不同施肥類型及耕作方式下紫色土坡耕地徑流氮、磷流失研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化的是當今世界水環(huán)境最嚴重的問題之一。水體富營養(yǎng)化的發(fā)生與農(nóng)田土壤中的氮、磷流失有密切關系。紫色土作為三峽庫區(qū)主要土壤類型，具有發(fā)育程度淺，極易被侵蝕的特點，土壤氮、磷流失嚴重，這加重了三峽庫區(qū)水體富營養(yǎng)化的風險。為明確不同施肥類型及耕作方式下紫色土坡耕地徑流氮、磷流失特征，本文在15°坡耕地上開展原位模擬人工降雨試驗，以順坡耕作單施化肥（T1）為對照，研究順坡耕作化肥配施有機肥（T2）及橫坡壟作單施化肥（T3）在不同雨強下的

2、坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙及氮、磷養(yǎng)分流失規(guī)律，主要得到以下結論：
　?。?）相同雨強下，T2及T3的開始產(chǎn)流時間和開始產(chǎn)流降雨量均大于T1，化肥配施有機肥及橫坡壟作均有延遲坡耕地徑流的效果；開始產(chǎn)流時的降雨量隨雨強增大而減小。相對于順坡耕作單施化肥，化肥配施有機肥及橫坡壟作均可以減小徑流率，并增大入滲率；相對于 T1，T2在60 mm?h-1雨強下可減少徑流系數(shù)34.62％，并提高穩(wěn)定入滲率30.91%，在90 mm?h-1雨強下分別為21

3、.18%和34.91%，120 mm?h-1雨強下則分別為42.77%和79.66%；T3在60 mm?h-1雨強下可減少徑流系數(shù)60.17%，并提高穩(wěn)定入滲率62.13%，在90 mm?h-1雨強下分別為42.46%和38.16%，120 mm?h-1雨強下則分別為30.06%和47.63%。這說明隨著雨強增大，化肥配施有機肥控制徑流的效果先降低后增大，而橫坡壟作控制效果減弱。隨著雨強的增加，T1、T2、T3三個處理平均徑流率均隨雨強

4、增大而增大，平均徑流率與雨強呈線性關系（y=ax+b，a>0，b<0）。隨著產(chǎn)流過程的進行，徑流率逐漸增大，直至趨于穩(wěn)定或略有波動，相同雨強條件下，T1徑流率最大，不同處理徑流率與產(chǎn)流時間呈對數(shù)函數(shù)關系（y=aln(x)+b，a>0）。
　?。?）T1與T2含沙量隨時間推移表現(xiàn)出先迅速增大至峰值后逐漸減小，并在產(chǎn)流后期趨于穩(wěn)定。相同雨強下，與T1相比，T2及T3可以減小平均含沙量和產(chǎn)沙輸出速率。雨強增大后化肥配施有機肥減沙效果增強

5、，而橫坡壟作減沙效果隨雨強增大先增大后減小。隨著雨強的增加，T1、T2、T3三個處理產(chǎn)沙輸出速率均隨雨強增大而增大，產(chǎn)沙輸出速率與雨強呈線性關系（y=ax+b，a>0，b<0）。降雨過程中，時段產(chǎn)沙量與時段徑流量呈冪函數(shù)關系（y=axb，a>0，b>0），累積產(chǎn)沙量與累積徑流量呈線性關系（y=ax+b，a>0）。
　　（3）徑流總氮（TN）、可溶性總氮（TDN）、硝態(tài)氮（NO3--N）、總磷（TP）、可溶性總磷（TDP）濃度在產(chǎn)流

6、過程中變化規(guī)律相似。產(chǎn)流初期徑流養(yǎng)分迅速增加到峰值，其后隨著產(chǎn)流歷時的推移逐漸趨于穩(wěn)定，銨態(tài)氮（NH4+-N）濃度在產(chǎn)流初期迅速降低，其后緩慢趨于穩(wěn)定。徑流養(yǎng)分達到峰值后的變化與產(chǎn)流歷時呈冪函數(shù)關系。徑流養(yǎng)分濃度隨著雨強的增大也有所增大，峰值出現(xiàn)的時間也會相應提前。
　　相對于單施化肥T1，化肥配施有機肥T2在60 mm?h-1雨強情況下可以減少徑流中各形態(tài)氮的濃度，減少TN、TDN、NO3--N、NH4+-N濃度分別為33.63

