不同施肥水平下菜地耕層土壤中氮磷淋溶損失特征

韋高玲，卓慕寧，廖義善，謝真越，張思毅，李定強(qiáng)廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所//廣東省農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州　510650

不同施肥水平下菜地耕層土壤中氮磷淋溶損失特征

韋高玲，卓慕寧，廖義善，謝真越，張思毅，李定強(qiáng)*
廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所//廣東省農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510650

采用負(fù)壓式土壤溶液取樣器采集不同施肥水平（常規(guī)、減量20%和減量30%施肥處理，即N1、N2和N3）下城郊菜地耕層土壤（10、20和30 cm）的淋溶液，分析了總氮（TN）、硝態(tài)氮（NO3-）、銨態(tài)氮（NH4+）、總磷（TP）和溶解態(tài)磷（DP）濃度，旨在研究不同施肥水平下菜地不同耕層土壤中氮素與磷素的淋溶損失特征。研究結(jié)果：（1）不同施肥水平下，菜地耕層土壤TN、NO3-、NH4+、TP和DP淋溶質(zhì)量濃度范圍分別為5.24～292、3.47～271、0.16～9.47、1.66～20.6和1.63～17.7 mg·L-1，平均質(zhì)量濃度分別為38.9～113、36.0～105、1.01～2.13、3.75～12.7和3.55～11.8 mg·L-1；（2）氮素主要以NO3-形式發(fā)生淋溶損失，作物生長初期是菜地耕層土壤氮素淋溶損失的主要時(shí)期；減量施肥30%能有效降低耕層土壤氮素的淋溶損失，其TN和NO3-的淋溶質(zhì)量濃度較常規(guī)施肥處理分別顯著降低了58.4%和59.0%（P＜0.05）；不同深度耕層土壤中TN和NO3-淋溶質(zhì)量濃度沒有顯著性差異（P＞0.05）；（3）磷素主要以DP形式發(fā)生淋溶損失，耕層土壤中TP和DP的淋溶質(zhì)量濃度為20 cm＞10 cm＞30 cm（P＜0.05）；減量20%和減量30%施肥均能有效降低耕層土壤中磷素的淋溶損失，減量20%施肥處理TP 和DP的淋溶質(zhì)量濃度分別顯著下降了27.8%和27.6%（P＜0.05），而減量20%施肥處理TP和DP的淋溶質(zhì)量濃度分別顯著降低了 44.6%和 43.8%（P＜0.05）。結(jié)果表明，城郊菜地耕層土壤中氮素和磷素養(yǎng)分存在一定的淋失風(fēng)險(xiǎn)，減量施肥措施能有效降低菜地耕層土壤中氮素與磷素的淋溶損失，是降低耕層土壤氮磷淋失風(fēng)險(xiǎn)的有效措施。

