施肥方式对玉米种植区氮磷流失的影响

2022-12-28尹传海

农业开发与装备 2022年11期

尹传海

（沂水县许家湖镇政府，山东沂水 276400）

0 引言

近年来，以工业、农业为主的面源污染得到政府部门的高度重视，点源污染治理工作也在开展。有数据显示，50%以上的氮磷污染负荷源于农业面源污染，因此加强农业面污染控制尤为重要。研究发现，我国境内河流湖泊出现水体富营养化的主要原因是水中氮、磷的含量过高。为此，防控农田氮磷流失，加强水环境保护显得尤为重要。

1 材料与方法

1.1 试验区域

试验区域选取山东农业大学的长期定位试验站，试验区为玉米连作地，褐土，土壤pH为6.87，含有大量氮磷。

1.2 试验方法

此研究，采用钢铁与聚氯乙烯板材分别制作成坡度为5°的架子与土槽，土槽规格为1.0m×0.4m×0.6m，将其放置在架子上，于土槽前留置出宽度为0.4 m、高度为0.1 m的导流槽，降雨后径流沿着导流槽流入收集器中。于土槽底部均匀布设20个排水孔（直径0.5 cm），确保降雨过程中，水在土壤中垂直淋溶，并统一收集淋溶水样，进行分析。另从田中取深度为0～30 cm、30～50 cm的土壤放入土槽内，静置3个月，直至土层处于自然沉降，且相对稳定的状态为止。

本实验在基肥基础上，进行追肥，施肥处理方式设为4种：农民习惯处理、优化施肥处理、秸秆还田处理和有机肥化肥混施处理，均与不施肥处理进行对比，且每种处理方式重复3次。试验区供试玉米品种为“登海111”，收集与记录每次降雨结束后的径流、淋溶水样。将收集到的径流水样烘干，称取泥沙的重量，检测氮磷含量。

2 试验结果

2.1 径流量、淋溶量和泥沙量

分析径流淋溶数据可知，相比于其他施肥处理方式，有机肥化肥混施处理的径流量明显较高，其次为秸秆还田处理。同时，依据总产流量（径流量+淋溶量）数据显示，经有机肥化肥混施处理的种植区，产流量最大，明显高于秸秆还田、优化施肥处理，而农民习惯处理与不施肥处理的总产流最少。说明秸秆还田处理既可增加淋溶量，也可降低径流量，主要与土壤空隙度增加有关，可显著增强水体的垂直流动性[1]（表1）。

2.2 径流氮磷流失负荷

分析可知，通过农民习惯处理，径流氮流失负荷在追肥期明显增加，且显著高于基肥期；而其他施肥处理，基肥期的径流氮流失负荷较追肥期相比偏高或相同。其中，秸秆还田处理所造成的径流氮流失负荷在基肥期最高。总之，基肥期是减少氨磷流失负荷的重要时期（表2）。

2.3 泥沙中吸附态氮磷流失负荷

相比其他施肥方式，有机肥化肥混施处理的泥沙中氮流失负荷最高，高达12.40 kg/hm2，说明磷养分流失主要与水土流失有关。从养分流失时间角度来看，水土流失在玉米生育后期明显减少，这主要与雨季初期实施防止水土流失的措施有关，可明显减少土壤中的养分。而秸秆还田与优化施肥处理，在降低氮磷流失负荷方面，具有突出优势（表3）。

表1 不同处理径流淋溶量及产沙量

2.4 淋溶氮磷流失负荷

淋溶与径流分别为氮流失、磷流失的主要方式，因淋溶导致不同施肥处理方式之间的氮磷流失差异（表4）。

2.5 径流淋溶的氮磷流失浓度

通过分析不同施工处理方式下的降雨径流水样氮磷流失浓度可知，仅不施肥处理种植区的径流水中总氮平均值低于《地表水环境质量标准》中Ⅳ类标准限值，≥2 mg/L，其他施肥处理方式均超过此限值，且径流水样中的总磷浓度≥0.02 mg/L，超出富营养化临界质量浓度。

3 分析与讨论

通过分析不同施肥方式下径流水体、泥沙与淋溶水体中总磷流失负荷的具体数据可知，不同施肥方式下总磷流失负荷由高到低排序：有机肥化肥混施、不施肥、农民习惯、优化施肥、秸秆还田。相比于不施肥，仅有机肥化肥混施处理的磷流失明显增多，其他施肥方式均未见显著的肥料磷流失现象。同时，本实验中不同施肥处理方式下，95%的磷流失负荷是由径流泥沙中磷流失所导致的，因此泥沙流失是磷流失的主要原因。为此，旱地应通过防治水土流失来减少磷流失负荷。另外，不同施肥处理方式在降雨较多的年份，会加重泥沙流失。鉴于此，预防氮磷流失的关键在于控制水土流失，常用方法为植草、建设淤地坝等。

4 结语

综上所述，在单作种植制度下，山东地区的玉米种植区通过优化施肥处理、有机肥化肥混施处理及秸秆还田处理，总氮流失负荷均明显下降，有机肥化肥混施处理的总磷流失负荷显著上升，究其原因主要与泥沙流失有关。同时，根据玉米产量可知，在降雨较多的年份，秸秆还田处理与优化施肥处理均可有效防控面源污染，是保证玉米产量的理想施肥方式。