有機(jī)肥施用量對滇中烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡的影響

張曉花, 王克勤, 宋婭麗, 溫昌燾, 楊小倩, 唐 倩

(1.西南林業(yè)大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院, 昆明 650224; 2.云南省玉溪市紅塔區(qū)水土保持工作站, 云南 玉溪653100)

云南省總耕地面積607.21萬hm2，坡耕地占總耕地面積的57.39%[1]，為云南省作物種植的主要土地利用類型?？緹熥鳛榈嶂械貐^(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物之一，同樣以坡耕地種植為主；但坡耕地種植作物易發(fā)生嚴(yán)重的水土流失[2]，造成大量氮、磷流失，從而引起水體富營養(yǎng)化[3]。在坡耕地烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，氮磷平衡中除了徑流泥沙流失量外，還包括肥料輸入量、植物吸收量及土壤殘留量等過程[4]。而國內(nèi)外現(xiàn)有的研究大多集中于氮磷平衡系統(tǒng)中的幾個過程，并未將上述過程統(tǒng)一考慮，即不同耕作模式或施肥模式下，植物對養(yǎng)分的吸收及生長量的變化特征、氮磷流失及產(chǎn)流產(chǎn)沙量特征等方面[5-7]。如李娟等[8]通過研究不同有機(jī)肥施用量和耕作方式對旱地土壤水分利用效率及春玉米生產(chǎn)力的影響，表明施用高量有機(jī)肥和深松耕作處理可顯著提高作物產(chǎn)量和純收益；舒曉曉等[9]采用室內(nèi)土柱模擬試驗(yàn)方法研究了減氮配施有機(jī)物對土壤氮素淋失的調(diào)控作用，結(jié)果表明無機(jī)氮肥減60%基礎(chǔ)上配施有機(jī)物，可較好地抑制氮素下移，降低氮素淋失風(fēng)險(xiǎn)；Zhang等[10]的研究表明施用有機(jī)肥可顯著提高小麥產(chǎn)量，增加土壤有機(jī)碳含量。

有機(jī)肥常被認(rèn)為可提高作物產(chǎn)量，減少氮磷流失[11]，但有機(jī)肥的施用對滇中烤煙生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡中輸入和輸出調(diào)節(jié)的影響程度以及烤煙可達(dá)最優(yōu)收獲效益和生態(tài)效益時有機(jī)肥施用量的研究仍鮮見報(bào)道。因此，本研究以滇中二龍?zhí)缎×饔蚩緹熮r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)為研究對象，設(shè)置6種有機(jī)肥施用量，分別為CK(0.00 kg/m2)，T1(0.25 kg/m2)，T2(0.50 kg/m2)，T3(0.75 kg/m2)，T4(1.00 kg/m2)和T5(1.25 kg/m2)，研究自然降雨條件下施用化肥后，不同有機(jī)肥施用量對烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)徑流泥沙氮磷流失量、烤煙氮磷吸收量以及土壤殘留量之間平衡的影響，以期為合理安排烤煙有機(jī)肥施用量和小流域農(nóng)業(yè)面源污染源頭控制體系提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本試驗(yàn)地位于云南省玉溪市紅塔區(qū)高倉街道龍樹村，地處紅塔區(qū)中南城郊結(jié)合部，位于東經(jīng)102°34′12.30″，北緯24°17′32.33″，海拔1 625 m。全年日照時數(shù)有1 947.5 h，日照率44%。霜降共52 d，多年平均降雨量909.1 mm，降雨天數(shù)有130～150 d，最大24 h降雨量為41 mm，屬中亞熱帶半濕潤冷冬高原季風(fēng)氣候，干濕季分明，雨季為5月—10月，暴雨多發(fā)于雨季。土壤中厚，屬山地紅壤，肥力低，氮、磷、鉀較缺，呈強(qiáng)酸性—微酸性。其中土壤中的紅壤土由砂頁巖發(fā)育而成，大多土層較為淺薄，巖石裸露，導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失。研究區(qū)內(nèi)有林地面積為383.07 hm2，占流域總面積的20.63%，樹種以云南松(PinusyunnanensisFranch)分布最為廣泛，其次有桉樹(EucalyptusLabill)、榿樹(LongpeduncledAlder)、杉木(CunninghamialanceolataHook)、櫟類(Quereus)等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料為烤煙，品種為K326，于2018年4月18日進(jìn)行移栽，材料由玉溪市煙草公司統(tǒng)一調(diào)入，種植密度為16 500株/hm2。在試驗(yàn)地選取坡度為15°的坡耕地，布設(shè)6種有機(jī)肥施用量的樣方(面積為1 m×1 m)，各樣方四周用鐵皮隔開，以防徑流在各樣方之間滲漏。在樣方下部設(shè)置導(dǎo)管和塑料桶，雨季每一場自然降雨后的田面徑流通過導(dǎo)管流入塑料桶中。每個樣方徑流入水口高度保持一致。各樣方之間相隔均大于2 m，每個處理3個重復(fù)，各樣方隨機(jī)排列?；适┯昧扛鶕?jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶烤煙種植習(xí)慣，移栽當(dāng)日施入基肥，7 d后施入烤煙專用復(fù)合肥作為提苗肥，20 d后再次施入煙草專用肥作為追肥；基肥與提苗肥氮磷鉀比例為12∶6∶24，提苗肥氮磷鉀比例為28∶0∶5?？緹熞圃援?dāng)日以0.25 kg/m2有機(jī)肥依次遞增的方式，與基肥一同施入各樣方，有機(jī)肥施用量分別為CK(0.00 kg/m2)，T1(0.25 kg/m2)，T2(0.50 kg/m2)，T3(0.75 kg/m2)，T4(1.00 kg/m2)和T5(1.25 kg/m2)。各樣方施肥量見表1。

