施肥对潮棕壤氮、磷淋溶的影响

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氮、磷淋溶不仅导致肥料利用率低,还会引起环境污染。本文通过长期定位实验和土柱淋溶模拟试验相结合的方法,研究下辽河平原地区潮棕壤上不同施肥量和肥料类型对氮、磷垂直迁移的影响,期望可以为合理施肥提供理论指导和技术支持。   通过比较不同施肥处理表层土壤全磷及土壤剖面(0~80 cm)速效磷的分布,研究长期不同施肥条件对土壤中磷垂直迁移影响。结果表明:在各施磷肥处理上,土壤磷素收支盈余,表层土壤全磷和速效磷含量均明显升高,且土壤磷收支的盈亏值(x)与土壤速效磷的增减量(y)呈显著直线关系y=0.07x+8.54(R2=0.89**),其中磷盈余量的15.8%进入到土壤速效库内;化肥磷施用量为50和100 kg hm-2时,60~80 cm土层内速效磷含量显著高于对照,说明存在磷素的垂直迁移;相对于化肥而言,施用有机肥更易于磷向下迁移;在施肥、有机质含量和作物吸收等多种因素影响下,土壤速效磷在土壤剖面中呈现上下层高、中间层低的空间分布格局,最低值出现在20~40 cm土层。   土柱淋溶试验表明,磷淋溶主要发生在0~20 cm土层,淋溶量在81.1 ghm-2到115.3 kg hm-2之间,而0~80 cm土柱磷淋溶量很低,最高也只有66.2 ghm-2;磷的淋溶量随施肥量的增加而增加,有机肥与化肥相比,会导致更多的磷淋溶;淋溶液内磷的形态以无机磷为主,占总量的76.9%,有机磷占23.1%,肥料类型对该比值没有明显影响。在施肥量达到100 kg hm-2时,0~20 cm土柱有大量的磷淋溶发生;该地区潮棕壤土壤速效磷淋溶临界值为80.2 mg kg-1,玉米和大豆的土壤速效磷产量临界值分别为11.9和10.8 mg kg-1。表层土壤速效磷增长率与磷肥施用量呈显著性正相关,直线回归方程为y=0.113x-2.769(R2=0.999**),结合产量临界值、淋溶临界值和速效磷增长率与施磷量的关系,对不同的速效磷水平土壤给出了适宜的施磷量建议。该方法的最大优点是当速效磷含量处于两临界值之间时,直接施磷24.5 kg hm-2(重过磷酸钙99.6kg hm-2),可保证作物达到目标产量并维持土壤速效磷收支平衡,以后的种植长期内也无需再进行土壤测试。   土柱淋溶试验表明,氮的淋溶量随土柱的增高而降低,随施肥量的增加而增加,0~20、0~40、0~60和0~80 cm土柱总氮的淋溶量分别在4.9~51.8、2.9~49.3、2.4~39.3和1.1~24.4 kg hm-2之间;有机肥处理无论是氮的淋溶量还是其占施肥量的比例都明显高于化肥处理,说明施用有机肥导致了更多的氮淋溶;淋溶液中几种氮形态以硝态氮含量最高、有机氮次之、铵态氮最低,分别占总氮的73.6、25.6和0.8%,三者的比例不受施肥量、肥料类型及土柱高度的影响。长期化肥氮施用量250 kg hm-2或有机肥施用量25 thm-2,会有大量的氮淋溶到深层土壤或地下水中。在下辽河平原地区大豆-玉米-玉米轮作种植体系下,当施氮量低于150 kg hm-2时(尿素321.4 kg hm-2),0~80 cm土柱淋溶液内硝态氮浓度低于国际饮用水标准10 mg L-1,而且总氮淋溶量与对照相比差异不大,说明150 kg hm-2的施氮量是比较适宜的。
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