香溪河流域坡耕地土壤氮磷淋溶流失模拟研究

摘要

香溪河是长江重要的支流。由于香溪河流域耕地坡度大，过量施肥，水土流失较为严重，大量含有氮、磷的水土直接排入香溪河，造成了香溪河流域水体富营养化现象不断出现。而淋溶渗漏是氮磷流失中很重要的途径。所以本研究通过资料收集、文献查阅与实地调研，选定4种占地面积最大的农田土壤，以室内土柱模拟的试验方法，研究了香溪河流域农田土壤在不同施肥量、不同土壤深度氮磷的淋溶流失规律，并研究了施肥对不同土壤磷素累积的的影响。本研究得出以下主要结论：
　　（1）不同土壤中，氮素的淋失均有相同的规律。施肥能够显著增加淋溶液氮素的浓度，而且淋失浓度随施肥水平的上升而增加。在相同施肥处理下，氮素淋失均表现先增加后减小的变化规律，而氮素的累积淋失浓度也是先增加后减小的趋势。黄棕壤中氮素的淋失最严重，而紫色土的最小。绝大部分的氮素主要是以NO3-N和NH4-N的形式淋失，占TN比重的60％以上，其中又以NO3-N占优势。不同土壤中淋失形态之间存在差异。其中，黄棕壤中11.53%~39.23%的氮素通过通过淋溶流失，其次是石灰土19.85%~35.65%，而紫色土和黄壤中的淋失差别很小。不同土壤，在不同深度处氮素的淋失浓度均有20cm＞40cm＞60cm的规律。
　　（2）不同施肥处理，各土柱淋溶液中总磷（TP）、可溶性全磷（TDP）和颗粒磷（PP）的淋溶浓度不同。未施肥处理中磷素的淋失浓度变化小，而施肥后明显增加了磷素的淋失。随着施肥水平的升高，同一淋溶阶段磷素淋失也增加。淋溶过程中，TP的淋失呈先增加后减少的趋势。其中黄棕壤和石灰土中磷素淋失浓度高，而紫色土和黄壤淋失较少。
　　各施磷处理下累积淋失磷素主要以TDP为主。黄棕壤中TDP淋失量远远大于PP淋失量，而在石灰土、紫色土和黄壤中两者的比例相差不大，在同样的施肥水平下，累积磷素淋失量依然是石灰土和黄棕壤的淋失严重，紫色土最少。不同土壤，在不同深度处磷素的淋失浓度均表现出20cm＞40cm＞60cm的规律，而且不同深度处，土壤TP累积淋失总量均表现出一致的规律性：黄棕壤＞石灰土＞黄壤＞紫色土。
　　磷素的淋失与施肥量密切相关，黄棕壤、黄壤、石灰土、紫色土累积淋失量与施肥量的关系分别可用以下关系式描述：y=0.0135x+2.4953；y=0.136x+2.2581；y=0.0167x+1.6384；y=0.0094x+0.5650。其中：y表示总磷累积淋失量（kg/hm2），x表示施磷量（kg/hm2）。
　　（3）施肥能够有效增加土壤剖面全磷的累积，随着施肥量的增加累积量也增加；淋洗后土壤的有效磷含量都呈下降趋势，各层土壤有效磷含量与施肥量之间均呈极显著正相关；施肥影响土壤无机磷组分的含量，随着施肥量的增加，无机磷的累积量增加。各形态无机磷的含量也有所增加，黄棕壤中，各形态磷磷含量表现规律为：O-P>Ca-P>Fe-P>Al-P；黄壤中，O-P>Ca-P>Al-P> Fe–P，石灰土，O-P>Ca10-P≥Fe-P>Ca8-P>Ca2-P≥Al-P，紫色土中，O-P>Fe-P≥Ca10-P>Ca8-P>Ca2-P≥Al-P。
　　本论文研究了香溪河流域4种主要类型坡耕地土壤氮磷淋溶流失规律，为该流域农田土壤淋溶提供了数据支撑与科学依据，对香溪河流域面源污染治理具有重要指导意义。

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第1章 绪论

1.1农业面源污染研究进展

1.2农田土壤氮磷淋溶研究进展

1.3课题来源、目的与意义

1.4研究内容、技术路线

第2章 试验材料与方法

2.1试验区概况

2.2 供试土壤

2.3试验装置

2.4分析测试及数据处理

第3章 坡耕地土壤氮素淋溶流失规律

3.1试验设计

3.2不同施肥量下土壤氮素淋溶规律

3.3氮素在不同深度淋溶规律

3.4本章小结

第4章 坡耕地土壤磷素淋溶流失规律

4.1试验设计

4.2不同施肥量下土壤磷素淋溶规律

4.3不同深度磷素淋溶规律

4.4讨论

4.5本章小结

第5章 施磷对坡耕地土壤磷垂直分布的影响

5.1试验设计

5.2施磷对土壤剖面全磷、无机磷、有效磷的影响

5.3施磷对土壤剖面无机磷组分的影响

5.4本章小结

第6章 结论与建议

6.1 结论

6.2建议

致谢

参考文献