洞庭湖湖垸旱地土壤氮磷迁移与生态阻控技术研究

论文摘要

过量施肥导致的农田土壤氮磷的富集和迁移是农业面源污染的重要来源。本研究以湖南省华容县洞庭湖区湖垸旱地土壤为研究对象,采用田间小区试验原位观测的方法,通过设置减量施肥、缓控释肥、生态拦截措施等田间试验,连续两年（2009-2010）研究了氮磷调控和生态拦截措施对棉花生长发育、籽棉产量、肥料利用率以及土壤中氮磷迁移特征的影响。研究结果表明:（1）与常规施肥相比,减量施肥不同程度地降低棉花株高、减少棉花蕾数、果枝长度,而增加花铃期铃数和吐絮初期的成熟铃数;NP减量10%-30%棉花产量会降低3.4%-7.0%,但上述各指标统计差异均不显著（P>0.05）。常规施肥处理地表径流中磷含量较高,范围值0.06-0.14 mg/L,其形态主要以无机磷为主;土壤溶液中总氮含量在12.13-51.99 mg/L之间,远远超过减量30%和不施肥处理。减量施肥可显著降低硝态氮、有机氮、有机磷的流失,而对铵态氮以及无机磷的影响不明显。因此,在目前土壤肥力水平下NP减量10%-30%对棉花生育性状及产量无显著影响,同时可以有效控制农田氮磷的迁移与流失。（2）不同缓控释肥处理之间比较,普通化肥肥效主要表现在棉花生育前期,显著增加棉花果枝长度、果枝数和熟桃数,但是对棉花产量无显著影响。化肥处理的地表径流中硝态氮含量最高为2.19 mg/L,各缓控释肥处理硝态氮含量范围在0.82-1.62 mg/L;专用控释肥可以不同程度地增加棉花产量,其中分次施用两年增产幅度分别为5.0%和18.6%,而一次全施的两年产量增幅分别为2.8%和15.8%。其中一次全施在地表径流中总氮、总磷含量分别为5.16mg/L和0.08 mg/L,而分施总氮、总磷含量分别为4.49 mg/L和0.06mg/L,专分施效果优于专全施。相比于化肥施用,缓控释肥肥效释放规律与作物养分吸收基本同步,能够促进棉花生长,养分缓慢释放也可以在一定条件下减缓氮磷养分流失的风险。（3）与常规耕作管理措施相比,在棉田中采用秸秆覆盖、免耕和适当间作牧草等生态阻控技术措施对棉花株高、果枝长度、棉桃数量等生长发育特征无显著影响。间作牧草和秸秆覆盖有轻微增产作用,并且均可增加0-50cm土壤水分的含量;间作矮象草对地表径流氮磷的迁移有较明显的拦截作用,较常规管理降低11.7-28.7%;免耕对氮磷的迁移无显著影响。间作牧草是实现棉田氮磷生态拦截最有效的措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 农业面源污染特征与机理
• 1.2.2 土壤氮磷流失和迁移
• 1.2.3 农业面源污染的控制技术
• 1.2.4 目前研究存在的主要问题
• 2 研究目标、内容与方法
• 2.1 研究目标
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 技术路线
• 2.3.2 研究区域概况
• 2.3.3 试验设计
• 2.3.4 试验实施
• 2.3.5 观测内容与样品采集
• 2.3.6 测定项目与方法
• 2.4 数据处理与统计分析
• 3 棉花油菜轮作制减量施肥、氮磷利用与迁移特征
• 3.1 减量施肥对棉花生育性状的影响
• 3.1.1 棉花花铃期性状调查
• 3.1.2 棉花吐絮初期性状调查
• 3.2 减量施肥对棉花产量及肥料利用率的影响
• 3.2.1 减量施肥对棉花产量的影响
• 3.2.2 减量施肥对棉田肥料利用率的影响
• 3.3 减量施肥对氮磷迁移的影响
• 3.3.1 减量施肥对土壤氮磷淋失的影响
• 3.3.2 减量施肥对地表径流中氮磷流失的影响
• 3.3.3 减量施肥对地下水中氮磷含量的影响
• 3.4 本章小结
• 4 缓控释肥减氮减磷试验研究
• 4.1 不同缓控释肥下棉花生育性状比较
• 4.2 不同缓控释肥棉花产量与肥料利用率的比较
• 4.2.1 不同缓控释肥对棉花产量的影响
• 4.2.2 不同缓控释肥的肥料利用率比较
• 4.3 不同缓控释肥条件下的氮磷流失特征
• 4.3.1 氮素在地表径流中的流失特征
• 4.3.2 磷素在地表径流中的流失特征
• 4.4 本章小结
• 5 湖垸旱地氮磷流失生态拦截技术研究
• 5.1 不同生态拦截措施对棉花生育性状的影响
• 5.1.1 棉花花铃期性状调查
• 5.1.2 棉花吐絮初期性状调查
• 5.2 不同生态拦截措施对土壤水分含量的影响
• 5.3 不同生态拦截措施对棉花产量与肥料利用率的影响
• 5.4 不同生态拦截措施对氮磷流失的影响
• 5.4.1 地表径流中氮素流失特征
• 5.4.2 地表径流中磷素流失特征
• 5.5 本章小结
• 6 主要结论与创新点
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 本研究的不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果