表1 各處理有機(jī)肥施用量 kg/m2

1.3 樣品的采集與測定

1.3.1 樣品的采集 降雨期間使用自計(jì)雨量計(jì)記錄降雨量與降雨強(qiáng)度，各樣方保持原有地貌。在2018年6—8月的4場具有較大產(chǎn)流的自然降雨條件下，將樣方塑料桶內(nèi)泥沙與水樣混勻，測定泥沙含量，進(jìn)行不同深度多點(diǎn)采樣；并將各水樣轉(zhuǎn)入干凈的礦泉水瓶中，取500 ml徑流樣品，將樣品4℃保存，在24 h內(nèi)過濾后測定其中總氮和總磷含量。取完水樣后，將徑流放置沉淀，待徑流澄清后，放掉上層清水，收集泥沙并稱重，在避光條件下自然風(fēng)干，用于測定泥沙全氮和全磷含量。在烤煙移栽前期及收獲后，使用“對角線法”采集各樣方表層(0—20 cm)土壤用于調(diào)查土壤養(yǎng)分背景值及土壤殘留量。于烤煙收獲后9月采集各樣方內(nèi)植物樣的葉、莖、根，測定其全氮、全磷含量及生物量。

1.3.2 樣品的測定 水樣總氮采用過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法(GB11894—89)測定、總磷采用過硫酸鉀消解—鉬藍(lán)比色法(GB11893—89)測定[12]。泥沙和土壤的全氮采用凱式定氮法測定、全磷采用高氯酸—硫酸消煮法測定。植株各部分全氮采用硫酸—過氧化氫消煮—靛酚藍(lán)比色法測定，全磷采用釩鉬黃吸光光度法測定。

1.3.3 徑流和泥沙中氮磷流失量的計(jì)算 各場降雨中徑流和泥沙中氮磷流失量、烤煙植株氮磷吸收量及土壤氮磷殘留量由以下計(jì)算公式得到：

Wr=Qrk·cr

(1)

Ws=Qsk·cs

(2)

D=B·cf

(3)

Wa=W-Wck=s·h·c·γ-s·h·cck·γ

(4)

