施肥与耕作对南方双季稻田和萝卜—花生旱坡地氮磷流失的影响

论文摘要

内容摘要：为减少农田养分流失导致的水体富营养化,本试验由两部分组成。部分针对南方红壤稻田设计4个处理：冬闲-稻-稻（水稻不施肥）,紫云英-稻-稻（早稻单施紫云英绿肥,晚稻不施肥）,紫云英-稻-稻（早稻紫云英和化肥配施,晚稻不施肥）,冬闲-稻-稻（水稻常规施化肥）研究了利用冬季休闲茬口种植绿肥作为有机肥源翻压对田面水养分浓度、不同层次土壤养分含量及水稻产量的影响；一部分针对南方红壤旱地设计5个处理：不施肥+顺坡耕作（CK）,常规施肥+顺坡耕作（CA）,优化施肥+顺坡耕作（OA）,优化施肥+横坡垄作（OH）,优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖（OHB）研究了不同施肥量及耕作方式对作物养分利用率及径流的影响。研究结果如下：1.稻田田面水中N、P浓度与稻田养分径流损失密切相关,本试验采用不同肥料种类研究了稻田田面水养分浓度变化。结果表明：TN、NH4+-N浓度最高值处理3和处理4都出现在施肥（基肥、分蘖肥、穗肥）后第1天,三次施肥后TN浓度最大值处理3分别为84.60 mg/l、26.87 mg/l、56.0 mg/l处理4分别为116.78 mg/l、40.0 mg/l、62.7 mg/1,之后迅速下降,施肥后第9天TN浓度处理3分别下降为2.2 mg/l、3.63 mg/l和5.34 mg/1,处理4分别下降为1.40 mg/l、4.27 mg/l、8.13 mg/l,因此施肥后10天内为控制径流损失的关键时期；基肥施入后第一天TP和STP浓度处理3和处理4分别达到最高值,TP和STP浓度处理3分别为2.58mg/1和1.76 mg/1,处理4分别为2.89 mg/l和2.16 mg/l,且分别差异显著,之后迅速下降,田面水养分浓度与施肥量密切相关；稻田田面水氮素主要以TN和NH4+-N损失为主。2.试验研究了不同肥料种类对稻田不同层次土壤养分含量的影响,结果表明：紫云英苗期和紫云英盛花期,各处理间不同土层总氮含量差异不显著,早稻收获期,单施紫云英处理总氮含量（除0-20 cm外）始终显著高于单施化肥处理；不同处理不同层次土壤铵态氮与总氮变化趋势相似；紫云英苗期和紫云英盛花期,不同层次土壤各处理间硝态氮含量均差异显著,化肥处理最高,其次为紫云英处理,对照处理最低；紫云英苗期,单施紫云英小区不同土层有效磷含量要高于单施化肥小区,在紫云英盛花期则相反,早稻收获期,0-20 cm和20-40 cm土层单施紫云英小区高于单施化肥小区,其余层次则相反。3.试验研究了不同肥料种类对水稻养分吸收量及产量的影响,结果表明：早稻处理3和处理4在施氮和施磷总量相当的情况下,氮、磷吸收量没有显著差异,处理3早稻桔秆和稻谷氮、磷吸收量分别为20 kg/hm2、49 kg/hm2和3 kg/hm2、11 kg/hm2处理4早稻秸秆和稻谷氮、磷吸收量分别为17 kg/hm2、50 kg/hm2和2 kg/hm2和11kg/hm2;同时,早稻秸秆和稻谷产量均没有明显差异,秸秆产量分别为2880 kg/hm2和2872 kg/hm2,稻谷产量为5473 kg/hm2和5813 kg/hm2。晚稻秸秆和稻谷氮素吸收量处理1、处理2和处理3没有显著差异,秸秆氮素吸收量为11～12 kg/hm2,稻谷氮素吸收量为32～36 kg/hm2;与氮素吸收量不同,晚稻磷素吸收量处理3秸秆和稻谷分别为5 kg/hm2和14 kg/hm2,要略高于处理1和处理2的2 kg/hm2和8～9 kg/hm2。晚稻只有施化肥处理才达到正常产量水平,秸秆为2350 kg/hm2,稻谷为5208 kg/hm2。因此,在不影响水稻产量的同时,施入适当有机肥而减少化肥用量,可以减少环境风险。4.试验研究了不同施肥量及不同耕作方式对南方红壤旱坡地作物养分利用率及地表径流的影响,结果表明：萝卜优化施肥（减氮增钾）和花生优化施肥（减氮增磷）,作物对氮磷养分吸收量均不会减少,同时提高了氮素养分利用率,萝卜提高15%,花生提高3.3%,优化施肥对磷素利用率没有影响且利用率较低,萝卜为8.55%-8.73%,花生为2.47%-2.63%。花生垄作氮肥利用率提高12.15%-12.77%,磷肥利用率提高了1.24%-1.28%；同时期的径流量与降雨量呈显著正相关,相关系数达0.86；垄作使径流总量降低0.43×105L.hm-2,垄作+秸秆覆盖比单纯垄作径流总量降低0.14×105L.hm-2；径流水中总氮、总磷浓度处理间差异不显著,但可溶性养分（硝态氮、铵态氮、可溶性总磷）后期有所不同,不同时期径流水中养分浓度变化较大,主要与施肥、农事活动及降水养分浓度有关；径流水氮磷养分流失总量与施肥量呈正比；旱地土壤氮素主要以泥沙结合态流失,硝态氮是可溶性无机氮流失的主要形态,占总氮的10.53-12.48%,铵态氮次之,占总氮的6.19-8.33%,磷素也以泥沙结合态流失为主,可溶性总磷占总磷的29.38-40.74%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 我国水体富营养化现状
• 2 水体富营养化的原因
• 3 水体富营养化的危害
• 4 农田氮磷养分流失形态及规律
• 4.1 水田氮磷养分径流流失形态及规律
• 4.2 旱坡地氮磷养分径流流失形态及规律
• 5 影响农田氮磷径流流失的因素
• 5.1 利用方式
• 5.2 施肥量、肥料结构及施肥方式
• 5.3 植被覆盖度
• 5.4 耕作方式
• 5.5 降雨特征
• 6 国内外研究进展
• 6.1 对绿肥的研究进展
• 6.2 对于旱坡地水土保持措施的研究进展
• 第二章 研究意义与方法
• 1 研究目的和意义
• 2 研究内容及预期结果
• 2.1 研究内容
• 2.2 预期成果
• 3 技术路线
• 第三章 绿肥对南方双季稻田氮磷移动的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验点概况
• 1.2 试验设计
• 1.3 样品采集与制备
• 1.4 测定指标和方法
• 2 结果与分析
• 2.1 绿肥翻压利用对稻田田面水养分含量的影响
• 2.2 绿肥翻压利用对不同层次土壤养分含量的影响
• 2.3 绿肥翻压利用对水稻养分吸收及产量的影响
• 3 结论
• 4 创新点
• 第四章 施肥与耕作对萝卜-花生旱坡地氮磷流失的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验点概况
• 1.2 试验设计
• 1.3 样品采集与制备
• 1.4 测定方法
• 1.5 计算方法
• 2 结果与分析
• 2.1 施肥与耕作对作物养分吸收利用影响
• 2.2 施肥与耕作对地表径流的影响
• 2.3 不同时期径流水中养分浓度变化
• 2.4 施肥与耕作对养分流失总量的影响
• 3 结论
• 4 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间论文发表情况