減量施肥；耕層土壤；氮素；磷素；淋溶損失

蔬菜地是農(nóng)業(yè)高度集約化的土地利用方式之一，其生產(chǎn)過程中化肥、農(nóng)藥等農(nóng)業(yè)物資的投入通常是一般糧食作物的數(shù)倍至數(shù)十倍，超量施用化肥問題非常突出。蔬菜生產(chǎn)中，氮肥施用強(qiáng)度為600～1300 kg·hm-2的情況極為常見，有些地區(qū)，氮肥施用量已高達(dá)3000 kg·hm-2，超出作物實(shí)際需求的數(shù)倍（賈繼文等，1997）。菜地土壤經(jīng)過多年種植，土壤的氮素形態(tài)及累積狀況出現(xiàn)明顯的變化，其中最顯著的變化特征是硝態(tài)氮含量大幅度提高，并向蔬菜根圈底層土壤遷移和累積（黃東風(fēng)，2009；李梅等，2008；王彩絨，2006；姜漢川等，2005；李艾芬等，2010）。施入土壤中氮肥的作物利用率僅為20%～35%，大約有30%～50%肥料氮素能發(fā)生淋溶損失而進(jìn)入地下水（Robert et al.，1998），從而導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染嚴(yán)重。前人的研究發(fā)現(xiàn)，露天蔬菜區(qū)地下水中硝酸鹽的濃度高于普通糧田區(qū)（史靜等，2005；高新昊等，2011）；山東省典型集約化蔬菜種植區(qū)地下水硝酸鹽污染也較為嚴(yán)重，地下水硝酸鹽濃度超過10和20 mg·L-1的比例分別為59.5%和36.5%（董章杭等，2005）；皖北蒙城蔬菜產(chǎn)區(qū)地下水硝酸鹽污染也十分嚴(yán)重，60%以上飲用井水的硝酸鹽含量超過 20 mg·L-1（王道中等，2007）。研究表明，氮肥施用量大而利用率低是造成氮素淋失和地下水硝態(tài)氮污染嚴(yán)重的主要原因。由于土壤對(duì)磷具有很強(qiáng)的固持作用，磷素較氮素難發(fā)生淋溶損失，但當(dāng)表層土壤可溶性磷超過飽和吸附點(diǎn)，則通過優(yōu)先流發(fā)生淋失，到達(dá)深層土壤甚至進(jìn)入地下水（Heckrath et al.，2000；McDowell et al.，2001；章明奎等，2007）。近年來，我國磷肥用量也大幅度增加，土壤速效磷含量平均每年以 1 mg·kg-1的速度提高，菜地土壤磷含量為一般耕地土壤的幾倍至幾十倍，1 kg菜地土壤有效磷高達(dá)數(shù)百毫克（林啟美，2001）。菜地土壤中磷素淋失風(fēng)險(xiǎn)極大，其磷素的淋失風(fēng)險(xiǎn)高于一般農(nóng)田（戴照福等，2006；黃東風(fēng)，2009；劉建玲等，2004；王彩絨，2006；張翠榮等，2007），并且種植年限越長，淋失風(fēng)險(xiǎn)越大（秦紅靈等，2010）。綜上所述，蔬菜生產(chǎn)中長期過量施用化肥，會(huì)導(dǎo)致耕層土壤氮素與磷素大量累積，在降雨作用下發(fā)生淋溶損失，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的地下水污染問題。

因此，研究菜地耕層土壤中氮素和磷素養(yǎng)分的淋溶特征和調(diào)控措施具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究擬選用負(fù)壓式土壤溶液取樣器采集菜地不同耕層土壤的淋溶液，研究不同施肥水平下城郊菜地耕層土壤中不同形態(tài)氮素和磷素的淋溶損失特征，探討減量施肥措施對(duì)不同深度耕層土壤中氮磷養(yǎng)分淋溶損失的影響，以期為制定城郊菜地氮磷養(yǎng)分淋溶損失的調(diào)控措施提供科學(xué)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)域

試驗(yàn)布設(shè)在廣東省佛山市南海區(qū)獅山鎮(zhèn)譚邊村。研究區(qū)地理位置為 113o3′58′E，23o6′31′N，位于城市近郊，東鄰廣州市區(qū)，南接佛山市禪城區(qū)，地處珠江三角洲平原，是廣東省重要的無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地和種植大頂苦瓜的品牌村。區(qū)內(nèi)年平均降雨量1638 mm，4—9月為雨季，7—9月為臺(tái)風(fēng)季節(jié)，其余月份干旱少雨。年均氣溫21.8 ℃，7月平均氣溫最高（28.8 ℃），1月平均氣溫最低（13 ℃）。作為城郊農(nóng)業(yè)區(qū)，南海區(qū)的蔬菜生產(chǎn)占有重要地位，近年蔬菜的復(fù)種面積高達(dá)45200 hm2。由于蔬菜的經(jīng)濟(jì)效益，生產(chǎn)中普遍存在急功近利和掠奪式種植的現(xiàn)象，為追求產(chǎn)量而盲目濫施化肥、養(yǎng)分配比不合理、少施或不施有機(jī)肥等。試驗(yàn)區(qū)常年種植苦瓜 Momordica charantia、西蘭花Brassica oleracea var. italic 、椰菜花Brassica oleracea var. botrytis等。試驗(yàn)地塊耕層土壤為粘壤土，其理化性質(zhì)為全氮 1.37 g·kg-1、全磷1.89 g·kg-1、全鉀7.22 g·kg-1、有機(jī)質(zhì)20.4 g·kg-1、堿解氮 153 mg·kg-1、速效磷 262 mg·kg-1、速效鉀378 mg·kg-1。