式中：Wr為徑流中氮磷流失量(mg/m2)；Qrk為次降雨產(chǎn)流量(kg/m2)；cr為徑流平均氮磷流失濃度(mg/L)；Ws為泥沙中氮磷流失量(mg/m2)；Qsk為次降雨產(chǎn)沙量(g/m2)；cs為泥沙平均氮磷濃度(g/kg)；D為烤煙植株氮磷吸收量(mg/m2)；B為烤煙植株生物量(kg/m2)；cf為植株平均氮磷濃度(mg/kg)；Wa為土壤氮磷殘留量(g/m2)；W為土壤氮磷現(xiàn)存量(g/m2)；Wck為次土壤氮磷背景值(g/m2)；s為土壤面積(1 m2)；h為土壤厚度(0.2 m)；c為土壤現(xiàn)存氮磷含量(g/kg)；γ為土壤容重(當(dāng)?shù)仄骄? 290 kg/m3)；cck為土壤背景氮磷含量(g/kg)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本文采用Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，并采用SPSS 25.0軟件對研究區(qū)不同有機(jī)肥施用量下滇中紅壤烤煙坡耕地肥料氮磷輸入量、徑流泥沙氮磷流失量、烤煙氮磷吸收量以及土壤殘留量之間的差異性進(jìn)行分析，方差分析采用最小顯著性差異(LSD)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 徑流、泥沙中氮磷流失特征分析

2.1.1 不同降雨下各樣方產(chǎn)流產(chǎn)沙特征 試驗(yàn)期間出現(xiàn)了4次較大的短期連續(xù)降雨，分別在6月27日、7月26日、8月4日和8月9日(表2)。對徑流量、產(chǎn)沙量與降雨量和施肥濃度進(jìn)行線性單變量模型分析，表明徑流量、產(chǎn)沙量與降雨量顯著性概率p=0.002和p=0.003<0.01，表現(xiàn)為相關(guān)性極顯著，說明降雨量對滇中烤煙坡耕地產(chǎn)流和產(chǎn)沙特征有顯著影響；但隨著有機(jī)肥施用量的增加，各處理的產(chǎn)流和產(chǎn)沙量無顯著差異。當(dāng)6月27日降雨強(qiáng)度達(dá)24.02 mm/h時，各處理土壤侵蝕量均值為4.24 g/m2，為7月26日的3.71倍，說明較高的降雨強(qiáng)度增加了土壤侵蝕量的貢獻(xiàn)率，兩者相關(guān)性顯著。

2.1.2 徑流和泥沙中全氮流失濃度及流失量特征 從圖1中可以看出，隨著有機(jī)肥施用量的增加，不同處理下4場降雨徑流全氮(圖1A)和泥沙全氮(圖1B)流失濃度均值逐漸降低，與有機(jī)肥施用量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，均表現(xiàn)為CK>T1>T2>T3>T4>T5，且差異性顯著(p<0.05)。不同時間T5處理下的徑流和泥沙全氮濃度平均值分別比CK低50.20%～88.81%和9.43%～62.16%，說明施用有機(jī)肥顯著降低了徑流和泥沙中全氮流失濃度，且全氮流失濃度在徑流中的降低幅度高于泥沙。泥沙全氮流失濃度為徑流的80～90倍，說明氮素通過泥沙流失是穩(wěn)定輸出的途徑，減少泥沙量有助于減少氮素流失。在烤煙生長期內(nèi)泥沙氮素流失濃度均在6月27日時呈現(xiàn)最大值，為氮素流失的高峰期，約為最小值(8月9日)的2倍，此時也是防治氮素流失的關(guān)鍵時期。各處理下徑流和泥沙全氮流失濃度隨時間推移以及降雨次數(shù)的增加逐漸降低，8月9日徑流和泥沙各處理為6月27日的11.72%～48.91%和28.57%～63.79%。

表2 試驗(yàn)地4場降雨及產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

圖1 不同有機(jī)肥施用量下徑流全氮和泥沙全氮流失濃度特征

由表3可以看出，6月27日、7月26日、8月4日和8月9日各處理下徑流中總氮流失量分別為4.38～9.73，2.26～3.78，2.65～11.66，0.93～7.16 g/m2；泥沙中總氮流失量分別為1.87～2.58，0.43～0.61，0.91～1.31，0.30～0.91 mg/m2。隨著有機(jī)肥施用量的增加，4場降雨徑流總氮流失量之和及泥沙總氮流失量之和逐漸降低，均表現(xiàn)為：CK>T1>T2>T3>T4>T5，T5處理下徑流總氮流失量為CK的31.76%，泥沙總氮流失量為CK的73.13%，說明有機(jī)肥施用量的提高顯著降低了農(nóng)田中徑流和泥沙中氮素的流失量。在4場降雨中坡耕地總氮流失以徑流輸出為主，占流失量的72.84%～86.64%；施用有機(jī)肥后8月9日，T5處理徑流和泥沙中總氮輸出量較CK分別降低了7.69，3.03倍，有機(jī)肥的施用對徑流總氮輸出量降低效果優(yōu)于泥沙。

