旱田土壤氮素流失特征及其控制途徑研究.pdf

1、土壤氮素流失一直是污染生態(tài)環(huán)境和困擾農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要問題,當(dāng)前世界各國(guó)都致力于研究提高農(nóng)田氮肥利用率和減少土壤氮素流失的方法與途徑.本論文針對(duì)上海地區(qū)的氣候、水文和旱田農(nóng)作方式,選擇黃浦江上游地區(qū)小麥和蔬菜地,通過測(cè)坑定位試驗(yàn),開展旱田土壤氮素滲漏流失及徑流流失特征、SCS模型應(yīng)用及其定量表征研究;并探討了減量施氮肥控制氮素污染的途徑.對(duì)減少旱地過量施氮肥對(duì)環(huán)境造成的污染,降低上海地區(qū)水源污染負(fù)荷,制定合理科學(xué)的麥田、菜田施肥結(jié)構(gòu)

2、和處方,具有十分重要的理論和實(shí)踐意義.主要研究結(jié)果如下: 1、以麥田、菜田為對(duì)象,采用氮素流失測(cè)坑定位試驗(yàn),研究旱田土壤氮素滲漏流失特征.結(jié)果表明,旱田土壤滲漏水中氮素流失主要由NO<,3>-N構(gòu)成,占滲漏水TN(總氮含量,下同)90﹪以上,而NH<'+><,4>-N、Org-N(有機(jī)氮含量,下同)在TN中低于10﹪.每年12月初到次年3月是冬小麥降水集中時(shí)段,降水量占總降水量的77.25﹪,此時(shí)氮素流失量最大,N<,CK>(

3、不施有機(jī)肥,只施用化學(xué)氮肥)、N<,J20>(施精制有機(jī)肥,代替化學(xué)氮肥20﹪)和N<,C20>(施粗豬糞肥,代替化學(xué)氮肥20﹪)處理的NO<,3><'->-N流失量分別占總量的90.23﹪、88.04﹪和90.2﹪,因此是防止麥田氮素流失的關(guān)鍵時(shí)期.2、采用徑流流失及人工降雨試驗(yàn),對(duì)旱田土壤的氮素徑流流失特征進(jìn)行研究,結(jié)果表明,麥季降雨量為450mm、520mm和600mm時(shí),麥田徑流量分別為63.7mm、107.8mm和158.2m

4、m;菜地全年平均降雨量1053～1084mm時(shí),年徑流量為258.6～273.9mm.麥田徑流中TN和NO<'-><,3>-N平均濃度為4.1mg/L,2.9mg/L;菜地徑流中TN和NO<,3>-N平均濃度為7.9mg/L,6.4mg/L,上述參數(shù)可作為計(jì)算該地區(qū)旱地氮素降雨徑流流失的依據(jù).3、采用SCS模型修正測(cè)坑試驗(yàn)滲漏水量,修正后,麥田和菜田TN流失量(包括滲漏和徑流)接近大田實(shí)際,當(dāng)年降雨量為1084mm左右時(shí),麥田TN流失率

5、為18.41kg/hm<'2>;常年菜地為55.69kg/hm<'2>.4、在氮素用量相同的情況下,麥田使用精制有機(jī)肥代替20﹪的化學(xué)氮肥可減少TN流失量1.74kg/hm<'2>,NO<,3><'->-N流失量1.62kg/hm<'2>;在菜田的基肥中,以等氮量的精制有機(jī)肥替代30﹪的化學(xué)氮肥,滲漏液中的NOP<'-><,3>-N下降64.5﹪,而在基肥和追肥中以等氮量的精制有機(jī)肥分別替代1/2和1/3的化學(xué)氮肥,滲漏液中的NO<'-

6、><,3>-N下降46.6﹪.5、氮肥變量處方與土壤氮素變化及小麥產(chǎn)量的關(guān)系研究表明,減施1/2、1/3氮量的化肥,是有效減少氮素流失,提高氮肥利用率,確保作物高產(chǎn)的重要途徑.習(xí)慣氮量施肥時(shí),基肥和追肥使用量各半的植株NDVI值和SPAD值高于單一用作基肥或追肥.氮肥分期追肥,有利于小麥籽粒粒重的提高.在減施1/2、1/3氮肥用量的情況下,小麥仍獲得較高的產(chǎn)量,表明在當(dāng)前小麥生產(chǎn)上減量使用氮肥的可行性.在減施1/2氮肥用量的情況下,氮肥

7、利用率最高為17.46﹪,每kg氮增加小麥產(chǎn)量最高為5.38 kg.減量1/3氮肥的兩個(gè)處理肥效與氮肥利用率的平均值與習(xí)慣施氮量三個(gè)處理的平均值相近,分別為每kg氮增產(chǎn)1.78 kg和1.86 kg小麥,氮肥利用率8.38﹪和8.57﹪.不同變量氮肥處方的小麥氮肥利用率與肥效的高低是一致的,隨著氮肥用量的增加,出現(xiàn)了明顯的報(bào)酬遞減現(xiàn)象. 6、從降低化肥使用量入手,對(duì)防治菜田氮素流失,提高蔬菜品質(zhì)開展研究.結(jié)果表明,實(shí)施減量施化