1.2研究方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地塊為露天種植苦瓜，苦瓜品種為大頂苦瓜，種植密度為6666 plant·hm-2，菜地種植年限超過 10年。大頂苦瓜喜濕但不耐澇，生長期間保持土壤濕潤而不積水，灌溉方式采用溝灌形式。通過前期對(duì)試驗(yàn)區(qū)農(nóng)戶種植與施肥情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)戶為了保持蔬菜的高產(chǎn)量，對(duì)化肥的施用量普遍過高。根據(jù)農(nóng)戶常規(guī)施肥習(xí)慣，本研究設(shè)置了不同施肥水平：常規(guī)施肥處理（N1）、減量20%施肥處理（N2）和減量 30%施肥處理（N3），每個(gè)施肥水平設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)面積約為6 m2。N1處理的肥料施用量完全按照當(dāng)?shù)夭宿r(nóng)的習(xí)慣；N2處理：氮、磷、鉀肥的施用量為N1處理的80%；N3處理：氮、磷、鉀肥的施用量為N1處理的70%。肥料品種分別為雞糞有機(jī)肥（2.75% N、6.62% P2O5和2.83% K2O）、尿素（46% N）、過磷酸鈣（12% P2O5）和氯化鉀（60% K2O）?？喙蠟榇杭痉N植，2月初播種，2月底—3月初移栽，5—7月為采收期，共采摘23次，累積計(jì)產(chǎn)?？喙仙L期間共追肥5次。試驗(yàn)地塊的苦瓜種植、施肥、采摘等農(nóng)作活動(dòng)如表1所示。

利用負(fù)壓式陶土頭土壤溶液取樣器于田間原位提取不同土層滲漏液（陳寶等，2004），研究城郊菜地耕層土壤中氮磷養(yǎng)分在降雨作用下的淋溶特征。于試驗(yàn)小區(qū)用直徑略大于陶土管的土鉆鉆取不同深度（10、20和30 cm）的埋設(shè)孔，將土壤溶液取樣器放入孔內(nèi)，利用泥漿使取樣器管壁以及陶土頭與土壤接觸良好。取樣前，抽取真空均保持在100 kPa左右；取樣時(shí)，抽取全部淋溶液，然后用蒸餾水清洗取樣管并抽出全部清洗液。于降雨前將土壤溶液取樣器抽取真空，采集降雨作用下產(chǎn)生的土壤淋溶液，共采集11次淋溶液樣品。試驗(yàn)期間，試驗(yàn)地塊的施肥、土壤溶液取樣與降雨情況如表1和圖1所示。

1.2.2樣品測(cè)定與數(shù)據(jù)處理

土壤溶液的監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要包括：總氮（TN）、硝態(tài)氮（NO3-）、銨態(tài)氮（NH4+）、總磷（TP）和可溶性磷（DP）。TN采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法測(cè)定；NO3-和NH4+分別采用紫外分光光度法和納氏試劑光度法測(cè)定；TP采用過硫酸鉀氧化-鉬銻抗分光光度法測(cè)定；DP采用鉬銻抗分光光度法測(cè)定（國家環(huán)境保護(hù)總局，水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì)，2002）。雖然負(fù)壓式土壤溶液取樣器無法獲取通過土體單位面積的滲漏水量，但是所有處理均在相同的自然降雨條件下進(jìn)行試驗(yàn)，取樣器在取樣時(shí)抽取的真空度均保持相近，而且同期采集到不同耕層土壤淋溶液的體積相接近。因此，本研究中通過測(cè)定不同深度耕層土壤淋溶液中不同形態(tài)氮素和磷素的含量，探討不同施肥水平下菜地耕層土壤中氮磷養(yǎng)分的淋溶損失特征。

采用Origin 6.1及SPSS 13.0進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析，采用 SPSS 13.0進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），多重比較采用最小顯著差異法（LSD），顯著水平設(shè)為0.05。

表1　田間試驗(yàn)小區(qū)施肥、采樣與降雨情況Table 1　Fertilization， sampling and rainfall for the field plot experiments

圖1　試驗(yàn)小區(qū)降雨、施肥與土壤溶液取樣情況Fig. 1　Rainfall， fertilization and sampling for the experimental plots