2.1.3 徑流和泥沙中全磷流失濃度及流失量特征 由表4可以看出，隨著有機(jī)肥施用量的增加，不同處理下，4場降雨均值比較，徑流和泥沙全磷流失濃度逐漸降低，均表現(xiàn)為CK>T1>T2>T3>T4>T5，且差異性顯著(p<0.05)。與氮素相同，徑流、泥沙中磷素流失濃度與有機(jī)肥施用量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，不同時間T5處理下的徑流和泥沙全磷濃度平均值分別比CK低35.09%～55.71%和16.10%～32.71%，說明施用有機(jī)肥顯著降低了徑流和泥沙中全磷流失濃度，且徑流全磷濃度降低幅度高于泥沙。各處理下徑流全磷流失濃度隨著時間的推移逐漸降低，8月9日徑流全磷濃度各處理為6月27日的39.61%～52.37%；而泥沙全磷流失濃度并未隨時間的推移呈現(xiàn)顯著的降低趨勢，而與降雨量變化一致，8月4日降雨量(35.62 mm)最高時，泥沙全磷流失濃度為6月27日的2.26～2.92倍。

由表5可以看出，6月27日、7月26日、8月4日和8月9日各處理下徑流中總磷流失量分別為2.87～5.08，1.15～2.73，2.42～3.89，2.28～3.47 g/m2；泥沙中總磷流失量分別為2.04～2.87，0.67～0.98，3.39～5.35，2.53～3.63 g/m2。隨著施肥量的增加，不同降雨條件下徑流和泥沙中總磷流失量逐漸降低，4場降雨徑流總磷流失量之和及泥沙總磷流失量之和在T5處理下分別為CK的57.48%,76.94%，說明有機(jī)肥施用量的提高顯著降低了農(nóng)田中徑流和泥沙中磷素的流失量。

表3 不同有機(jī)肥施用量下徑流和泥沙中氮素流失量特征

表4 不同有機(jī)肥施用量下徑流全磷和泥沙全磷流失濃度特征

表5 不同有機(jī)肥施用量下徑流和泥沙中磷素流失量特征

2.2 土壤中氮磷儲存特征

試驗(yàn)區(qū)施肥前0—20 cm的土壤背景值分別為：全氮690 mg/kg、堿解氮25.63 mg/kg、全磷580 mg/kg、有效磷28 mg/kg，該區(qū)土壤中的有效磷含量較低，而土壤中氮磷元素含量的高低是植物生長發(fā)育是否良好的重要因素。在烤煙收獲后，各處理表層土壤養(yǎng)分含量見表6，全氮、堿解氮、全磷、有效磷含量均高于背景值，分別高出20.53%～40.07%，52.83%～209.44%，19.53%～62.79%，25.79%～205.11%，說明氮磷隨徑流泥沙流失后，土壤養(yǎng)分含量在施用化肥和有機(jī)肥后仍有顯著增加。隨著有機(jī)肥施用量的增加，土壤養(yǎng)分含量均隨之增加，T5處理的全氮、堿解氮、全磷、有效磷相較于CK處理分別增加了32.60%，18.75%，30.56%，142.33%。

