不同有机碳源对滇池沿湖大棚土壤水溶性氮、磷调控的研究

杨育华，支国强，和兰娣，刘滔，王丕祥

(1.昆明市环境科学研究院，云南昆明650032;2.云南垚淼环保科技有限公司，云南昆明650032)

不同有机碳源对滇池沿湖大棚土壤水溶性氮、磷调控的研究

杨育华1，支国强1，和兰娣1，刘滔2，王丕祥2

(1.昆明市环境科学研究院，云南昆明650032;2.云南垚淼环保科技有限公司，云南昆明650032)

采用大田试验方法，研究了5龄大棚土壤在不施肥(CK)、常规施肥(CH)、混合秸秆粉(CF)和褐煤粉(MF)4种处理下对土壤水溶性氮、磷调控的影响。结果表明，在不影响作物产量的前提下，CF、MF和CK与CH相比均能降低土壤水溶性氮含量水平，而CF、MF可促进土壤水溶性磷解吸;CF、MF与CK相比，CF促进土壤水溶性磷的释出，MF抑制了土壤水溶性磷的释出。

有机碳源;大棚土壤;水溶性氮磷;调控

大棚种植规模的增加，化肥、农药的不合理使用，造成了大棚土壤的很多问题，还对环境造成了污染，其中以水体富营养化最为明显。有机碳与土壤微生物、土壤动物、土壤植物及土壤理化性状之间关系密切。目前对利用不同形态有机碳源来调控农田土壤水溶性氮、磷方面研究报道较少。因此，开展有机碳对大棚土壤水溶性氮、磷释出的影响研究，探讨添加外源有机碳调控大棚农田土壤有效态氮、磷流失的可行性，能指导农业固废的产业化发展和产品使用，为大棚农业可持续发展和防控农田面源污染提供新思路。

1 试验材料和方法

1.1 试验地点和供试土壤

试验于2008年2月10日至8月1日在呈贡县马金铺乡庄子村进行。该研究区土壤类型为水稻土，选择滇池沿湖地区具有代表性的5龄蔬菜大棚，此类大棚以叶菜类蔬菜种植为主，多年平均复种指数为4～6茬，化学肥料N、P2O5和K2O肥施用量(折纯量)分别为1890.0kg/hm2·a、337.5kg/hm2·a和337.3kg/hm2·a，N∶P2O5∶K2O钾比例接近6∶1∶1，折合施用强度2565.0kg/hm2·a。大田试验土壤基本理化性质见表1。

1.2 供试材料

添加材料:玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、褐煤粉、尿素、复合肥。

供试作物:油麦菜、黄白菜、意大利生菜(漂浮苗)。

表1 大田试验土壤基本理化性质

1.3 试验设计

采用裂区区组试验法，设置空白、常规施肥、玉米秸秆粉+小麦秸秆粉和褐煤粉4个处理，每个处理重复4次，共设16个小区。编号分别为:CK、CH、CF和MF。CH在定植后7d追施尿素和复合肥，CF、MF在定植前当基肥一次撒施。单个重复小区面积为12m2，每个重复之间留40cm的保护行。利用喷灌的方式浇水，种植期浇水方式和浇水量相同。第一茬2月10～3月23日，第二茬3月24日～5月10日，第三茬5月11日～6月19日，第四茬6月20日～8月1日。各处理添加物用量见表2。

表2 单个重复试验处理添加物用量表(实物量)

1.4 采样及测定方法

土壤采样分别在定植前、定植后15d(生长中期)、定植后30d(收获时)，随机采样，采集深度0～30cm。土样风干剔杂。用酚二磺酸法测定硝态氮，浸提液按风干土∶水比(w/w)1∶10，放入恒温培养箱25℃静置24h取上清液。指标检测方法按国家标准＞行业标准＞常规方法顺序执行。

2 结果与分析

2.1 不同处理对土壤浸提液氮的影响

从图1看，处理CF、MF与CK对比，随着有机物料投入时间的延长，土壤浸提液水溶性氮释出量呈现促进向抵制的趋势，并且这一趋势在纤维质类易腐有机物上表现比较明显，而稳定态有机物则表现不明显。处理CF与CK相比，对土壤浸提液中水溶性氮增减率变幅达－72.47%～5.27%，从前两茬的－72.47%～－40.47%降至后两茬的－25.85～5.27%。MF与CK处理相比，对土壤浸提液全氮增减率变幅为－18.97%～15.98%，从前期－18.97～－12.59%，降至后期的4.39～15.98%。而CF、MF与CH相比，随着有机物料施用周期的延长，土壤浸提液水溶性氮浓度水平总体呈下降趋势，特别对土壤硝态氮的控制作用极为明显。土壤浸提液氮控失率幅度分别达24.04%～91.97%和19.45%～93.33%。

