文档介绍：水
利
学
报
2010 年 11 月
SHUILI
XUEBAO
第 41 卷
第 11 期
文章编号:0559-9350(2010)11-1374-08
紫色土坡耕地磷素流失特征及施肥方式的影响
周明华 1,2,3,朱波 1,2,汪涛 1,2,王振华 1,2
(1. 中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室, 四川成都 610041;
2. 中国科学院成都山地灾害与环境研究所, 四川成都 610041;
3. 中国科学院研究生院, 北京 100039)
摘要:通过雨季典型降雨-径流事件中不同施肥方式下土壤磷素流失的野外定位观测, 研究紫色土坡地磷素随地
表径流和壤中流流失的通量、过程特征及其施肥方式的影响。结果表明,紫色土坡耕地地表径流过程呈多峰的时
间变化特点, 壤中流呈单峰且其产流时间滞后于地表径流; 雨季次降雨平均径流量为 ~, 壤中流是雨
季的主要径流输出方式。地表径流总磷(TP)平均浓度远高于壤中流, 泥沙吸附态磷(PP)是地表磷素流失的主要
形态; 溶解态有机磷(DOP)是壤中流流失的主要磷素形态。施肥方式显著影响地表径流 TP 浓度, 常规施肥
(NPK)、有机肥-化肥配施(OMNPK)、有机肥(OM)、秸秆-化肥配施(RSDNPK)各施肥处理的地表径流 TP 平均浓
度呈依次减小的顺序。次降雨平均磷素流失负荷呈 RSDNPK<OMNPK<OM<NPK 的规律; 壤中流是紫色土坡耕地
磷素流失不可忽视的重要通道。施肥方式仅能控制地表径流磷素流失,而控制壤中流磷流失的效果不佳,有待更
深入的研究。
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关键词:磷素流失; 壤中流; 地表径流; 流失负荷; 施肥影响
中图分类号: 文献标识码:A
研究背景
农业非点源磷污染不仅造成水体富营养化且制约生产生活可利用的水资源量
通过 37 年野外连续定位观测研究, 认为减少氮素向水体流失不能遏制水体富营养化趋势, 控制水体
富营养化的核心管理措施是控制磷素向水体流失。近年研究认为,施肥方式是影响土壤磷素流失的
重要因素。外源磷以肥料形式进入农田生态系统,满足作物营养需求,但过量磷素经地表径流和
地下径流渗漏流失进入水体,且前者为主要途径,但土壤磷素渗漏流失也不容轻视对
现象有关,而大孔隙流是壤中流的一种重要产生机制。随着点源磷污染的逐渐控制,农业非点
源磷流失被认为是水体磷的重要来源,已成为水体富营养化控制的热点问题。
紫色土丘陵区位于长江上游,东邻三峡库区,是四川盆地的重要农业区域。其中紫色土是最主
。紫色土质地疏松,孔隙度大,土壤导水
, 这种土壤剖面结构极易使雨水蓄满下渗形成壤中流。壤中流是紫色土坡耕地雨季径流主要支出方
式。国内关于紫色土磷素流失研究有少量报道,但主要集中在降雨特征及耕作方式对磷流失的
殊的水文特征,探讨水文特性与不同施肥方式对磷素流失的影响,对控制紫色丘陵区农业非点源
磷流失,减少水体富营养化具有重要意义。为此,本文通过紫色土坡耕地连续定位观测,试图研究
收稿日期:2008-11-02
基金项目: 中国科学院西部行动计划项目(KZCX2-XB2-07-02); 国家“十一五”科技支撑计划课题(2008BAD98B05)
作者简介:周明华(1983-),男,四川德阳人,硕士生,主要研究方向为非点源污染机理及控制。E-mail:zhouminghua11@
— 1374 —。Schindler 等
。Lu 等
洛桑试验站试验地下排出水分析发现, 水中含磷浓度高达 , 有研究认为这与土壤大孔隙流
要的耕作土壤类型, 该区磷肥施用量近 20 年来大幅增加
率较高且持水力低, 下伏弱透水性母质-母岩层, 呈现“上覆土壤, 下伏岩石”的“岩土二元结构体”
影响,
紫色土坡耕地磷素流失特征,探讨水文特征及施肥方式对磷素流失的影响,以期为指导该区坡耕地
利用管理,控制农业非点源磷污染提供相关科学依据。
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材料与方法
研究区概况
内, 处于嘉陵江一级支流涪江的支流——弥江、, 平均气温
℃, 极端最高气温 40℃, 极端最低气温-℃; 多年平均降雨量 826mm, 分布不均, 春季占
%,夏季 %,秋季 %,冬季 %,无霜期 294d。土壤为蓬莱镇组紫色土,质地为中壤,土
层较浅, 为 20~80cm, 下层泥页岩透水较弱。供试土壤基本化学性质为: 有机质含量 , 全氮
试