论文部分内容阅读
随着磷肥施用的逐年增加,磷素在农田土壤中积累富集的现象日益严重,而磷素流失(径流和淋溶)已经成为水体富营养化的重要来源。通过野外调查和室内恒温培养,研究了不同利用方式(旱地、水田)典型土壤(红壤、潮土和紫色土)磷素形态及含量、土壤磷素的吸附-解吸机制及影响因素、不同土壤磷素的淋失特性、不同生态拦截方式对磷素地表径流的影响,得出以下结论：(1)母质类型及利用方式均对土壤磷素分布特征有明显影响。不同土壤中磷素形态、含量和剖面分布有明显差异：磷素含量由高到低依次为潮土>红壤>紫色土；红壤发育的土壤以磷酸铝和磷酸铁占优势,潮土和紫色土的Ca-P含量占优势较高。土壤磷素在剖面中的分布均为表层(0-20cm)最高,且随剖面深度的增加而减少,而后趋于相对稳定；无机磷中的Al-P、Fe-P以及O-P主要集中在0～20cm的土层中,其剖面分布于全磷类似,而Ca-P剖面分布上相对变化不大。土地利用方式的不同导致全磷的差异：水田均大于旱地。土壤类型及利用方式均对磷素含量和形态特征有明显影响,应根据不同的土壤类型和利用方式控制其流失风险。(2)不同利用方式土壤P吸附解吸特性差别较大。土壤对磷的吸附解吸过程是分阶段进行的,用Langmuir方程拟合程度比Freundlich方程高,相关系数均在0.90以上；从最大吸附量(Qm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)三项吸附参数综合考虑,旱地对P的吸附无论在强度还是容量方面均大于同母质的水田土壤；解吸率随着吸附量的增加而增大,其大小为旱地<水田。Qm与<0.02mm粘粒及无定形铁含量呈正相关,相关系数分别为0.953和0.938。不同利用方式土壤P吸附解吸特性差别较大,针对不同土壤应采取不同的磷素管理措施以实现作物增产和保护环境的双重效益。(3)6种供试土壤样品的磷素淋失临界值差别较大,波动范围为9.854-65.372mg·kg-1。土壤磷素的淋失过程是分阶段进行的,其曲线均存在临界点,随着淋洗液P浓度的增加,淋失液中的P浓度也在增加。淋失风险大小依次为：潮土旱地(Soil15)>花岗岩红壤旱地(Soil29)>红壤旱地(Soil1)>潮土水田(Soil22)>紫色土水田(Soil37)>紫色土旱地(Soil30)。淋失临界值与Olsen-P、Fe-P和Al-P含量呈明显的负相关,相关系数分别为-0.950、-0.834和-0.897。(4)壤磷素径流流失以泥沙携带为主,影响磷素径流流失的因素有土壤母质、降雨量及施肥情况。不同母质及利用方式土壤磷素含量及形态、泥沙流失量差别较大,采用生态拦截技术可减少磷素流失。相对于常规施肥(Ⅰ),Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ都有效地降低了磷素的流失,流失量分别减少了29.7%、35.9%和26.6%。Ⅲ处理方式(覆盖稻草)效果最佳,但它也明显增加了水溶性磷的流失量。因此,评价生态拦截技术对磷的拦截综合效果,还需进行更多的野外试验。(5)磷素从土壤中解吸出来进入水体必须要有磷源和流失途径这两个要素的参与,应在这两个方面提出对策。磷源上,根据不同土壤及利用方式条件下的标准施磷量进行合理施肥,注重有机肥和无机肥的合理搭配。同时改变耕作条件,提高土壤积累的磷素的活性,减少磷肥的施加量；在流失途径上,采用缓冲带、湿地和水塘等生态拦截措施,控制土壤泥沙和磷素由农田系统向水体的迁移。生态拦截处理方式能有效地减少径流中泥沙流失量,从而大大降低了土壤磷素径流流失的浓度和流失量。