图1 土壤浸提液氮变化趋势

2.2 不同处理对土壤浸提液磷的影响

从图2看，处理CH与CK相比，除了第四茬末期土壤中水溶性磷比CK的高外，在种植期相同时间CH处理的比CK的低，平均低24.6%。处理CF与CK相比，对土壤中水溶性磷调控不明显，平均低0.7%。处理MF与CK相比，土壤中水溶性磷在任何种植期都比CK低，平均低26.4%。土壤中水溶性磷含量依次为CK＞MF＞CH＞CF。

图2 土壤水溶性磷变化趋势

2.3 对作物产量的影响

试验共计连续种植蔬菜4茬，平均产量，CK2514 kg/茬·hm2、CH2487kg/茬·hm2、CF37185kg/茬·hm2和MF34695kg/茬·hm2，产量高低水平比较为CK＞CH＞CF＞MF。

3 讨论

不施肥处理水溶性磷高于施肥水平与常理不符。试验土壤全N/全P分别为CK:0.80，CH:1.15，CF:1.09，MF:1.00;速效态N/P分别为CK:0.72，CH:1.15，CF:0.81，MF:1.13，其中CK处理全N/P＜1，其余都＞1，而速效态N/P则是CK、CF均＜1，而CH、MF均＞1，可能是种植过程中作物生长、土壤生物活动和pH变化导致土壤固定态或有效态的N/P交互结果，有待进一步研究。也有研究表明，相同土壤氮、磷水平下，施用氮肥会增加磷的溶解度和有效性。CF和MF与CH相比，CF平均增加了32.9%的水溶性磷释出，MF增加不明显，平均仅为2.14%，说明易腐类有机物施入土壤中可促进土壤磷的矿化。这与王涛、张维理等研究的渗漏方式下，有机肥用量低时颗粒态磷是主要流失形态，有机肥用量达到中等或较高水平时水溶性磷是流失的主要形态，结果是一致的。但关于土壤N/P与氮、磷含量水平之间的关系需要进一步研究，研究结果可作为指导农田施肥和相关专用肥料生产的重要依据。易腐有机物料(包括有机肥)的施用会增加土壤磷流失的风险，但从农业生产与水污染防治角度看，农业固废还田是土壤磷素的一个重要补充，也是从源头降低磷肥施用强度和有效调控土壤磷富积水平的生态途径。在合理施肥的情况下，土壤磷素也会逐渐积累，所以必须严格注意磷素的积累过程，适时调整磷肥用量，不使磷素积累达到危害环境的程度。

4 结论

随着有机物料施用周期的延长，土壤浸提液水溶性氮浓渡水平总体呈下降趋势，特别对土壤硝态氮的控制作用极为明显。对于5龄大棚在生产过程中近半年时间内，在不施用化学肥料的情况下仍然可以保证作物产量。

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A Research on the Regulation of Water Soluble Nitrogen and Phosphorus in the Green House Soil around Lake Dianchi by the Different Organic Sources

YANG Yu－hua1，ZHI Guo－qiang1，HE Lan－di1，LIU Tao2，WANG Pi－xiang2
(1.Kunming Institute of Environmental Science，Kunming，Yunnan 650032 China)

In the field test，the green house soil with five different ages has been tested with four treatments to study its water soluble nitrogen and phosphorus when there is no fertilizer application(CK)，or with regular fertilizer application(CH)，or applied with mixed crop straw powder(CF)or grinded brown coal(MF).The results show that when the crop yield is not affected，the content of water soluble nitrogen in the soil is reduced under the treatments of CF，MF and CK rather than CH.The desorption of the water soluble phosphorus in the soil could be enhanced by CF and MF.When CF and MF are compared with CK，CF could help release the water soluble phosphorus in the soil while MF does the opposite.

organic carbon source;green house soil;water soluble nitrogen and phosphorus;regulation

X13

A

1673－9655(2012)06－0006－03

2012－07－05

国家水体污染控制与治理科技重大专项研究课题(2008ZX07102－004)。

杨育华，工程师，昆明市环境科学研究院。