白鱔泥田不同施肥處理地表徑流氮磷流失量與稻谷產(chǎn)量差異

茍偉銘

(安順市西秀區(qū)土壤肥料站，貴州 安順 561000)

水稻種植因泡田棄水，或遇降雨及灌溉，使施入稻田的氮、磷養(yǎng)分通過(guò)水循環(huán)流失，進(jìn)入周?chē)w，是導(dǎo)致我國(guó)南方河湖水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化、水環(huán)境質(zhì)量下降的主要物質(zhì)，水稻種植施肥管理不合理已成為南方稻區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的主要來(lái)源[1-3]。因此，合理水稻施肥，做好稻田養(yǎng)分管理，對(duì)減少稻田氮磷流失，維持水稻產(chǎn)量水平和改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要意義。水稻地表徑流是造成氮、磷流失的主要途徑，但不同區(qū)域、不同種植模式、不同土壤、不同施肥量和施肥方法的氮、磷流失特征都有較大差異[4-10]。貴州作為我國(guó)喀斯特地貌與山地丘陵面積占比大的農(nóng)作物種植大省，水稻常年種植面積在1 000萬(wàn)m2以上，化肥用量占全省農(nóng)作物生產(chǎn)總化肥用量的比重較高；白鱔泥田是我國(guó)南方喀斯特地貌山地丘陵區(qū)分布較廣、面積較大的一個(gè)典型水稻土種，其中貴州9個(gè)市(州)均有分布，面積達(dá)25.353萬(wàn)m2。為此，掌握典型水稻土白鱔泥田一季中稻種植模式下不同施肥管理的地表徑流氮磷養(yǎng)分流失與稻谷產(chǎn)量變化特征和規(guī)律，為科學(xué)評(píng)估施肥管理氮磷排放對(duì)環(huán)境與稻谷產(chǎn)量的影響提供有效依據(jù)，是保證水稻穩(wěn)定增產(chǎn)與減少面源污染的重要基礎(chǔ)工作。

1 材料與方法

1.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)概況

監(jiān)測(cè)點(diǎn)位于東經(jīng)106°6′43.53″、北緯26°17′34.83″的貴州省安順市西秀區(qū)七眼橋鎮(zhèn)雷屯村，海拔1 320 m，屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，地貌類(lèi)型為丘陵，地形為平地，土壤為白鱔泥田，質(zhì)地中壤，0～20 cm耕層土壤pH 6.59、有機(jī)質(zhì)46.43 g/kg、全氮2.75 g/kg、全磷1.11 g/kg、全鉀12.15 g/kg、有效磷27.37 mg/kg、有效鉀131.89 mg/kg，利用方式為雜交稻-冬季休閑，水稻種植品種為岡優(yōu)881。

1.2 施肥設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個(gè)施肥處理，每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。

處理1(CK，常規(guī)施肥)：施肥量與施肥方法參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)民習(xí)慣設(shè)計(jì)，為667 m2施尿素15 kg+鈣鎂磷肥30 kg+氯化鉀4.5 kg，其中：氮肥80%作基肥、20%作分蘗肥，磷、鉀肥100%作基肥。

處理2(KF，優(yōu)化施肥)：為667 m2施尿素12.5 kg+鈣鎂磷肥20 kg+氯化鉀8 kg，其中：氮肥50%作基肥、25%作分蘗肥、25%作穗肥，磷肥100%作基肥，鉀肥60%作基肥、40%作穗肥。

處理3(BMP，優(yōu)化施肥+稻草還田)：667 m2氮、磷、鉀肥施用量和分配與處理2相同，稻草還田是將小區(qū)上年產(chǎn)出的全部稻草粉碎至長(zhǎng)0.1 m左右，翻壓覆土。

試驗(yàn)各處理水稻采用旱育秧寬窄行拉繩栽秧，密度12 356穴/667m2，試驗(yàn)施肥方法、耕作方式、灌溉排水等各項(xiàng)農(nóng)藝措施都按當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)。

1.3 試驗(yàn)方法

按照《全國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)網(wǎng)國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)項(xiàng)目——農(nóng)田氮磷地表徑流流失監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》在田間修建監(jiān)測(cè)點(diǎn)共設(shè)9個(gè)小區(qū)，每小區(qū)長(zhǎng)5 m、寬8 m、面積40 m2，每小區(qū)配套修建1個(gè)長(zhǎng)1.5 m、寬0.93 m、高1.3 m、體積1.81 m3的徑流水收集池。

