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太湖流域农业面源污染是导致太湖水体富营养化的重要原因之一。明了该地区蔬菜地土壤氮磷向水体迁移途径、形态与通量,并开发集成适用的控制氮磷输出技术对防治太湖流域面源污染具有重要现实意义。
本文综述了农田氮磷在土壤中的行为和向水体迁移过程,探讨了不同氮磷迁移控制技术,并以宜兴市大浦镇蔬菜地作为研究对象,通过设置径流和渗漏水收集装置观测菜地土壤氮磷向水体迁移的途径、形态和通量;结合当地农业生产实际开发出一整套氮磷向水体迁移控制技术。
主要研究成果如下:
1、太湖蔬菜地氮磷向水体迁移的主要途径为淋溶输出。蔬菜一季的种植时间内,蔬菜地土壤共淋失氮素84.24 kg.hm-2。氮素向下淋溶形态主要为硝态氮;可溶态有机氮是氮素淋失的另一重要形式。
2、太湖蔬菜地氮磷向水体径流输出总量不高。一年的蔬菜地试验中,氮磷径流迁移量为在815~3011 g.hm-2和147~649 g.hm-2之间;施肥量是影响氮磷迁移的重要因素。颗粒态氮磷是菜地土壤氮磷输出的主要形式。可溶态氮流失中铵态氮高于硝态氮,可溶磷输出以H2PO4-形态为主。蔬菜地径流液中氮磷浓度远高于导致水体富营养化阈值。
3、生态缓冲草带能显著减少菜地氮磷向水体径流流失。10 m宽的湖滨生态缓冲草带对径流中氮和磷的拦截效率分别为42~91%和30~92%;垄间生态沟渠对总氮、总磷的净化效率分别达到40%和20%以上。
4、施用石灰能显著改善土壤环境,提高蔬菜养分利用率。施用生石灰2000kg.hm-2每年菜地土壤pH升高0.5个单位,土壤有效磷增加21%;施用石灰减少氮素径流流失18%。
5、通过调控氮肥施用能有效减少菜地土壤氮素流失量。减少追施氮肥施用量并补充叶面追肥后,土壤氮素未发现累积,向水体径流迁移量减少了25%;施用缓释氮肥一季后,菜地土壤氮素淋失量减少12%。
综上所述,本研究采用技术措施能显著减少菜地土壤氮磷累积、提高土壤养分利用率、减少了氮磷向水体迁移量。这些技术也具有适用、易操作、成本低等特点,应用前景广阔,具有推广价值。