2　結(jié)果與討論

2.1耕層土壤TN和NO3-的淋溶損失特征

試驗(yàn)期間，不同施肥水平下菜地耕層土壤淋溶液中TN和NO3-質(zhì)量濃度分別為5.24～292 mg·L-1（平均值為38.9～113 mg·L-1）和3.47～271 mg·L-1（平均值為36.0～105 mg·L-1）（表2）。本研究中，NO3-占TN淋溶質(zhì)量濃度的53.2%～99.3%，是TN的主要組成部分，表明累積于土壤中的氮素在降雨作用下主要是以 NO3-形式發(fā)生淋溶損失，可能是由于NO3-較NH4+具有較強(qiáng)的向下淋溶能力。

由表2和圖2可知，TN和NO3-平均質(zhì)量濃度均以N1處理為最高（92.9～113和84.0～105 mg·L-1），其次為N2處理（63.4～76.6和60.1～73.1 mg·L-1）和N3處理（38.9～47.9和36.0～42.1 mg·L-1）。經(jīng)差異性統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于所有施肥處理，TN和NO3-淋溶質(zhì)量濃度在10、20和30 cm土層之間均無顯著性差異（P＞0.05）；對(duì)于所有耕層土壤（10、20 和 30 cm土層），TN和 NO3-淋溶質(zhì)量濃度均為N1＞N3（P＜0.05），而N1與N2，N2與N3則無顯著性差異（P＞0.05）。與N1處理相比，N3處理TN 和 NO3-的淋溶質(zhì)量濃度顯著降低了 58.4%和59.0%，同時(shí)，苦瓜增產(chǎn)了4.13%。結(jié)果表明，不同深度耕層土壤（10、20和30 cm）中TN和NO3-分布與淋溶特征沒有顯著性差異，施肥量是影響耕層土壤中TN和NO3-淋溶的主要因素，減量30%施肥能有效降低耕層土壤中氮素的淋溶損失。這可能是由于試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置了不同的施肥水平，而降雨量、灌溉量、耕層土壤厚度與滲透性，以及地表覆蓋度等條件基本一致，這與同期不同耕層土壤采集到相近體積的淋溶液相吻合。

表2　不同施肥水平下耕層土壤淋溶液中TN、NO3-和NH4+淋溶濃度Table 2　Concentrations of TN， NO3-and NH4+in leachates from top soils under different fertilization levels

由圖2和圖3可知，不同施肥水平下耕層土壤中TN和NO3-淋溶質(zhì)量濃度變化趨勢(shì)相同，最高淋溶質(zhì)量濃度均出現(xiàn)在監(jiān)測(cè)初期，在苦瓜開花座瓜期（4月1日—5月16日）顯著下降，在苦瓜采收期（5月17日—7月27日）緩慢下降，而在地塊閑置期（7月28日—8月20日）濃度稍有上升。由自記雨量計(jì)的降雨監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可知，苦瓜苗期與抽蔓期（2月22日—3月31日）、開花座瓜期（4月1日—5月16日）、采收期（5月17日—7月27日）和地塊閑置期（7月28日—8月20日）的累積降雨量分別為4.10、509、234和382 mm（表1），降雨的稀釋作用也可能會(huì)影響耕層土壤中TN和NO3-淋溶濃度的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，氮素淋溶損失主要發(fā)生在作物生長初期，可能是由于苦瓜在苗期對(duì)養(yǎng)分的需求與吸收利用量較小，使得施入的肥料（如基肥和第一次追肥）大量累積于表層土壤，而土壤中氮素尤其是硝態(tài)氮具有較強(qiáng)的向下淋溶遷移能力，導(dǎo)致氮素在降雨作用下易以NO3-形式發(fā)生淋溶，同時(shí)降雨量較小，對(duì)耕層土壤淋溶液中氮素濃度的稀釋作用較小。在開花座瓜期，苦瓜對(duì)氮素的需求利用量增大，施入土壤的追肥主要被苦瓜吸收利用，表層土壤中氮素養(yǎng)分含量降低使得土壤淋溶液中氮素濃度減小。此外，開花座瓜期的強(qiáng)降雨（累積降雨量為509 mm）對(duì)土壤淋溶液中氮素濃度存在較大的稀釋作用，也可能導(dǎo)致氮素淋溶濃度的顯著下降。在地塊閑置期，地表植被覆蓋度低且沒有作物吸收利用土壤中殘留的養(yǎng)分，使得耕層土壤中氮素容易發(fā)生淋溶損失，而降雨量由大變?。ū?）可能導(dǎo)致土壤淋溶液 TN和 NO3-濃度稍有升高，說明地塊閑置期的氮素淋溶損失也不容忽視。前人的研究也發(fā)現(xiàn)，對(duì)于種植和未種植填閑作物的菜地，其土壤淋溶液中 TN的質(zhì)量濃度分別為2.00～89.0和5.00～143 mg·L-1，表明填閑作物能有效降低菜地土壤中氮素的淋溶損失（Min et al.，2011）。

