人工模拟降雨条件下不同施肥对白菜地氮磷流失的影响

何敏秦，田春梅

（1.南涧县住房和城乡建设局，云南南涧 675700；2.大理大学农学与生物科学学院，云南大理 671003）

随着蔬菜需求量增加，农民通过施用化肥提高产量，增加农田氮磷流失量的同时也加剧了水体富营养化，破坏了生态环境。大理州以推进农业结构调整为着力点，大力发展高原特色蔬菜产业并初具规模。农民为了增收，大量使用化肥，致使洱海流域农业面源污染严重。洱海流域农业不同种植模式和不同种植类型均产生氮磷流失，土壤中氮磷溶质从地下排水途径中流失比重大，不同施肥模式导致的氮磷流失程度不同，如普燕爽对探讨牛粪化肥最优配比条件下不同轮作方式对稻田氮磷流失的影响，表明氮磷流失程度在不同施肥模式下存在一定差异，而优化施肥和改进种植模式既能提高产量还可降低氮磷流失率。氮磷流失与降雨灌溉是密不可分的，如谢真越对农田氮磷流失径流研究表明了暴雨产生的径流液中氮磷流失量与累积径流量成正相关。不同降雨程度对氮磷流失以及水土保持都有一定的影响。探讨不同施肥模式，在保证小白菜产量、品质前提下减小环境污染和提高氮素利用率的可行性，在模拟人工降雨条件下，研究不同施肥模式对白菜地氮磷流失的影响，对比不同施肥方式氮磷流失量，为洱海流域农业面源污染控制提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 供试土壤及材料

试验在实验室内模拟自然菜地，采用大理农田棕壤土，试验种植蔬菜为小白菜（型号为春冬季168快菜），主要研究不同施肥条件对白菜地氮磷流失的影响。

1.2 试验设计

设7种施肥方式：处理1为不施肥（CK），作为空白对照；处理2为常规尿素施肥（CF）；处理3为尿素减半施肥（施肥量为常规施肥的一半，CF1）；处理4为常规有机肥施肥（OF）；处理5为有机肥减半施肥（OF1）；处理6为尿素+有机肥混合常规施肥（CF+OF）；处理7为尿素+有机肥混合减半施肥（CF1+OF1）。

施肥方式采用一次性施肥，施肥量依据大理州当地农民种植习惯。

1.3 计算方法

试验涉及监测指标总氮（T N）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）、可溶性总磷（DTP）均采用国标方法。人工降雨均匀度满足《GB/T 50085-2007喷灌工程技术规范》规定的定喷式喷灌系统喷灌均匀系数不低于75%的要求。

2 结果与分析

2.1 不同施肥条件下氨氮的流失

氨氮作为可被植物直接吸收的氮，直接关系水体富营养化的程度。由图1（a）可知，减少施肥量有利于减少氨氮的流失量，比较不同施肥方式，可知减半施肥能减少NH3-N流失，且NH3-N流失以地下渗流流失为主。由图1（b）可看出，NH3-N流失率从大到小为：尿素施肥＞混合施肥＞有机施肥；常规施肥＞减半施肥，相对其他施肥方式有机减半施肥能降低NH3-N流失1.72%～31.19%，有机常规施肥可降低1.27%～30.74%，因此，采用有机施肥和减半施肥可有效减少氮磷流失。

图1 不同施肥模式下NH3-N流失量及流失率变化图

2.2 不同施肥条件下总氮流失

由图2可知，施肥对水体富营养化贡献很大，其中氮磷流失以地下渗流流失为主要方式。在不同施肥处理下不施加肥料的富营养贡献最低，但为了增加产量，此项不符合实际生产需求，而除去不施肥处理，有机施肥的富营养贡献最低，尿素施肥方式的富营养贡献最高。相对其他施肥方式，有机常规施肥能减少TN流失9.00%～50.99%，有机减半施肥处理能有效减少TN流失13.19%～55.18%。而相对尿素施肥而言，混合常规施肥能减少TN流失36.15%～38.66%，混合减半施肥能减少TN流失39.48%～41.99%。因此在一定程度上有机施肥和混合施肥都能降低TN的流失，且有机施肥方式最佳。

图2 不同施肥模式下TN流失量及流失率变化图

2.3 不同施肥条件下总磷流失

由图3可知，磷流失以地下渗流为主，且有机施肥和混合施肥磷流失量最大。混合施肥流失率最大，有机施肥流失率最低。综上所述，混合施肥可能是导致水体中磷元素增多的主要因素，与其他施肥方式综合比较有机常规施肥可降低TP流失15.56%～17.56%，而有机减半施肥能有效降低TP流失22.23%～24.34%，能有效降低TP流失。

图3 不同施肥模式下TP流失量及流失率变化图

2.4 不同施肥条件下径流可溶性总磷流失

由图4（a）可看出，反映的变化与上述TP变化基本一致，此处就不多论述。由图4（b）看出，径流DTP的流失率：混合常规施肥＞尿素常规施肥＞尿素减半施肥＞混合减半施肥＞有机常规施肥＞有机减半施肥，与TP流失率相比，混合减半施肥中DTP有明显下降，在一定程度上降低了混合施肥处理对水环境磷元素的贡献率，而有机施肥处理与上述一致能有效减少磷元素的流失。

图4 不同施肥模式下DTP流失量及流失率变化图

3 结 论

通过探讨人工降雨条件下不同施肥处理对白菜地氮磷流失的影响，得出以下结论：

（1）施肥导致氮磷流失是增大水体中氮磷含量的重要因素，结果显示，使用尿素常规施肥时，径流液中NH3-N和TN流失率高达61.05%和65.53%，尿素减半施肥NH3-N和TN流失率也高达60.94%和63.02%，因此使用尿素对水体富营养化中氮元素的贡献很大。

（2）混合常规施肥对水体富营养化中磷元素的贡献也很大，其中混合常规施肥TP和DTP流失率高达50.51%和56.65%，减半施肥在一定程度上能降低磷元素流失的2%～18.4%。

（3）有机施肥是减少氮磷流失的有效手段。针对NH3-N、TN、TP、DTP流失率有机常规施肥可分别降低1.17%～28.76%、8.69%～50.94%、15.56%～17.56%、24.43%～32.22%；有机减半施肥分别可降低1.71%～29.3%、13.06%～55.31%、22.34%～24.34%、35.41%～38.1%。

针对此研究结果，为了高效施肥，减少氮磷流失，控制水体富营养化，尽量减少化肥（尿素）施用，多选用有机肥，同时合理优化肥料用量，适当减少肥料用量能在一定程度上降低氮磷元素流失。

试验168快菜

模拟试验环境