施肥对雷竹林土壤下渗水氮磷含量及土壤养分的影响

论文摘要

雷竹（Phyllostachys praecox）属于禾本科竹亚科刚竹属,是我国优良的笋用竹。自20世纪80年代以来,雷竹早产高效栽培技术得到了广泛应用。虽然该项技术在短期内提高了竹农的经济效益,但近几年来也逐渐暴露出了林地土壤酸化,养分过量积累,竹笋硝酸盐含量严重超标及产区水体污染等生态环境问题。针对以上问题,本文通过面上调查、在样地埋设下渗水收集装置以及肥料定位试验等方法,研究了集约经营模式下雷竹林土壤磷素的积累特征及流失风险,得出了土壤磷素淋失的临界值;探讨了不同施肥模式与雷竹林土壤氮磷的淋失负荷、土壤养分残留状况、肥料利用率以及产量的关系,为了解优化施肥对减少面源污染的作用提供科学依据。主要研究结果如下:（1）为了解集约经营雷竹林土壤磷素状况及流失风险,从浙江省临安市太湖源镇10块典型的雷竹林地采集土壤样品。通过化学分析方法及利用Langmuir等温方程,对雷竹林土壤的流失阈值及流失潜能进行了探讨。结果表明:10块雷竹林地的土壤有效磷质量分数平均为169.25 mg·kg-1。用Langmuir等温方程来拟合,相关性达到极显著水平（p<0.01）。所有调查样地土壤的磷零点吸附平衡质量浓度(C0EP)值远远超过了0.02 mg·L-1;磷吸附饱和度(DPS)平均值为46.18%,最高的达82.94%,有7块样地的DPS值明显高出临界值（25.00%）。土壤有效磷与CaCl2-P呈极显著线性相关（p<0.01）,雷竹林土壤发生磷素流失的有效磷“阈值”为52.52 mg·kg-1,有9块样地的有效磷质量分数超过了此阈值,最高的达到该“阈值”的5.45倍。通过Langmuir方程,求得雷竹林土壤的标准需磷量为8.14-64.66 kg·hm-2,平均为27.41 kg·hm-2。（2）为明确养分管理对雷竹林氮、磷渗漏流失的影响,设置了5种施肥处理,利用土壤下渗水收集器,在自然降雨条件下对不同施肥雷竹林氮磷下渗淋失特征进行研究。结果表明:降雨量与土壤下渗水量呈显著的正相关关系（p<0.05）。随着施肥量的增加,土壤下渗水中TP和TN的浓度均增加。不同施肥处理下渗水中TN平均浓度在24.53-79.19 mg·L-1之间,TP平均浓度介于1.81-3.88 mg·L-1之间。DON是下渗水中DN的主要形态,平均占DN的75.13%;磷素淋失以DP形式为主,5种施肥处理下渗水中DP占TP平均浓度的64.69%-72.10%。整个试验过程,各施肥处理雷竹林氮、磷累计淋失负荷分别在64.76-180.03 kg·hm-2和4.63-8.78 kg·hm-2之间,以常规施肥处理的氮、磷淋失负荷最高,分别占施氮量和施磷量的36.7%和11.1%,专用复合肥处理的氮、磷渗漏流失负荷分别较常规施肥减少31.6%和41.0%,专用复合肥的推广,可以减少农业面源污染,减少流入太湖的氮磷营养盐。（3）于2009年,在浙江省临安市的雷竹林中进行田间试验,以比较对照（不施肥）、常规施肥、缓释肥、竹笋专用肥和微生物肥对雷竹林土壤肥力质量、养分利用率和竹笋产量的影响。结果表明,雷竹林因施肥引起的土壤速效氮磷钾含量的过量积累和土壤酸化的程度按以下次序递减:常规施肥>专用复合肥≈缓释肥>微生物肥。常规施肥的肥料农学利用率最低,氮、磷和钾农学利用率分别为鲜笋4.7 kg·kg-1、23.6 kg·kg-1和14.2 kg·kg-1。