面水氮磷養(yǎng)分

5、大田動態(tài)監(jiān)測試驗表明，太湖地區(qū)溧陽和宜興兩試驗點基肥及追肥后田面水總氮濃度都是在施肥后當(dāng)日即達(dá)到峰值，隨后隨著時間推移逐漸下降，并在一定時間后達(dá)到穩(wěn)定水平。其中，基肥施用后田面水總氮濃度基本在7～8天后達(dá)到穩(wěn)定，追肥施用后5天左右達(dá)到穩(wěn)定;不論是基肥，還是追肥，兩試驗點基肥及追肥施用后稻田田面水總氮濃度y和時間t均可用一級反應(yīng)方程(y=C0×e-kt)進(jìn)行擬合，且擬合結(jié)果均達(dá)極顯著水平。在磷素動態(tài)特征方面，兩試驗點稻田田面水總磷濃度均在

6、施肥后迅速增加，并在第1天達(dá)到最高峰，且隨時間的推移田面水總磷濃度呈逐漸下降趨勢，8～9天后基本達(dá)到穩(wěn)定，但是10天后至稻田落干前的很長一段時間內(nèi)卻出現(xiàn)了多次微小的波動。
　　 3)不論秸稈還田還是不還田，不同耕作方式下的稻田徑流水量均為翻耕小于旋耕，旋耕小于免耕，但徑流水中的氮磷養(yǎng)分濃度則和此正好相反;相同耕作方式下，秸稈不還田的徑流量高于秸稈還田，但徑流水中的氮磷養(yǎng)分濃度卻低于秸稈還田。無秸稈還田時，翻耕、旋耕、免耕總氮徑流

7、流失量分別為6.78、8.50和11.09 kg/hm2，秸稈還田時，分別為4.82、6.44和8.87 kg/hm2;無秸稈還田時，翻耕、旋耕、免耕徑流過程總磷流失量為0.50、0.63和0.78 kg/hm2，秸稈還田時，則分別為0.39、0.51和0.70kg/hm2。各處理中翻耕加秸稈還田稻季氮磷養(yǎng)分徑流流失總量均為最低。從控制氮磷養(yǎng)分徑流流失的角度看，秸稈還田與翻耕結(jié)合更能有效地減少氮磷養(yǎng)分徑流濃度和徑流流失量，對農(nóng)田有著顯著

8、的保肥作用。
　　 4)利用PRNSM模型，依據(jù)太湖地區(qū)溧陽市20年降雨數(shù)據(jù)，對不同耕作方式及秸稈還田下稻季氮磷養(yǎng)分徑流流失評估結(jié)果表明:所有處理下，20年平均氮素徑流流失率在1.66-2.15％之間，20年中，最大氮素徑流流失率在2.87-3.76％之間，最小氮素徑流流失率在0.75-1.06％之間;20年平均磷素徑流流失率在0.59-0.82％之間，最大磷素徑流流失率在1.45-1.90％之間，最小磷素徑流流失率在0.10-

9、0.14％之間。無論是秸稈還田還是秸稈不還田，免耕條件下的氮磷養(yǎng)分徑流流失量要稍高于旋耕，旋耕又要高于翻耕;相同耕作方式下，秸稈還田的氮磷養(yǎng)分徑流流失量明顯要低于秸稈不還田。某一處理下氮磷養(yǎng)分徑流流失量較多的年份，其他處理的流失量也較多，流失量較少的年份，其他處理下的流失量也較小。一般情況下，降雨量越大，氮磷養(yǎng)分徑流流失量也越大，但有時會產(chǎn)生一定的偏差。
　　 5)水葫蘆對3種不同濃度的稻田排放水總氮的去除率分別為62.04％，

10、76.75％，88.46％;對總磷的去除率分別為93.52％，88.46％，78.57％，其對水體中氮磷養(yǎng)分的凈化效果與水體中氮磷養(yǎng)分濃度具有顯著的相關(guān)性，對氮的去除率是隨著水體氮素濃度的升高而降低，但對磷的去除率則隨著水體中總磷濃度的升高而不斷上升。構(gòu)建的水塘-水田水循環(huán)系統(tǒng)，在整個水稻生育期內(nèi)，水田產(chǎn)生了2592.42 m3/hm2的田面水徑流，由于水塘的調(diào)蓄作用，水田-水塘系統(tǒng)對系統(tǒng)外徑流排放量為0;水稻生育期內(nèi)稻田灌溉總量為67