表6 不同有機(jī)肥施用量下土壤養(yǎng)分含量特征 mg/kg

2.3 植物體內(nèi)氮磷吸收量

由圖2可以看出，在收獲期，烤煙莖、根和葉片氮磷含量均隨有機(jī)肥施用量的增加而逐漸增加，有機(jī)肥施用量增加到T3(0.75 kg/m2)時，氮磷含量有顯著提高(p<0.05)，說明增加有機(jī)肥施用量有效提高了烤煙植株的平均氮含量和磷含量。當(dāng)施用量達(dá)1 kg/m2(T4)時，烤煙各器官氮磷含量在此施肥區(qū)間內(nèi)達(dá)到峰值，各器官表現(xiàn)為莖<根<葉。此外，烤煙各器官吸收的全氮含量遠(yuǎn)高于全磷含量，說明植物吸收的氮含量較高。

2.4 烤煙坡耕地氮磷平衡關(guān)系

由表7可以看出，化肥施用量一定的情況下，有機(jī)肥氮素輸入量的增加可顯著降低徑流和泥沙氮素流失量(分別降低13.57%～68.24%和8.83%～27.83%)，增加土壤殘留量及烤煙吸收量(分別增加81.83～387.86倍和1.21%～34.37%)。土壤氮磷殘留量增加顯著說明有機(jī)肥的施用可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)形成土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤團(tuán)聚體對氮磷元素的吸附能力，從而降低氮磷的流失濃度的流失。

根據(jù)宋婭麗[4]對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡的計(jì)算公式，化肥及有機(jī)肥氮磷輸入量=徑流與泥沙氮磷流失量+土壤殘留氮磷量+烤煙吸收量，表7中氮素隨徑流和泥沙流失的量占施肥輸入氮素量的8.19%～56.91%和3.05%～9.21%，占比隨有機(jī)肥施用量的增加而逐漸降低，說明有機(jī)肥的施用可顯著減少徑流和泥沙氮素流失；土壤氮素殘留量占施肥輸入的氮素量的0.39%～68.37%，說明有機(jī)肥施用量的提高更有利于土壤固定氮素；烤煙吸收量占施肥輸入的氮素量20.39%～33.49%，由于該區(qū)烤煙生長對化肥的吸收量較低，而有機(jī)肥的施用可改善烤煙對氮素的吸收狀況。

圖2 不同有機(jī)肥施用量下烤煙各器官氮磷濃度

表7 不同有機(jī)肥施用量下滇中烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮素平衡關(guān)系

由表8可以看出，有機(jī)肥磷素輸入量的增加可顯著降低徑流磷素流失量(降低5.82%～21.93%)，同時也可增加土壤殘留量及烤煙吸收量(分別增加25%～200%和4.84%～42.11%)。磷素隨徑流和泥沙流失的量占施肥輸入磷素量的15.28%～46.72%和16.14%～33.33%，占比隨有機(jī)肥施用量的增加而逐漸降低，說明有機(jī)肥的施用可顯著減少徑流和泥沙磷素流失；土壤磷素殘留量占施肥輸入的磷素量的0.10%～64.21%，烤煙吸收量占施肥輸入的磷素量11.83%～19.87%。

表8 不同有機(jī)肥施用量下滇中烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中磷素平衡關(guān)系

3 討 論

(1) 有機(jī)肥的施用量對氮流失的削減效果。長期以來，有機(jī)肥在培肥地力、改善土壤結(jié)構(gòu)及促進(jìn)養(yǎng)分再循環(huán)等方面具有積極作用已被廣泛證實(shí)[13]。本研究中，隨著有機(jī)肥施用量的增加，不同處理下4場降雨徑流和泥沙全氮流失濃度均值逐漸降低，說明施用有機(jī)肥可顯著降低徑流和泥沙中全氮流失濃度，且全氮流失濃度在徑流中的降低幅度高于泥沙(徑流降低69.63%，泥沙降低34.55%)。對比地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，CK下不同降雨徑流樣品的總氮濃度均超過Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)限值(2.0 mg/L)，具有一定的環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。在施用化肥的基礎(chǔ)上配施有機(jī)肥也是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中普遍采用的養(yǎng)分管理措施之一，可通過有效提高氮肥利用率和農(nóng)作物產(chǎn)量來降低養(yǎng)分流失。