与常规施肥处理相比,专用复合肥和缓释肥2个处理的氮、磷、钾农学利用率分别提高40.4%-53.2%、50.8%-90.7%和35.5%-39.5%,而微生物肥处理则分别提高38.9倍、67.8%和2.0倍。与对照相比,常规施肥处理的竹笋产量和经济效益分别提高了29.6%和14.3%,而专用复合肥、缓释肥、微生物肥3个处理的竹笋产量和经济效益分别提高了27.5%-29.0%和14.6%-17.8%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 施肥与农业面源污染研究进展
• 1.1.1 施肥对氮磷养分流失的影响研究进展
• 1.1.2 施肥对土壤肥力质量的影响研究进展
• 1.2 雷竹林集约经营技术与林地土壤养分研究进展
• 1.2.1 雷竹林集约经营技术研究进展
• 1.2.2 集约经营对雷竹笋产量及品质的影响研究进展
• 1.2.3 集约经营对雷竹林土壤养分及产区水体污染的影响研究进展
• 2 研究背景与研究思路
• 2.1 研究背景
• 2.2 研究思路
• 2.3 研究内容
• 2.4 技术路线
• 3 研究内容
• 3.1 集约经营雷竹林土壤磷素状况及流失潜能
• 3.1.1 试验设计
• 3.1.1.1 采样区概况
• 3.1.1.2 土样采集及分析方法
• 3.1.1.3 等温吸附试验
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.2.1 集约经营雷竹林土壤磷素积累特征
• 3.1.2.2 集约经营雷竹林土壤磷素等温吸附特征
• 3.1.2.3 集约经营雷竹林土壤磷素流失潜能分析
• 3.1.3 结论
• 3.2 养分管理对雷竹林土壤氮、磷渗漏淋失的影响
• 3.2.1 材料与方法
• 3.2.1.1 试验区概况
• 3.2.1.2 试验设计
• 3.2.1.3 采样与分析方法
• 3.2.2 结果分析与讨论
• 3.2.2.1 降雨与土壤下渗水量相关分析
• 3.2.2.2 不同施肥雷竹林土壤下渗水氮素浓度的动态变化
• 3.2.2.3 不同施肥雷竹林下渗水中氮素形态特征
• 3.2.2.4 不同施肥雷竹林土壤下渗水磷素浓度的动态变化
• 3.2.2.5 不同施肥雷竹林下渗水中磷素形态的特征
• 3.2.2.6 不同施肥雷竹林氮磷下渗淋失负荷
• 3.2.3 结论
• 3.3 不同施肥对雷竹林土壤肥力及肥料利用率的影响
• 3.3.1 材料与方法
• 3.3.1.1 试验区概况
• 3.3.1.2 试验设计
• 3.3.1.3 采样与分析方法
• 3.3.2 结果分析
• 3.3.2.1 不同施肥对雷竹林土壤肥力质量的影响
• 3.3.2.1.1 土壤pH
• 3.3.2.1.2 土壤有机质含量
• 3.3.2.1.3 土壤全氮和水解氮含量
• 3.3.2.1.4 土壤有效磷含量
• 3.3.2.1.5 土壤速效钾含量
• 3.3.2.2 不同施肥雷竹林竹笋产量及经济效益
• 3.3.2.3 不同施肥处理的雷竹肥料农学利用率的影响
• 3.3.3 结论与讨论
• 3.3.3.1 施肥对土壤肥力质量与环境质量的影响
• 3.3.3.2 施肥对雷竹养分农学利用率的影响
• 3.3.3.3 施肥对雷竹笋产量和经济效益的影响
• 3.4 结论与展望
• 3.4.1 主要结论
• 3.4.2 研究展望
• 参考文献
• 个人简介
• 硕士期间发表论文情况
• 致谢