太湖水网地区农田土壤氮磷累积对氮磷养分渗漏流失的影响

论文摘要

太湖地区农业面源污染已经十分严重,导致湖泊富营养化,土壤质量下降、河流变黑发臭,威胁该区域的整体环境质量和城乡居民的身体健康。导致农业面源污染的因素很多,农田土壤中的氮磷渗漏流失是其中的重要原因。嘉兴地处太湖平原的水网地区,地势低平,水网交错,降雨频繁,水旱轮作,农田氮磷投入量大,其独特的水文地理特征,为农田氮磷渗漏流失提供了极其有利的条件,在这一地区研究水田与旱地共存流域的氮磷渗漏流失规律具有代表性的意义。为了探索太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中氮磷累积量与渗漏水中氮磷含量之间的关系,于2006年7月至2007年9月,在浙江省嘉兴地区10个农田点位埋设渗漏计和地下水采集管,采集水、土样品,研究了菜地,果园和水田3种典型种植类型农田氮磷渗漏流失情况。结果表明:农田氮磷渗漏流失是太湖水体富营养化的重要来源之一,而有效控制农田氮磷渗漏流失的前提是阐明农田氮磷渗漏流失过程。农田氮磷渗漏流失过程和特征既受降雨过程影响,又随点位特征（site-specific）变化,不同地点农田作物类型、种植制度、地下水位、地形条件、排灌水方式、土壤氮磷养分含量、施肥方式、施肥期、施肥量不同,都会导致渗漏流失方式和特征的显著变化。不同种植类型农田氮素渗漏流失特征:研究区菜地和果园氮肥纯养分平均用量分别为1568.4Kg/（hm2·a）和1634.6Kg/（hm2·a）,约为水田的4倍,显著高于水田中氮肥用量。施入农田中的氮肥主要累积在0-5cm土层中,菜地、果园0-5cm土层中NO3--N含量分别高达201.7mg/kg和230.7mg/kg,是水田中NO3--N含量的20倍和23倍。研究区菜地和果园等高施肥量农田土壤中累积的大量NO3--N导致渗漏水中的氮素含量显著高于水田,农田土壤中NO3--N累积量与渗漏水中氮素含量之间具有极显著的正相关关系,表明农田土壤中高水平的NO3--N累积量必然增加氮素渗漏流失的风险。不同种植类型农田磷素渗漏流失特征:研究区菜地和果园磷肥平均用量为946.8Kg/（hm2·a）和832.6Kg/（hm2·a）,分别为水田的11倍和10倍,显著高于水田中的磷肥用量。施入农田中的磷素主要累积在0-5cm土层中,菜地、果园0-5cm土层中速效磷含量分别高达161.8mg/kg和143.9mg/kg,是水田中磷素含量的6.8倍和6倍。随渗漏流失的溶解性正磷酸盐占总磷的比例介于37.6%-78.2%,多数大于50%,高于颗粒态磷含量。菜地渗漏水中的磷素含量显著高于果园和水田。农田磷素的渗漏流失受土壤含磷水平的影响,浅层渗漏水中溶解性正磷酸盐含量与土壤中速效磷含量之间具有极显著的指数相关关系,表明农田土壤渗漏水中的磷素含量会随土壤速效磷含量的增加而增大,当土壤速效磷含量达到一定水平时,渗漏水中的磷素含量会显著增加,大大提高土壤磷素的渗漏流失风险。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 我国南方水网地区水体富营养化现状
• 1.3 农田氮磷渗漏流失是引起水体富营养化的重要原因
• 1.4 太湖流域的地貌、水文、气候特征
• 1.4.1 太湖流域的地貌特征
• 1.4.2 太湖流域的气候特征
• 1.4.3 太湖流域的水文特征
• 1.5 农田氮磷渗漏流失研究进展
• 1.5.1 农田氮素渗漏流失研究进展
• 1.5.2 农田磷素渗漏流失研究进展
• 第二章 材料与方法
• 2.1 目的与意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 研究方法
• 2.3.1 试验处理
• 2.3.2 试验装置
• 2.3.3 调查方法
• 2.3.4 样品采集
• 2.3.5 样品测定与分析
• 2.3.6 数据统计分析
• 2.4 技术路线
• 第三章 太湖地区降水特征及农田土壤氮磷养分状况
• 3.1 降水特征
• 3.2 太湖流域土地利用方式
• 3.3 太湖流域农田种植制度与氮磷施用状况
• 3.3.1 不同土地利用方式对土壤养分的影响
• 3.3.2 试验区农田施肥状况
• 3.4 农田地下水位变幅
• 第四章 不同种植类型农田氮素渗漏流失特征
• 4.1 不同类型农田渗漏水中氮素含量随时间的变化趋势
• 4.1.1 田面积水中氮素含量随时间的变化趋势
• 4.1.2 浅层渗漏水中氮素含量随时间的变化趋势
• 4.1.3 地下水中氮素含量随时间的变化趋势
• 4.2 不同种植类型农田渗漏水中氮素的形态组成
• 4.3 不同种植类型农田土壤中无机氮的分布与累积
• 4.4 不同种植类型农田渗漏水中氮素含量比较
• 4.5 农田土壤中无机氮含量与渗漏水中氮素含量的相关关系
• 4.6 本章小结
• 第五章 不同种植类型农田磷素渗漏流失特征
• 5.1 不同种植类型农田渗漏水中磷素的形态组成
• 5.2 不同类型农田渗漏水中磷素含量随时间的变化趋势
• 5.2.1 田面积水中磷素含量随时间的变化趋势
• 5.2.2 浅层渗漏水中磷素含量随时间的变化趋势
• 5.2.3 地下水中磷素含量随时间的变化趋势
• 5.3 不同种植类型农田渗漏水中磷素含量比较
• 5.4 不同种植类型农田土壤中OLSEN-P的分布与累积
• 5.5 农田土壤中OLSEN-P含量与渗漏水中磷素含量的相关关系
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 全文结论
• 6.1.1 不同种植类型农田施肥量差异显著
• 6.1.2 不同种植类型农田氮素渗漏流失特征
• 6.1.2.1 不同种植类型农田氮素渗漏流失随时间的变化趋势
• 6.1.2.2 不同种植类型农田氮素渗漏流失形态
• 6.1 2.3 不同种植类型农田土壤中氮素累积对渗漏水中氮素含量的影响
• 6.1.2.4 农田土壤中氮素累积量与氮素渗漏流失浓度的响应关系
• 6.1.3 不同种植类型农田磷素渗漏流失特征
• 6.1.3.1 不同种植类型农田磷素渗漏流失随时间的变化趋势
• 6.1.3.2 不同种植类型农田磷素渗漏流失形态
• 6.1.3.3 不同种植类型农田土壤中磷素累积对渗漏水中磷素含量的影响
• 6.1.3.4 农田土壤中磷素累积量与磷素渗漏流失浓度的响应关系
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