在降雨或排水產(chǎn)生徑流后，測(cè)量徑流水量，采集徑流水樣，測(cè)定徑流水中總氮、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、總磷、可溶性磷等的含量。其中：總氮用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法、硝態(tài)氮用紫外分光光度法、銨態(tài)氮用納氏試劑比色法、總磷用鉬酸銨分光光度法、可溶性磷用過(guò)硫酸鉀氧化-鉬藍(lán)比色法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析

地表徑流各指標(biāo)的流失量按如下公式計(jì)算：

式中：P為氮(或磷)流失量,Ci為第i次徑流水中氮(或磷)的濃度；Vi為第i次徑流水的體積。

監(jiān)測(cè)期內(nèi)各次徑流水中氮、磷濃度與徑流水體積乘積之和，等于監(jiān)測(cè)期內(nèi)以地表徑流途徑流失的氮、磷量。

稻谷產(chǎn)量以各處理全區(qū)收割稱重折產(chǎn)。

采用EXCEL進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各處理地表徑流氮的流失量差異

2.1.1 總氮 由表1可見(jiàn)，2017-2019年總氮流失量CK處理為0.102 9～0.191 6 kg/667m2，3年平均為0.152 1 kg/667m2,年際間相差0.089 kg/667m2；KF處理為0.089 3～0.180 5 kg/667m2，3年平均為0.126 6 kg/667m2，年際間相差0.091 2 kg/667m2；BMP處理為0.098 0～0.161 5 kg/667m2，3年平均為0.123 6 kg/667m2，年際間相差0.063 5 kg/667m2?？偟魇Я扛魈幚砟觌H間差異較大。3個(gè)處理的年平均總氮流失量是BMP處理較CK處理少0.028 5 kg/667m2、KF處理較CK處理少0.025 5 kg/667m2、BMP處理較BMP處理少0.003 0 kg/667m2，但處理間差異不顯著。

2.1.2 硝態(tài)氮 由表1可見(jiàn)，2017-2019年硝態(tài)氮流失量CK處理為0.027 4～0.057 6 kg/667m2，3年平均為0.037 8 kg/667m2；KF處理為0.015 4～0.035 5 kg/667m2，3年平均為0.023 2 kg/667m2；BMP處理為0.018 1～0.029 5 kg/667m2，3年平均為0.023 0 kg/667m2。3個(gè)處理的年平均硝態(tài)氮流失量BMP處理較CK處理少0.014 8 kg/667m2，KF處理較CK處理少0.014 6 kg/667m2、BMP處理較KF處理少0.000 2 kg/667m2，但處理間差異不顯著。

硝態(tài)氮/總氮CK處理為14.30%～35.60%，3年平均為25.83%；KF處理為8.53%～32.30%，3年平均為20.63%；BMP處理為11.21%～26.50%，3年平均為19.85%。3個(gè)處理的年平均硝態(tài)氮/總氮BMP處理較CK處理低5.98百分點(diǎn)，KF處理較CK處理低5.20百分點(diǎn)，BMP處理較KF處理低0.78百分點(diǎn)，但處理間差異不顯著。

2.1.3 銨態(tài)氮 由表1可見(jiàn)，2017-2019年銨態(tài)氮流失量CK處理為0.011 5～0.042 5 kg/667m2，3年平均為0.025 6 kg/667m2；KF處理為0.007 9～0.020 9 kg/667m2，3年平均為0.014 2 kg/667m2；BMP處理為0.009 9～0.015 8 kg/667m2，3年平均為0.013 1 kg/667m2。3個(gè)處理的年平均銨態(tài)氮流失量BMP處理較CK處理少0.012 5 kg/667m2，KF處理較CK處理少0.011 4 kg/667m2，BMP處理較KF處理少0.001 1 kg/667m2，但處理間差異不顯著。

表1 2017-2019年白鱔泥田不同施肥處理的地表徑流氮、磷流失量

銨態(tài)氮/總氮CK處理為11.18%～26.27%，3年平均為16.45%；KF處理為4.38%～19.02%，3年平均為12.95%，BMP處理為6.13%～16.12%，3年平均為11.49%。3個(gè)處理的年平均銨態(tài)氮/總氮BMP處理較CK處理低4.96百分點(diǎn)，KF處理較CK處理低3.50百分點(diǎn)，BMP處理較KF處理低1.46百分點(diǎn)，但處理間差異不顯著。