另外，本試驗(yàn)中有機(jī)肥施用量的提高顯著降低了農(nóng)田中徑流和泥沙中氮素的流失量。同樣聞軼[14]發(fā)現(xiàn)有機(jī)肥處理組的氮素流失量比無機(jī)肥處理組降低39.70%，說明有機(jī)肥的緩釋作用有效降低了氮素的徑流損失。這與本試驗(yàn)結(jié)果相似，在本試驗(yàn)中T1—T5處理與CK相比，氮素流失總量降低了14.15%～48.19%，有機(jī)肥的施用對氮素削減效果明顯，這表明化肥和有機(jī)肥配施能有效降低徑流中氮素?fù)p失。黃東風(fēng)等[11]的研究同樣表明，化肥和有機(jī)肥各半能明顯減少蔬菜種植期間菜地氮磷隨地表徑流的流失量，從而減少了菜地土壤造成的農(nóng)業(yè)面源污染。

本研究中氮素流失量與降雨量和降雨強(qiáng)度呈正比，降雨量和降雨強(qiáng)度較大時，徑流量和泥沙量較大，導(dǎo)致徑流和泥沙中帶走的氮素含量增加。此外，在本試驗(yàn)中烤煙坡耕地的氮素流失還與生長期有關(guān)，6月27日烤煙仍處于生長前期，這一階段對養(yǎng)分的需求量較少，這就導(dǎo)致大量養(yǎng)分存留在土壤中，烤煙仍未吸收就隨徑流流失。雖有機(jī)—無機(jī)配施可有效降低氮素流失量，但并不能解決烤煙生長前期階段氮素流失較大的問題。這與姚金玲等[15]研究結(jié)果相似，水稻處于發(fā)芽和生長前期與施用基肥時間間隔較短，這一階段氮素?fù)p失量為總損失量的64.78%～70.50%。在烤煙生長期內(nèi)泥沙氮素流失濃度均在6月27日時呈現(xiàn)最大值，為氮素流失的高峰期，約為最小值(8月9日)的2倍，此時也是防治氮素流失的關(guān)鍵時期。

(2) 有機(jī)肥的施用量對磷流失的削減效果。磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的限制因子，導(dǎo)致農(nóng)田徑流泥沙磷素流失的因素包括降雨特征(降雨量、降雨強(qiáng)度)、植被覆蓋和施肥措施等因素[16]。本研究中，施用有機(jī)肥顯著降低了徑流和泥沙中全磷氮流失濃度，且徑流全磷濃度降低幅度高于泥沙(徑流降低44.36%、泥沙降低20.83%)。李盟軍等[17]的研究同樣表明，優(yōu)化施用有機(jī)肥后菜地徑流全磷濃度與單施化肥相比顯著降低。但本研究中泥沙全磷流失濃度并未隨時間的推移呈現(xiàn)顯著的降低趨勢，而是與降雨量及降雨強(qiáng)度變化一致。這主要是由于施入土壤的磷與土壤物質(zhì)作用形成難溶性的磷酸鹽或很快被吸附到土壤顆粒表面，導(dǎo)致土壤中的磷不易被遷移和釋放[18]。而在降雨與地表土壤的共同作用下，土壤中溶解態(tài)磷和顆粒態(tài)磷發(fā)生遷移和流失，其流失量與降雨量和降雨強(qiáng)度均呈顯著正相關(guān)關(guān)系[19]。

不同有機(jī)肥施用量下，徑流中磷素流失量隨著有機(jī)肥施用量的增加而逐漸降低，在T5處理下降低21.93%，說明有機(jī)肥施用量較高能夠增加土壤對磷素的吸附，減少磷素隨徑流的流失；而泥沙中磷素流失量并無顯著變化趨勢。6—8月為烤煙生長階段，這個階段降雨量集中、濕度大，土壤中磷素的礦化作用明顯，過多的磷素會隨徑流流失(徑流流失磷素占48.63%～55.90%)。但是由于施用有機(jī)肥各處理中總磷輸入量較高，磷素削減效果不佳，因此施用有機(jī)肥需要調(diào)整有機(jī)肥中氮磷的配比，以減少有效養(yǎng)分的損失。本試驗(yàn)中，總磷流失量在6月27日最高，此時降雨強(qiáng)度達(dá)到24.02 mm/h，主要是由于隨著降雨強(qiáng)度的增加，雨水對土壤表面的沖擊能量增加，降雨強(qiáng)度較高的暴雨對土壤表面的沖擊能量更大，導(dǎo)致徑流泥沙流失量較高。

