不同外源添加物质对土壤氮磷素淋溶特征的影响

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氮磷流失是造成农业面源污染的主要原因,其中淋溶流失已成为不可忽视源,因此对氮磷在土壤中的淋溶流失研究具有重要意义。本文选取陕西省周至县竹峪乡俞家河农田土壤,采用室内模拟装置淋溶土柱的方法,探究了四种外源添加物质(土壤调理剂、砒砂岩、秸秆、生物炭)对土壤氮磷素淋溶特征的影响。并定期在流经该地区的俞家河设置10个不同断面取水样,测定总磷(TP)、总氮(TN)、总溶解性磷(TDP)、溶解性反应磷(DRP)、颗粒磷(PP)和溶解性有机磷(DOP),分析河水氮磷浓度变化及影响因素。论文主要得出以下结论:(1)生物炭可以增加淋溶液中PP、DPR和DOP的浓度,进而增加TP的浓度(变化范围0.68~2.86 mg/l)。随着生物炭(2%、4%、8%)施入比例的增大,淋溶液各形态磷和土壤中速效磷(Olsen-P)、可溶性磷(CaCl2-P)含量显著性增大,其中Olsen-P含量分别增加了141%、290%、382%,生物炭显著地提高了土壤中磷素的淋溶能力;秸秆增加淋溶液中DOP和PP浓度,进而增加TP的含量,同时DRP含量降低了50%,在TP中所占的比例仅为4.7%。秸秆减少淋溶液和土壤中有效磷含量,并阻止土壤中CaCl2-P向下层移动,减少磷素对环境的风险;(2)4%、8%的生物炭施用量降低了土壤氮素淋失分别为30%和20.7%,2%的生物炭施用量却增加了土壤氮素淋失量为5.9%,同时生物炭(2%、4%、8%)降低土壤中碱解氮含量,对氮素起到抑制作用。秸秆的施入降低土壤氮素淋失为9.7%,并使碱解氮含量增加59.1%,土壤中总氮和碱解氮含量主要集中在0-10 cm,秸秆显著地降低抑制氮素淋溶,并提高表层土壤肥力。砒砂岩对土壤中氮素的淋失起到抑制作用,短时间内减少了土壤中碱解氮含量。(3)俞家河河水TP、PP、TDP、TN浓度的变化具有季节性,4~9月作物生长期河水TP浓度都高于藻类发生的临界值(0.02 mg/l)。PP占TP的67.7%,是河水磷素主要形态,DRP和DOP含量较低,取决于河水本身,其中DOP浓度在7、8月较高,与河水温度有关。河水TN浓度的变化范围为1.6~14.0 mg/l,各月份其平均值为5.8 mg/l,均超过临界值(2 mg/l)。过量的施肥是河水中氮磷含量的主要来源,降雨和施肥是导致河水面源污染的主要原因。俞家河河水氮素污染更为严重,生物炭能降低氮素淋失,但确定其施入量时应综合考虑对磷素的促进作用。秸秆抑制氮素淋失的同时能降低磷素对环境的风险。砒砂岩和土壤调理剂对环境的作用不显著。
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