秸稈和土壤耕作氮磷動態(tài)效應(yīng)研究及其流失風(fēng)險評價.pdf

1、我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸稈是自然界中數(shù)量極其豐富的資源，我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達(dá)7億噸之多，目前秸稈資源的利用中存在利用率和利用效率低的問題，造成了天然資源的巨大浪費(fèi)與環(huán)境污染。同時，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，尤其近年來氮磷肥的過量使用，通過降雨徑流及排水徑流流失的化肥N、P已成為影響水體環(huán)境的一個重要農(nóng)業(yè)面源污染源，造成水體的嚴(yán)重富營養(yǎng)化。 本實驗分別于2005-2006年在江蘇南通和南京進(jìn)行，采用大田實驗研究了秸稈和土壤耕作對

2、直播稻田土壤理化性質(zhì)和產(chǎn)量的影響，采用盆栽模擬實驗研究秸稈和土壤耕作稻田土壤和水層氮磷動態(tài)效應(yīng)，為實現(xiàn)作物可持續(xù)高產(chǎn)、高效、安全提供科學(xué)依據(jù)；為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供理論參考。 主要結(jié)論如下： 1、秸稈和土壤耕作下土壤理化性質(zhì)和產(chǎn)量研究 秸稈還田顯著降低土壤容重、增大土壤總孔隙度、非毛管孔隙度，對毛管孔隙度的影響相對較小，連續(xù)兩年秸稈還田土壤容重降低了2.27-4.45％，土壤總孔隙度和非毛管

3、孔隙度分別增加了1.39-6.49％、22.77-54.76％；秸稈還田顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)含量、全氮含量和速效磷含量，連續(xù)兩年秸稈還田分別提高了11.52-17.47％、2.83-7.21％和12.9-31.6％,同時促進(jìn)土壤速效鉀含量的增加；秸稈還田對水稻有效穗數(shù)的增加、結(jié)實率和千粒重的提高具有促進(jìn)作用，有利于增加產(chǎn)量，但不利于穩(wěn)粒數(shù)的增加，差異性不顯著。 土壤耕作方式顯著影響土壤物理性質(zhì)的垂直差異性，土壤耕作深度越深，影響越

4、顯著，同時顯著影響化學(xué)性質(zhì)的垂直分布，免耕使土壤營養(yǎng)表層富集，深翻耕促使不同土層之間的平均化，連續(xù)兩年深翻耕、連續(xù)兩年淺翻耕和連續(xù)兩年旋耕處理可以提高有效穗數(shù)、結(jié)實率和千粒重，對產(chǎn)量具有促進(jìn)作用，連續(xù)兩年免耕處理有利于穗粒數(shù)的提高。 第一年深翻耕第二年免耕處理(DN和DNs)顯著增加土壤毛管孔隙度，深翻耕對容重、總孔隙度和非毛管孔隙度的影響至少保持兩年，同時削弱了深翻耕對土壤化學(xué)性質(zhì)的影響，但深翻耕的影響仍較為顯著，對產(chǎn)量的影響

5、居于連續(xù)兩年免耕和連續(xù)兩年深翻耕之間。 2、秸稈和土壤耕作土壤氮磷動態(tài)效應(yīng)研究 秸稈顯著增加土壤全氮含量，同時增強(qiáng)土壤對氮素的吸收和固定；有秸稈處理中，土壤耕作方式主要通過影響秸稈的垂直分布，對土壤全氮含量動態(tài)具有明顯的影響，無秸稈處理中，土壤耕作方式主要通過影響基肥的垂直分布對不同土層的全氮含量產(chǎn)生影響；基肥氮素主要被主要分布層土壤吸收固定，分蘗肥氮素43.08-69.06％被0-7cm土層吸收固定；施用分蘗肥后，0-

6、21cm土壤全氮含量第2天達(dá)到最大值，第7天土壤全氮含量低于施肥前水平。施用分蘗肥之前，有秸稈處理具有較低的土壤速效磷含量，秸稈顯著增強(qiáng)追肥后土壤對磷的吸收，秸稈分布在0-7cm土層最為明顯；施用追肥后，有秸稈處理土壤速效磷含量增加量明顯大于無秸稈處理，但有秸稈處理土壤速效磷含量下降較快，追肥15天以后有秸稈處理又具有較低的土壤速效磷含量；基肥磷主要被主要分布層土壤吸收，土壤耕作方式通過影響基肥的施用深度，顯著影響速效磷的垂直分布；追肥

7、磷60.56-69.38％被0-7cm土層吸收固定，施用追肥對0-7cm土層土壤速效磷含量的影響最為顯著；施用追肥后，土壤速效磷含量大部分處理和土層第2天達(dá)到最大值。 3、秸稈和土壤耕作水層氮磷動態(tài)效應(yīng)及其流失幾率評價 施肥后0-7天是N、P流失的關(guān)鍵時期，秸稈可以顯著降低施肥初期稻田全氮、全磷、氨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量，基肥、分蘗肥和穗肥施用后1-7天，有秸稈各處理水層全氮含量比無秸稈各處理平均降低37.48％、28.17％

8、和23.39％；施用基肥和分蘗肥后1-7天，有秸稈各處理水層全磷含量比無秸稈各處理平均降低106.10％和194.50％；施用分蘗肥后7天內(nèi)有秸稈處理免耕、旋耕、淺翻耕和深翻耕稻田水氨態(tài)氮含量分別比無秸稈處理低8.74％、27.55％、15.10％和19.98％，硝態(tài)氮含量分別降低56.04％、42.59％、44.66％和30.43％。土壤耕作方式對稻田水層全氮和全磷含量產(chǎn)生較為明顯的影響，基肥后耕作深度對水層全氮、全磷含量的影響占主導(dǎo)

9、因素，水層全氮、全磷含量與耕作深度呈負(fù)相關(guān)；瑚巴后秸稈的分布對水層全氮、全磷含量的影響占主導(dǎo)因素，秸稈掩埋的越深對水層全氮全磷含量的影響越小。施肥后7天內(nèi)水層全氮含量的可用一級反應(yīng)方程(y=C<,0>×e<'-kt>)進(jìn)行擬合表征，水層全磷含量符合乘冪方程(y=C<,0>×t<'-k>)，擬合結(jié)果均達(dá)到極顯著水平，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建出施肥7天N、P流失幾率評價模型，氮流失量(kg-ha<'-1>)=∑(c0×e<'-kt>)×AR×10<'

10、-2> t∈[1，7]，磷流失量(kg·ha<'-1>)=∑(C0×t<'-k>)×AR×10<'-2> t∈[1，7]； N、P流失對環(huán)境的影響系數(shù)分別采用0.17和0.83，對不同處理進(jìn)行評價，可以得出從N、P流失對環(huán)境的影響角度，有秸稈處理N、P流失對環(huán)境污染的影響比無秸稈處理減少42.25％(Ns)、41.82％(Rs)、43.12％(Ls)、38.31％(Ds)；淺翻耕+秸稈處理對環(huán)境N、P污染的影響最小，是較為理想的處理組合