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太湖流域水体富营养化现象日趋严重,氮磷是引起水体富营养化的丰要元素,其中70%的氮和60%的磷均来自于农田排水。冈此,研究太湖地区农田氮磷流失规律,探索控制氮磷流失的有效措施对当地农业生产与水资源保护具有重要意义。 本文根据在江苏省常熟市水利技术推广站开展的一项排水稻田内氮磷流失监测试验,研究不同排水强度下,稻田土壤中氮磷元素的分布及流失规律;试验稻田内排水暗管间距为8M和12M两种布置,观测项目包括水稻生育期内田问不同埋深处渗漏水中氮磷浓度值、暗管排水量和暗管出流中氮磷浓度值。在观测值的基础上,利用氮素运移模型-DRAINMOD-NII模拟研究了稻田氮素流欠规律及控制氮素流失的方法,成粜可为研究区调控氮磷流火和减少太湖水体富营养化提供技术支撑。主要研究成果如下: (1)两种排水强度下,观测期内(7月~10月)稻出土壤溶液中总氮、铵态氮和硝态氮浓度随时间均呈现减小趋势。每次施肥后1~2天,总氮和铵态氮浓度值达到最大,随后呈现减小趋势,土壤溶液中总氮、铵态氮、硝态氮含量随时间变化丰要受施肥影响,受地下水运移影响有限。土壤溶液中总磷浓度很低。 (2)返青、分蘖期(7月)总氮、铵态氮及硝态氮浓度沿土壤剖面变化受排水管间距布置影响较明显,同一深度地下水中,总氮和硝态氮浓度值表现为排水强度小的浓度值大,铵态氮为排水强度大的浓度值大;总磷浓度沿剖面的变化几乎不受排水强度影响。 (3)两种排水强度的暗管出流中总氮和硝氮浓度随时问呈现减小趋势;总磷浓度值很小。暗管间距8M稻田的排水量和氮磷流失量均大于暗管间距12M稻田,说明增大暗管间距,即降低排水强度,可以有效减少稻田氮磷流失量。地下排水氮素流失以铵态氮和硝态氮两种类型为主,且硝态氮流失量占主要部分。 (4)根据研究区暗管间距8M稻田的地下暗管排水量、氮素流失量及水稻产量的实测值对DRAINMOD-NII氮素运移模型进行了相关参数率定,并通过变化图形和统计学参数对模拟结果进行了评价,发现模拟值与实测值相关系数达到0.95以上,相关性很好;产量模拟值和实测值相对误差为10%;说明模型能够较好的反应研究区的实际情况。 (5)模拟研究结果发现,相对于研究区现有灌水模式和施肥制度,少量勤灌(1.85cm/2days)和次施肥量减半(约270kg/ha)在保证水稻产量基础上能有效地减少氮素流失量;相对于研究区现有排水系统设置,分析不同地表排水和不同暗管间距的地下排水氮素流失量及水稻相对产量,结果发现,保证产量和减少氮素流失量的最佳地表排水和地下排水措施为:Sm<1,排水暗管间距为大于10m小于15m。 (6)通过分析可得,研究区保证水稻产量的经济效益、减少稻田氮素流失量的最优水肥管理制度为:良好的地表排水(Sm=1)、暗管间距12m的地下排水系统布置、少量勤灌的灌水模式结合减量施肥的施肥制度。