圖2　不同施肥水平耕層土壤（10、20、30 cm）TN淋溶質(zhì)量濃度變化Fig. 2　Mass concentrations of TN in leachates from surface soils （10， 20 and 30 cm） under different fertilization levels

2.2耕層土壤NH4+的淋溶損失特征

本研究中，不同施肥水平下耕層土壤中 NH4+的淋溶質(zhì)量濃度范圍為0.16～9.47 mg·L-1，平均淋溶質(zhì)量濃度為1.01～2.13 mg·L-1（表2）。土壤淋溶液中NH4+占TN淋溶質(zhì)量濃度的0.17%～17.5%，表明NH4+不是氮素淋溶損失的主要形式。這可能是由于NH4+容易被帶有負(fù)電荷的土壤膠體吸附，從而使得土壤中NH4+較難發(fā)生淋溶損失。經(jīng)差異性統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于所有施肥處理，NH4+淋溶濃度在10、20 和30 cm土層之間均無顯著性差異（P＞0.05）；對(duì)于所有耕層土壤（10、20和30 cm土層），N1、N2 與N3之間均無顯著性差異（P＞0.05）。這可能是由于土壤中 NH4+含量較低并且其向下淋溶遷移的能力較差，而且試驗(yàn)小區(qū)降雨量、灌溉量、耕層土壤厚度與滲透性，以及地表覆蓋度等條件基本一致，從而導(dǎo)致不同施肥水平耕層土壤中 NH4+的淋溶損失沒有顯著差異。

2.3耕層土壤TP和DP的淋溶損失特征

本研究中，耕層土壤TP和DP淋溶質(zhì)量濃度范圍分別為1.66～20.6和1.63～17.7 mg·L-1，平均質(zhì)量濃度分別為3.75～12.7和3.55～11.8 mg·L-1（表3）。其中，DP濃度占TP的80.9%～99.8%，表明土壤中TP主要是以溶解態(tài)磷的形式發(fā)生淋溶損失。經(jīng)差異性統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于耕層土壤（10、20和30 cm），TP和 DP淋溶質(zhì)量濃度均為 N1大于 N2和 N3 （P＜0.05），而N2和N3之間無顯著性差異（P＞0.05）；對(duì)于所有施肥處理，耕層土壤中TP和DP淋溶質(zhì)量濃度均為20 cm＞10 cm＞30 cm（P＜0.05）。與N1相比，N2處理TP和DP的平均淋溶質(zhì)量濃度分別下降了27.8%和27.6%，而N3處理TP和DP的平均淋溶質(zhì)量濃度分別降低了44.6%和43.8%。與10 cm土層相比，20 cm土層TP和DP平均淋溶質(zhì)量濃度均顯著升高了32.9%和34.0%，而30 cm土層TP和DP平均淋溶質(zhì)量濃度則顯著下降了30.9%和31.0%。與氮素不同，耕層土壤中TP和DP的淋溶濃度在20 cm土層最高，而在30 cm土層最低，這可能是由于接近犁底層，土壤緊實(shí)度變高，而土壤對(duì)磷素固持能力較強(qiáng)使得磷素難以淋溶至更深的土層。此外，減量20%和30%施肥處理均能有效降低耕層土壤中磷素的淋溶損失。結(jié)果表明，施肥水平和土層深度是影響耕層土壤中磷素淋溶損失的主要因素，這可能由于施肥量是直接影響土壤中磷素含量的決定性因素，而土壤條件是影響磷素向下遷移能力的主要因素。

