洱海流域典型轮作模式下不同施肥模式对淋溶及地表径流氮磷流失的影响
过量施用化肥是导致农业面源污染的重要因素。过量氮磷的排放造成了地表水和地下水的污染，进而影响洱海水质。为了提高洱海流域农田系统的氮素利用效率，减少农田种植对地表水和地下水的氮磷排放。本研究基于农田氮磷平衡，设置了不施肥对照处理(CK)、常规尿素处理（CF:195Kg N，72Kg P2O5和90Kg K2O ha-1），减量施肥处理(T1:N、P、K分别比CF低20％)，单施有机肥处理（T2:6500kg·ha-1有机肥），有机肥无机配施处理（T3:2609kg·ha-1有机肥+93kg N ha-1尿素），考虑有机肥矿化率条件下单施有机肥处理(T4:26000kg·ha-1)，考虑有机肥矿化率条件下有机无机配施处理(T5:10436kg·ha-1+93kgN ha-1尿素)以及缓控释肥处理(T6:N比CF低20％)，共8个处理，3个重复。研究了不同施肥模式对流域典型轮作系统（水稻-蚕豆）农田径流和淋溶氮磷流失以及作物产量的影响。连续两年的定位监测试验结果表明，施用控释肥处理(T6)的水稻籽粒产量(9.9t·ha-1)和蚕豆产量(5.1t·ha-1)最大。控释肥的施用提高了氮素利用效率(NUE)，与常规施肥相比，水稻-蚕豆季氮素利用效率分别提高了53％和分别为52％。在典型水稻蚕豆轮作（2017-2018年）制度下，与CF相比施用控释肥处理淋溶和地表径流中的总氮和总磷排放量分别减少了17％、42％和24％、41％，2018年水稻季结果也与其相似。而减量施肥20％处理(T1)和考虑有机肥矿化率条件下有机无机配施处理(T5)的周年产量与常规施肥相比没有显著降低。就径流和淋溶总氮流失而言，T6、T5和T1处理分别比常规施肥处理降低了28％、47％和46％，各处理的地表径流总氮损失分别为51.77、41.09、31.27和34.84kg·ha-1，总氮淋溶损失分别为37.7、28.6、27.2和23.5kg·ha-1。就径流和淋溶总磷流失而言，CF、T6、T1和T5处理的地表径流水总磷损失分别为23.22、15.86、19.42和11.34kg·ha-1，各处理淋溶损失分别为29.7、22.3、18.4和17.2kg·ha-1。减少施肥量、有机肥替代和控释肥的使用都可以有效减少氮磷的径流和淋溶流失。同时，考虑有机肥矿化率条件下单施有机肥处理(T4)和考虑有机肥矿化率条件下有机无机配施(T5)有效提高了土壤总氮含量。此外，在T6、T1、CF和T5处理的植物氮素吸收量分别为307、278、271和247kg·ha-1。T6和T1处理的氮素利用率为52％，显著高于常规施肥处理，且T1和T5处理的水稻产量与常规施肥处理无显著差异。在洱海流域典型的轮作制度下，在保证产量的前提下，降低氮肥用量(T1)和考虑有机肥矿化率条件下有机无机配施(T5)和施用控释肥处理(T6)是较为合理的施肥方案，可有效降低农田氮磷排放，提高氮肥利用率，保证作物产量。
农田系统;水旱轮作;施肥模式;氮磷元素;淋溶损失;地表径流;洱海流域
中国农业科学院
博士
农业环境学
张克强
2019
中文
S147.2
2019-08-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）