除降雨強(qiáng)度的影響外，植物覆蓋度也是影響磷素流失的主要因素之一，6月27日烤煙處于生長前期，植物覆蓋度較低，雨滴擊濺能夠很快改變土壤顆粒大小，解析吸附在土壤小顆粒和微團(tuán)聚體上的結(jié)合態(tài)磷，同時徑流的沖刷作用加劇了土壤侵蝕，顆粒態(tài)磷隨泥沙侵蝕進(jìn)一步流失，使徑流中總磷質(zhì)量濃度升高；7—8月是烤煙生長的旺盛期，烤煙葉肥大，葉面直徑可達(dá)35 cm，葉長可達(dá)65 cm左右，植被覆蓋度較高，極大地減弱了降雨對土壤表面的沖刷力，產(chǎn)流量較低，使徑流中磷素流失量降低。

(3) 有機(jī)肥的施用量對土壤氮磷含量及植物氮磷吸收量的影響。長期過量施肥可導(dǎo)致表層土中氮素的累積，增加氮素淋溶流失的風(fēng)險(xiǎn)[20]，而本研究中有機(jī)肥氮素輸入量的增加可顯著降低徑流和泥沙氮素流失量(分別降低13.57%～68.24%和8.83%～27.83%)。試驗(yàn)施肥前土壤全氮含量690 mg/kg，施肥后土壤全氮含量平均增加38.85%，烤煙生物量平均增加30%，說明土壤中氮素積累量高于植物吸收量。影響土壤磷流失的首要因子是土壤的有效磷含量，即土壤有效磷含量越高，土壤磷素的流失潛能越大[19]。本試驗(yàn)中，供試土壤有效磷含量為28 mg/kg，屬于二級水平，含量相對豐富。因此，即使不施肥情況下，對照處理土壤也存在較大的磷流失潛能。

增加有機(jī)肥施用量有效提高了烤煙植株的平均氮含量和磷含量，T4和T5處理(1，1.25 kg/m2)下烤煙各器官氮磷含量在此施肥區(qū)間內(nèi)達(dá)到峰值，說明有機(jī)肥礦化釋放的養(yǎng)分對烤煙的增產(chǎn)作用顯著，而植物氮磷含量及生物量較高，對降低氮磷流失亦起到關(guān)鍵作用。無機(jī)化肥具有肥效快、養(yǎng)分釋放快的特點(diǎn)，在無機(jī)化肥的基礎(chǔ)上施用有機(jī)肥在促進(jìn)植物生長發(fā)育、養(yǎng)分吸收及產(chǎn)量形成方面存在協(xié)同作用[21]。董春華等[22]的研究也表明，長期有機(jī)—無機(jī)配施可提高水稻產(chǎn)量，增加土壤肥力，但是短期施用有機(jī)肥并不能顯示出有機(jī)肥對土壤肥力的提升。這是由于有機(jī)肥中養(yǎng)分釋放速率較慢，難以及時補(bǔ)充作物生長需求。顏明娟等[23]同樣發(fā)現(xiàn)，在習(xí)慣施氮量的基礎(chǔ)上減氮20%并配施有機(jī)肥能夠提高茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)，有機(jī)無機(jī)肥料配合施用后第二年產(chǎn)量比習(xí)慣施肥提高6.8%，說明有機(jī)肥的緩釋效應(yīng)在下個生長季顯現(xiàn)出來。因此施用有機(jī)肥第二年對烤煙產(chǎn)量的影響有待于進(jìn)一步研究。