圖3　不同施肥水平耕層土壤（10、20、30 cm）NO3-淋溶質(zhì)量濃度變化Fig. 3　Mass concentrations of NO3-in leachates from surface soils （10， 20 and 30 cm） under different fertilization levels

表3　3種施肥水平下不同土層土壤淋溶液中TP和DP淋溶質(zhì)量濃度Table 3　Mass concentrations of TP and DP in leachates from different soil depths under three fertilization levels

圖4　不同施肥水平耕層土壤（10、20、30 cm）TP淋溶質(zhì)量濃度變化Fig. 4　Mass concentrations of TP in leachates from surface soils （10， 20 and 30 cm） under different fertilization levels

圖5　不同施肥水平耕層土壤（10、20、30 cm）DP淋溶質(zhì)量濃度變化Fig. 5　Mass concentrations of DP in leachates from surface soils （10， 20 and 30 cm） under different fertilization levels

試驗(yàn)期間，10 cm和20 cm土層TP和DP淋溶濃度的變化趨勢(shì)相似，磷素的淋溶濃度在苦瓜苗期與抽蔓期、開花座瓜初期緩慢上升，于苦瓜開花座瓜后期、采收期與地塊閑置期均持續(xù)下降；而30 cm土層TP和DP的淋溶濃度在整個(gè)苦瓜生長期一直呈緩慢上升趨勢(shì)，在地塊閑置期稍有降低（圖4和圖5）。結(jié)果表明，土壤中磷素淋失在初期存在一個(gè)累積過程，這可能是由于此期間施用基肥并且追肥3次，土壤對(duì)磷素的強(qiáng)固持能力使得耕層土壤磷素大量累積，而較強(qiáng)的降雨增強(qiáng)了土壤中磷素向下淋溶的能力，使得磷素的淋溶濃度呈現(xiàn)緩慢的升高趨勢(shì)；而隨著苦瓜座瓜期對(duì)磷素需求量的增大，表層土壤磷素含量降低，從而導(dǎo)致磷素的淋失濃度有所下降。由于犁底層土壤緊實(shí)度高，深層土壤（如30 cm）的磷素更難發(fā)生淋溶，隨著磷素的緩慢向下淋溶，在苦瓜生長過程中深層土壤（如30 cm）的磷素可能有所累積，造成30 cm土層磷素的淋溶濃度在苦瓜整個(gè)生長周期一直緩慢升高。與氮素相比，磷素的淋溶濃度遠(yuǎn)低于氮素濃度，并且磷素最高淋溶濃度的出現(xiàn)滯后于氮素，這主要是由于土壤對(duì)磷素的固持能力強(qiáng)于氮素，從而使得土壤中磷素較氮素難以發(fā)生淋溶損失。

3　結(jié)論

（1）不同施肥水平下，菜地耕層土壤淋溶液中TN、NO3-、NH4+、TP和DP質(zhì)量濃度范圍分別為5.24～292、3.47～271、0.16～9.47、1.66～20.6和1.63～17.7 mg·L-1，平均質(zhì)量濃度分別為38.9～113、36.0～105、1.01～ 2.13、3.75～12.7和3.55～11.8 mg·L-1。結(jié)果表明，佛山城郊菜地耕層土壤中氮素和磷素養(yǎng)分存在一定的淋失風(fēng)險(xiǎn)。

（2）氮素主要以NO3-形式發(fā)生淋溶損失，作物生長初期是菜地耕層土壤氮素淋溶損失的主要時(shí)期；不同深度耕層土壤中TN和NO3-淋溶質(zhì)量濃度沒有顯著性差異（P＞0.05）；減量 20%施肥的TN和NO3-的淋溶質(zhì)量濃度與常規(guī)施肥處理無顯著差異（P＞0.05），減量 30%施肥的 TN和NO3-的淋溶質(zhì)量濃度較常規(guī)施肥處理分別顯著降低了58.4%和59.0%（P＜0.05）。結(jié)果表明，減量 30%施肥能有效降低菜地耕層土壤氮素的淋溶損失。

