人工模擬降雨條件下不同施肥對白菜地氮磷流失的影響

何敏秦，田春梅

（1.南澗縣住房和城鄉(xiāng)建設局，云南南澗 675700；2.大理大學農(nóng)學與生物科學學院，云南大理 671003）

隨著蔬菜需求量增加，農(nóng)民通過施用化肥提高產(chǎn)量，增加農(nóng)田氮磷流失量的同時也加劇了水體富營養(yǎng)化，破壞了生態(tài)環(huán)境。大理州以推進農(nóng)業(yè)結構調(diào)整為著力點，大力發(fā)展高原特色蔬菜產(chǎn)業(yè)并初具規(guī)模。農(nóng)民為了增收，大量使用化肥，致使洱海流域農(nóng)業(yè)面源污染嚴重。洱海流域農(nóng)業(yè)不同種植模式和不同種植類型均產(chǎn)生氮磷流失，土壤中氮磷溶質(zhì)從地下排水途徑中流失比重大，不同施肥模式導致的氮磷流失程度不同，如普燕爽對探討牛糞化肥最優(yōu)配比條件下不同輪作方式對稻田氮磷流失的影響，表明氮磷流失程度在不同施肥模式下存在一定差異，而優(yōu)化施肥和改進種植模式既能提高產(chǎn)量還可降低氮磷流失率。氮磷流失與降雨灌溉是密不可分的，如謝真越對農(nóng)田氮磷流失徑流研究表明了暴雨產(chǎn)生的徑流液中氮磷流失量與累積徑流量成正相關。不同降雨程度對氮磷流失以及水土保持都有一定的影響。探討不同施肥模式，在保證小白菜產(chǎn)量、品質(zhì)前提下減小環(huán)境污染和提高氮素利用率的可行性，在模擬人工降雨條件下，研究不同施肥模式對白菜地氮磷流失的影響，對比不同施肥方式氮磷流失量，為洱海流域農(nóng)業(yè)面源污染控制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤及材料

試驗在實驗室內(nèi)模擬自然菜地，采用大理農(nóng)田棕壤土，試驗種植蔬菜為小白菜（型號為春冬季168快菜），主要研究不同施肥條件對白菜地氮磷流失的影響。

1.2 試驗設計

設7種施肥方式：處理1為不施肥（CK），作為空白對照；處理2為常規(guī)尿素施肥（CF）；處理3為尿素減半施肥（施肥量為常規(guī)施肥的一半，CF1）；處理4為常規(guī)有機肥施肥（OF）；處理5為有機肥減半施肥（OF1）；處理6為尿素+有機肥混合常規(guī)施肥（CF+OF）；處理7為尿素+有機肥混合減半施肥（CF1+OF1）。

施肥方式采用一次性施肥，施肥量依據(jù)大理州當?shù)剞r(nóng)民種植習慣。

1.3 計算方法

試驗涉及監(jiān)測指標總氮（T N）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、可溶性總磷（DTP）均采用國標方法。人工降雨均勻度滿足《GB/T 50085-2007噴灌工程技術規(guī)范》規(guī)定的定噴式噴灌系統(tǒng)噴灌均勻系數(shù)不低于75%的要求。

2 結果與分析

2.1 不同施肥條件下氨氮的流失

氨氮作為可被植物直接吸收的氮，直接關系水體富營養(yǎng)化的程度。由圖1（a）可知，減少施肥量有利于減少氨氮的流失量，比較不同施肥方式，可知減半施肥能減少NH3-N流失，且NH3-N流失以地下滲流流失為主。由圖1（b）可看出，NH3-N流失率從大到小為：尿素施肥＞混合施肥＞有機施肥；常規(guī)施肥＞減半施肥，相對其他施肥方式有機減半施肥能降低NH3-N流失1.72%～31.19%，有機常規(guī)施肥可降低1.27%～30.74%，因此，采用有機施肥和減半施肥可有效減少氮磷流失。

圖1 不同施肥模式下NH3-N流失量及流失率變化圖

2.2 不同施肥條件下總氮流失

由圖2可知，施肥對水體富營養(yǎng)化貢獻很大，其中氮磷流失以地下滲流流失為主要方式。在不同施肥處理下不施加肥料的富營養(yǎng)貢獻最低，但為了增加產(chǎn)量，此項不符合實際生產(chǎn)需求，而除去不施肥處理，有機施肥的富營養(yǎng)貢獻最低，尿素施肥方式的富營養(yǎng)貢獻最高。相對其他施肥方式，有機常規(guī)施肥能減少TN流失9.00%～50.99%，有機減半施肥處理能有效減少TN流失13.19%～55.18%。而相對尿素施肥而言，混合常規(guī)施肥能減少TN流失36.15%～38.66%，混合減半施肥能減少TN流失39.48%～41.99%。因此在一定程度上有機施肥和混合施肥都能降低TN的流失，且有機施肥方式最佳。

圖2 不同施肥模式下TN流失量及流失率變化圖

2.3 不同施肥條件下總磷流失

由圖3可知，磷流失以地下滲流為主，且有機施肥和混合施肥磷流失量最大?；旌鲜┓柿魇首畲螅袡C施肥流失率最低。綜上所述，混合施肥可能是導致水體中磷元素增多的主要因素，與其他施肥方式綜合比較有機常規(guī)施肥可降低TP流失15.56%～17.56%，而有機減半施肥能有效降低TP流失22.23%～24.34%，能有效降低TP流失。

圖3 不同施肥模式下TP流失量及流失率變化圖

2.4 不同施肥條件下徑流可溶性總磷流失

由圖4（a）可看出，反映的變化與上述TP變化基本一致，此處就不多論述。由圖4（b）看出，徑流DTP的流失率：混合常規(guī)施肥＞尿素常規(guī)施肥＞尿素減半施肥＞混合減半施肥＞有機常規(guī)施肥＞有機減半施肥，與TP流失率相比，混合減半施肥中DTP有明顯下降，在一定程度上降低了混合施肥處理對水環(huán)境磷元素的貢獻率，而有機施肥處理與上述一致能有效減少磷元素的流失。

圖4 不同施肥模式下DTP流失量及流失率變化圖

3 結 論

通過探討人工降雨條件下不同施肥處理對白菜地氮磷流失的影響，得出以下結論：

（1）施肥導致氮磷流失是增大水體中氮磷含量的重要因素，結果顯示，使用尿素常規(guī)施肥時，徑流液中NH3-N和TN流失率高達61.05%和65.53%，尿素減半施肥NH3-N和TN流失率也高達60.94%和63.02%，因此使用尿素對水體富營養(yǎng)化中氮元素的貢獻很大。

（2）混合常規(guī)施肥對水體富營養(yǎng)化中磷元素的貢獻也很大，其中混合常規(guī)施肥TP和DTP流失率高達50.51%和56.65%，減半施肥在一定程度上能降低磷元素流失的2%～18.4%。

（3）有機施肥是減少氮磷流失的有效手段。針對NH3-N、TN、TP、DTP流失率有機常規(guī)施肥可分別降低1.17%～28.76%、8.69%～50.94%、15.56%～17.56%、24.43%～32.22%；有機減半施肥分別可降低1.71%～29.3%、13.06%～55.31%、22.34%～24.34%、35.41%～38.1%。

針對此研究結果，為了高效施肥，減少氮磷流失，控制水體富營養(yǎng)化，盡量減少化肥（尿素）施用，多選用有機肥，同時合理優(yōu)化肥料用量，適當減少肥料用量能在一定程度上降低氮磷元素流失。

試驗168快菜

模擬試驗環(huán)境