不同耕作模式下黄壤坡耕地地表径流氮素流失特征研究

发布时间：2019-07-23 10:01

【摘要】：黄壤坡耕地不仅具有“粘、酸、瘦”的特点,且水土、养分流失普遍严重,引起一系列农业面源污染环境问题。本研究以黔中黄壤坡耕地土壤养分流失长期定位监测基地为平台,于2008~2013年连续6a进行观测,研究该区域降水及氮素养分湿沉降浓度、总量及季节性变化等特征,探明降雨带入的氮素养分对黄壤坡耕地养分流失的贡献,探索玉米-油菜轮作的6种耕作模式对黄壤坡耕地地表径流、径流氮输出的控制效果,以及不同耕作模式下黄壤坡耕地系统中氮素养分收支平衡,为农业生产、农业面源污染防治对策提供科学依据。结果表明:2008~2013年间,年均降雨次数63.2次,年均降雨量692.7mm,平均单次降雨量为11.0mm;6年平均TN、NO3--N、NH4+-N湿沉降浓度分别为1.97、0.34、0.38 mg/L;6年平均湿沉降TN、NO3--N、NH4+-N输入量分别为14.44、3.02、2.95 kg·(hm2·a)-1,TN输入量与降雨量呈极显著正相关(相关系数为0.8243,P值为0.0018),输入量季节性变化为5~7月输入最为集中,即冬、春季较低,夏、秋季较高,当地作物施肥时应加以考虑湿沉降出入的养分。黄壤坡耕地产流系数为9.49%~33.05%,平均19.34%;氮肥流失系数为0.827%~1.386%,平均1.030%;径流氮输出以颗粒态氮所占TN比例46.04%最高,可溶性总氮流失以硝态氮为主,占TN流失的27.94%。优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖+等高植物篱的耕作模式下截流效果、氮素养分流失控制效果最佳,产流量较CK(空白对照)减少24.90%;氮肥流失系数最小,为0.827%;TN平均输出总量最小,为4.89 kg/hm2。顺坡常规耕作条件下,优化施肥与常规施肥径流量相当,TN输出量减少27.41%;优化施肥条件下,横坡垄作较顺坡常规耕作径流量减少6.64%,TN输出量减少8.00%;优化施肥+横坡垄作条件下,秸秆覆盖较无秸秆覆盖径流量减少4.89%,TN输出量减少4.68%;秸秆覆盖+等高植物篱较秸秆覆盖径流量减少12.43%,TN输出量减少9.82%。结果表明,横坡垄作、优化施肥、秸秆覆盖、等高植物篱是控制黄壤坡耕地地表径流、径流中氮素流失的有效耕作模式。油菜、玉米作物氮素养分吸收量均以耕作模式OPT+TR+S+H(优化施肥+横坡垄作+秸秆覆盖+等高植物篱)最高,以CK最低。从不同耕作模式来看,玉米的6a平均吸收量均高于油菜的吸收量,平均占N素养分吸收总量的62.20%;经济器官部分大于废弃物部分,平均占N素养分吸收总量的67.50%。优化施肥、横坡垄作、秸秆覆盖、植物篱技术耕作措施均可提高油菜、玉米作物氮素肥料周年利用率,OPT+TR+S+H较CON(常规施肥+顺坡常规耕作模式)当季氮肥周年利用率提高77.20%。黔中黄壤坡耕地系统中氮素养分收支平衡CK处理处于亏缺状态,其它处理N素养分均产生盈余,其中以CON盈余最高,以OPT+TR+S+H最低,盈余量分别为719.30 kg/hm2、241.95 kg/hm2。常规施肥耕作模式(CON)不仅浪费严重,而且环境污染风险较高,OPT+TR+S+H耕作模式下虽然N素养分盈余量最小,但不是最理想的状态,随着作物种植年限的增加,存在的环境风险会越来越突出。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S158

【参考文献】