2.2 各處理地表徑流磷的流失量差異

2.2.1 總磷 由表1可見(jiàn)，2017-2019年總磷流失量CK處理為0.005 9～0.028 9 kg/667m2，3年平均為0.019 0 kg/667m2，年際間相差0.023 kg/667m2；KF處理為0.005 3～0.019 3 kg/667m2，3年平均為0.012 9 kg/667m2，年際間相差0.014 kg/667m2；BMP處理為0.005 3～0.025 7 kg/667m2，3年平均為0.016 4 kg/667m2，年際間相差0.020 4 kg/667m2?？偭琢魇Я扛魈幚砟觌H間差異較大。3個(gè)處理的年平均總磷流失量BMP處理較CK處理少0.002 6 kg/667m2，KF處理較CK處理少0.006 1 kg/667m2，BMP處理較KF處理多0.003 5 kg/667m2，但處理間差異不顯著。

2.2.2 可溶性磷 由表1可見(jiàn)，2017-2019年可溶性磷流失量CK處理為0.002 8～0.014 5 kg/667m2，3年平均為0.007 2 kg/667m2；KF處理為0.001 9～0.009 6 kg/667m2，3年平均為0.004 5 kg/667m2；BMP處理為0.002 3～0.012 9 kg/667m2，3年平均為0.006 1 kg/667m2。3個(gè)處理的年平均總磷流失量BMP處理較CK處理少0.001 1 kg/667m2，KF處理較CK處理少0.002 7 kg/667m2，BMP處理較KF處理多0.001 6 kg/667m2，但處理間差異不顯著。

可溶性磷/總磷CK處理為19.28%～50.17%，3年平均為38.97%；KF處理為13.38%～49.74%，3年平均為34.25%；BMP處理為17.49%～50.19%，3年平均為37.03%。3個(gè)處理的年平均可溶性總磷/總磷BMP處理較CK處理低1.94百分點(diǎn)，KF處理較CK處理低4.72百分點(diǎn)，BMP處理較KF處理高2.78百分點(diǎn)，但處理間差異不顯著。

2.3 各處理的稻谷產(chǎn)量差異

由表2可見(jiàn)，2017-2019年稻谷產(chǎn)量CK處理為527.0～563.0 kg/667m2，3年平均為540.0 kg/667m2，年際間相差36.0 kg/667m2；KF處理為552.7～619.6 kg/667m2，3年平均為579.2 kg/667m2，年際間相差66.9 kg/667m2；BMP處理為583.0～623.2 kg/667m2，3年平均為598.4 kg/667m2，年際間相差40.2 kg/667m2。稻谷產(chǎn)量年際間各處理差異不大。3個(gè)處理的年平均稻谷產(chǎn)量BMP處理較CK處理多58.4 kg/667m2，KF處理較CK處理多39.2 kg/667m2，BMP處理較KF處理多19.2 kg/667m2，BMP處理與CK處理差異顯著,與KF差異不顯著，KF處理與CK處理差異不顯著。

表2 2017-2019年白鱔泥田不同施肥處理的稻谷產(chǎn)量

3年中稻谷產(chǎn)量BMP處理較CK處理增產(chǎn)率保持在10%以上，而KF處理較CK處理增產(chǎn)率呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明稻草還田有利于穩(wěn)定稻谷產(chǎn)量。

3年中各處理稻谷產(chǎn)量均是地表徑流氮磷流失量相對(duì)較低的2017年高于相對(duì)較高的2018年和2019年，說(shuō)明地表徑流氮磷流失量越多稻谷產(chǎn)量越低。

3 小結(jié)

通過(guò)2017～2019年對(duì)安順市西秀區(qū)典型水稻土白鱔泥田一季中稻模式下不同施肥處理的地表徑流氮磷流失量與稻谷產(chǎn)量差異分析顯示：地表徑流氮磷流失量年際間差異較大，氮流失形態(tài)是硝態(tài)氮高于銨態(tài)氮，可溶性磷占總磷的比例年度間差異也較大；3年平均氮磷流失總量是667 m2施尿素15 kg+鈣鎂磷肥30 kg+氯化鉀4.5 kg處理(CK)>尿素12.5 kg+鈣鎂磷肥20 kg+氯化鉀8 kg處理(KF)>尿素12.5 kg+鈣鎂磷肥20 kg+氯化鉀8 kg+稻草100%粉碎還田處理(BMP)，但處理間差異不顯著；各處理稻谷產(chǎn)量年際間差異不大，但呈隨地表徑流氮磷流失量增加而下降趨勢(shì)，3年平均是CK