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农业面源污染是太湖流域水体富营养化的主要原因之一,其中农田面源污染对水体环境氮素的负荷贡献率达24%,磷素(含养殖业粪便)30%~40%。为此,要实现太湖流域水体水质的根本好转,必须对农田面源污染进行治理。 本研究以太湖流域广泛存在的稻麦轮作系统为研究对象,在对氮磷进行源头减量的基础上,采用盆栽试验,通过添加不同土壤添加剂,研究添加剂单施和配施对作物生长、产量以及氮磷损失的控制效果。 麦季选用保水剂、生物炭和硝化抑制剂三种土壤添加剂,共设不施肥(CK)、施肥(SF)、施肥+树脂(FZ)、施肥+生物炭(FT)、施肥+硝化抑制剂(FX)、施肥+树脂+生物炭(FZT)、施肥+树脂+硝化抑制剂(FZX)、施肥+生物炭+硝化抑制剂(FTX)、施肥+树脂+硝化抑制剂+生物炭(FZXT)9个处理,结果表明: (1)添加剂的施用均可促进小麦生长,提高了小麦地上部生物量和籽粒重量(除FZ处理外),以添加剂两两配施的FZT、FZX和FTX效果最佳,每盆实收籽粒重量分别较SF处理提高了98.0%、132.7%和103.1%,显著提高肥料利用率,氮肥生理效率分别是SF处理的5.30、5.82和7.73倍。但所有处理均对小麦吸收磷素产生了抑制作用。 (2) FZ、FZT、FZX和FZXT四种处理径流液和渗漏液中氮素浓度显著提高,氮素流失加剧;生物炭和硝化抑制剂的施用降低了径流液和渗漏液中氮素浓度,使整个麦季氮素损失量只占SF处理的29.1%~43.5%。 (3)综合实收小麦籽粒重量和养分流失,生物炭和硝化抑制剂配施的FTX处理可显著提高作物籽粒重量和氮肥利用率,且使整个麦季氮磷损失分别减少了68.8%和26.1%,并能维持土壤肥力,值得应用于太湖流域麦田的面源污染控制上。 稻季选用生物炭、硝化抑制剂、微生物菌肥和抑氨膜为土壤添加剂,共设不施肥(CK)、施肥(SF)、施肥+微生物菌肥(FJ)、施肥+生物炭(FT)、施肥+微生物菌肥+生物炭(FJT)、施肥+硝化抑制剂(FX)、施肥+硝化抑制剂+抑氨膜(FXY)、施肥+生物炭+硝化抑制剂(FTX)、施肥+生物炭+硝化抑制剂+抑氨膜(FTXY)9个处理,结果表明: (1) FTXY处理对肥期田面水氮素浓度的控制效果最佳,基肥期总氮初始浓度仅为SF处理的10.3%,且具有降低蘖肥期和穗肥期养分流失风险的潜能。 (2)添加剂的施用均促进了水稻的生长,提高了水稻收获籽粒重量和氮肥利用率,生物炭的单施以及与其他添加剂的配施达到显著水平,FT、FJT、FTX和FTXY处理实收籽粒重量分别较SF处理提高了57.5%、66.1%、45.4%和45.8%。 (3)综合实收水稻籽粒重量和肥期氮素流失风险,FTXY处理可有效降低水稻肥期氮素流失风险,缩短养分流失风险期,促进水稻生长,提高水稻籽粒重量,并能维持土壤肥力,值得应用于太湖流域稻田的面源污染控制上。