（3）磷素主要以DP形式發(fā)生淋溶損失，耕層土壤中 TP和 DP的淋溶質(zhì)量濃度為 20 cm＞10 cm＞30 cm（P＜0.05）；減量20%施肥處理TP和DP的淋溶質(zhì)量濃度分別顯著下降了27.8%和27.6%，而減量30%施肥處理TP和DP的淋溶質(zhì)量濃度分別顯著降低了44.6%和43.8%。結(jié)果表明，減量20%和減量 30%施肥均能有效降低菜地耕層土壤中磷素的淋溶損失。

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Leaching Characteristics of Nitrogen and Phosphorus in Vegetable Soils under Different Fertilization Levels

WEI Gaoling， ZHUO Muning， LIAO Yishan， XIE Zhenyue， ZHANG Siyi， LI Dingqiang*
Guangdong Institute of Eco-Environmental and Soil Sciences//Guangdong Key Laboratory of Agricultural Environment Pollution Integrated Control Guangzhou 510650， China

In the present study， soil leachates were collected with negative-pressure soil solution samplers from vegetable soils （i.e.，10， 20 and 30 cm） under three fertilization levels （i.e.， regular， 20% and 30% reduction fertilization treatments for N1， N2 and N3，respectively）. Mass concentrations of total nitrogen （TN）， nitrate nitrogen （NO3-）， ammonium nitrogen （NH4+）， total phosphorus （TP）and dissolved phosphorus （DP） were determined to study the leaching characteristics of nitrogen and phosphorus in vegetable surface soils under different fertilization levels. The results showed that: （1） the leaching mass concentrations of TN， NO3-， NH4+， TP and DP varied in 5.24～292， 3.47～271， 0.16～9.47， 1.66～20.6 and 1.63～17.7 mg·L-1， respectively， with the avarage ranges of 38.9～113，36.0～105， 1.01～2.13， 3.75～12.7 and 3.55～11.8 mg·L-1. （2） Nitrogen was mainly lost in the form of NO3-with the pre-stage of vegetable growth period as a pivotal time for leaching loss. In comparison to N1， N3 could effectively reduce the leaching loss of nitrogen， where TN and NO3-levels were significantly reduced by 58.4% and 59.0%， respectively （P＜0.05）. There was no significant difference in the leaching levels of TN and NO3-among 10， 20 and 30 cm （P＞0.05）. （3） Phosphorus was largely leached in the form of DP， where the leaching mass concentrations of TP and DP were 20 cm ＞ 10 cm ＞ 30 cm （P＜0.05）. Comparing with N1， the leaching levels of TP and DP were decreased by 27.8% and 27.6% for N2 （P＜0.05）， while they were reduced by 44.6% and 48.0% for N3 （P＜0.05）. The results indicated that nitrogen and phosphorus in the suburban vegetable soils had certain leaching risks. Reducing fertilizer application can decrease the leaching mass concentrations of TN and TP， which is suggested to be an effective measure to reduce the leaching risk of TN and TP in vegetable surface soils.

reducing fertilization； surface soils； nitrogen； phosphorus； leaching loss

10.16258/j.cnki.1674-5906.2016.06.016

X131； X171

A

1674-5906（2016）06-1023-09

廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2014A030310141）；廣東省水利廳委托項(xiàng)目（GPCGD112197FT141F1）；省院創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)專項(xiàng)；廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目（201607010236）

韋高玲（1986年生），女，助理研究員，博士，主要研究方向?yàn)榉屈c(diǎn)源污染。E-mail: gaoling_wei@126.com

*通訊聯(lián)系人，E-mail: lidq@gzb.ac.cn

2016-05-13

引用格式：韋高玲， 卓慕寧， 廖義善， 謝真越， 張思毅， 李定強(qiáng). 不同施肥水平下菜地耕層土壤中氮磷淋溶損失特征［J］. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)， 2016， 25（6）: 1023-1031.

WEI Gaoling， ZHUO Muning， LIAO Yishan， XIE Zhenyue， ZHANG Siyi， LI Dingqiang. Leaching Characteristics of Nitrogen and Phosphorus in Vegetable Soils under Different Fertilization Levels ［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2016， 25（6）: 1023-1031.