7、%、33.78%、21.45%和53.40%；90 mm?h-1雨強條件下可以減少 NO3--N、NH4+-N濃度分別為18.04%和45.77%，TN濃度有所增加，TDN濃度差異不大；120 mm?h-1雨強條件下TN濃度有所增加，TDN、NO3--N、NH4+-N濃度差異不大。相對于順坡耕作T1，橫坡壟作T3在60 mm?h-1雨強情況下可以削減徑流中TN、TDN、NO3--N濃度的30.67%、22.59%和11.28%，NH4+

8、-N濃度反而有所升高；90 mm?h-1雨強條件下可以減少TN、TDN、NH4+-N濃度分別為18.06%、16.91%和78.04%，NO3--N濃度差異不大；120 mm?h-1雨強條件下各形態(tài)氮濃度差異不大。相對于單施化肥T1，化肥配施有機肥T2在60 mm?h-1雨強情況下可以減少TP和TDP濃度分別為23.37%和37.51%，90 mm?h-1雨強情況下可以減少TDP濃度37.56%，TP濃度反而增大，120 mm?h-1雨

9、強情況下TP濃度有所增大。相對于順坡耕作T1，橫坡壟作T3在60 mm?h-1和90 mm?h-1雨強條件下可以削減TP濃度的45.65%和34.53%，削減 TDP濃度的25.34%和12.51%，120 mm?h-1雨強條件下可以削減 TP濃度20.24%。
　?。?）相同雨強下，T1具有最大的TN、TDN、NO3--N及NH4+-N輸出速率。T3削減TN輸出速率效果在60 mm?h-1雨強、90 mm?h-1雨強、120 m

10、m?h-1雨強下分別為78.45%、49.86%、47.09%，削減徑流氮輸出速率的作用T3>T2，大雨強下T3的削減作用減弱，T2的削減效果在90 mm?h-1雨強時最弱，T2、T3對TDN、NO3--N及NH4+-N輸出速率的削減效果隨雨強變化規(guī)律與TN一致。隨著雨強的增加，T1、T2、T3徑流氮輸出速率均隨雨強增大而增大，徑流氮輸出速率與雨強呈線性關系（y=ax+b）。相同雨強下，T1具有最大的TP及TDP輸出速率，T3削減TP輸

11、出速率效果在60 mm?h-1雨強、90 mm?h-1雨強、120 mm?h-1雨強下分別為82.26%、63.93%、50.96%，削減徑流磷輸出速率的作用T3>T2，大雨強下T3的削減作用減弱，T2的削減效果在90 mm?h-1雨強時最弱，T2、T3對TDP輸出速率的削減效果隨雨強變化規(guī)律與TP一致。隨著雨強的增加，T1、T2、T3三個農(nóng)田處理均流磷輸出速率均隨雨強增大而增大，徑流磷與雨強呈線性關系（y=ax+b）。
　　紫色

12、土坡耕地地表徑流中氮、磷流失的主要形式是顆粒態(tài)氮、磷，雨強越大，顆粒態(tài)氮磷比例越高。在120 mm?h-1雨強下，顆粒態(tài)氮占總氮的59.27%~72.11%，顆粒態(tài)磷占總磷的95.49%~97.25%。
　?。?）各雨強條件下，各處理NO3-N/TDP率均高于相應風險上限（15），而NH4+-N/TDP率均低于風險下限（6.4）。總體上說明，試驗季節(jié)3種雨強條件下，T1、T2、T3造成富營養(yǎng)化的風險較低；隨降雨的歷時的增加NO3-

13、N/TDP率總體上有增加的趨勢，而NH4+-N/TDP率則逐漸降低。
　　隨著降雨時間的推移，T2、T3富營養(yǎng)化風險降低，T1在60 mm?h-1和90 mm?h-1雨強條件下風險增加，在120 mm?h-1雨強條件下風險降低，但維持在較高風險的水平。降雨初期紫色土坡耕地的富營養(yǎng)化的風險最高，尤其是在90 mm?h-1和120 mm?h-1雨強條件下，順坡耕作單施化肥在產(chǎn)流初期風險最大。相對于順坡耕作，橫坡壟作能夠降低富營養(yǎng)化風險