(4) 有機(jī)肥的施用量對坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡的影響。有機(jī)肥氮素輸入量的增加可顯著降低徑流和泥沙氮素流失量(分別降低13.57%～68.24%和8.83%～27.83%)，增加土壤殘留量及烤煙吸收量(分別增加81.83～387.86倍和1.21%～34.37%)；有機(jī)肥磷素輸入量的增加可顯著降低徑流磷素流失量(降低5.82%～21.93%)，同時也可增加土壤殘留量及烤煙吸收量(分別增加25%～200%和4.84%～42.11%)。不同處理下烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)總氮和總磷流失量分別為14.03～37.39，17.93～23.16 g/m2，占肥料中總氮量和總磷量的11.24%～66.12%和31.41%～80.05%，顯著高于水稻生長季不同施肥方式下總氮流失總量占肥料中總氮量比例(3.24%～8.91%，2.58%～4.96%)[22,24]。這是由于本試驗(yàn)中滇中農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)大多為坡耕地，氮磷極易流失，氮磷流失總量及施肥量顯著高于以上兩個研究結(jié)果。而有機(jī)肥施用量增加至T4和T5時，總氮和總磷占肥料中氮磷比例較CK顯著降低，土壤殘留量有輕微上升趨勢，有機(jī)肥改善了該區(qū)土壤的養(yǎng)分條件及土壤結(jié)構(gòu)。該區(qū)烤煙生長對化肥的吸收量較低，而有機(jī)肥的施用可改善烤煙對氮磷的吸收。

如何做到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙贏，是當(dāng)前國內(nèi)外農(nóng)田養(yǎng)分管理的重要課題。本試驗(yàn)中，與CK相比，施用有機(jī)肥可顯著增加烤煙氮磷吸收量；從氮磷流失角度上講，T4和T5處理在增加烤煙氮磷吸收量的同時降低氮磷流失效果顯著。綜合考慮烤煙產(chǎn)量、成本投入及環(huán)境效益，T4處理是烤煙養(yǎng)分管理中既能保證烤煙產(chǎn)量，又能顯著降低氮磷徑流流失，從而緩解水體富營養(yǎng)化，是一種環(huán)境友好型施肥方式。

4 結(jié) 論

(1) 隨著有機(jī)肥施用量的增加，不同處理下4場降雨徑流和泥沙全氮、全磷流失濃度均值、及徑流、泥沙總氮、總磷流失量逐漸降低，均表現(xiàn)為CK>T1>T2>T3>T4>T5，施用有機(jī)肥顯著降低了徑流和泥沙中全氮、全磷流失濃度及流失量；總氮、總磷流失濃度在徑流中的降低幅度高于泥沙，總氮流失量以徑流輸出為主，占流失量的72.84%～86.64%；總磷流失量在徑流和泥沙中分別占48.63%～55.90%和44.10%～51.36%。

(2) 烤煙收獲后，土壤全氮、堿解氮、全磷、有效磷含量均高于背景值，分別高出20.53%～40.07%，52.83%～209.44%，19.53%～62.79%，25.79%～205.11%，說明氮磷隨徑流泥沙流失后，土壤養(yǎng)分含量在施用化肥和有機(jī)肥后仍有顯著增加；隨著有機(jī)肥施用量的增加，土壤養(yǎng)分含量也隨之增加，T5處理的全氮、堿解氮、全磷、有效磷相較于CK處理分別增加了32.60%，18.75%，30.56%，142.33%。

(3) 在收獲期，烤煙莖、根和葉片氮磷含量均隨有機(jī)肥施用量的增加而逐漸增加，當(dāng)施用量達(dá)1 kg/m2(T4)時，烤煙各器官氮磷含量在此施肥區(qū)間內(nèi)達(dá)到峰值，各器官表現(xiàn)為莖<根<葉；烤煙各器官吸收的全氮含量遠(yuǎn)高于全磷含量。

(4) 氮素隨徑流和泥沙流失的量占施肥輸入氮素量的8.19%～56.91%和3.05%～9.21%，土壤氮素殘留量占施肥輸入的氮素量的0.39%～68.37%，烤煙吸收量占施肥輸入的氮素量20.39%～33.49%；磷素隨徑流和泥沙流失的量占施肥輸入磷素量的15.28%～46.72%和16.14%～33.33%，土壤磷素殘留量占施肥輸入的磷素量的0.10%～64.21%，烤煙吸收量占施肥輸入的氮素量11.83%～19.87%。綜合考慮烤煙產(chǎn)量、成本投入及環(huán)境效益，T4處理既能保證烤煙產(chǎn)量，又能顯著降低氮磷徑流流失，是一種環(huán)境友好型施肥方式。