【毕业学位论文】（Word原稿）上海郊区不同作物及轮作农田氮磷流失风险研究植物营养学博士论文

密级： 论文编号： 中国农业科学院 学位论文 上海郊区不同作物及轮作农田 氮磷流失风险研究 I 摘 要 农田氮磷流失是造成农业面源污染的主要原因之一。只有了解农田氮磷流失风险才能有效地控制农田氮磷流失。由于农田氮磷流失风险既受降雨过程影响，又受 点位特征 (影响。而不同点位农田的作物类型、轮作类型不同，其施肥期、施肥量、施肥方式、土壤养分含量、农田植 被覆地和农田排灌方式等特征也各不相同，由此导致的农田氮磷流失风险 也不同。此外，降雨 与农田氮磷流失过程 在 各个 季节和 不同年份变化很大，因此开展多点位、多种作物的连续 监测对于研究不同作物及轮作农田的氮磷流失风险是非常必要的。 为 了解不同作物及轮作农田的氮磷流失风险， 本研究从 2002 年底 至 2005 年 底 ，在上海郊区进行了 43 个农田 定位试验（每定位 农田 监测 2获季），对总计 50 种作物 216 茬次的土壤养分含量、肥料投 入情况、作物养分带出和农田管理等情况进行了监测。按照耕作方式定位试验共分为 五 种 作物 类型，分别代表大田作物类、旱作蔬菜类、水生蔬菜类、水果类和草皮类；按照轮作方式分为 五 种轮作类型，为：大田作物 菜 菜 树单作，草皮单作。同时从 2005 年 4 月到 2005 年 12 月对 五 类作物中的 12 块农田地下水和渗漏水的氮磷浓度进行了定期监测。主要结果如下： 五 类 作物 农田地下水、渗漏水的水溶性总磷的浓度变化范围为 mg小依次为果树 草皮 水生蔬菜 旱作蔬菜 大 田作物。农田地下水和渗漏水的水溶性总磷浓度与当季农田磷养分表观盈亏量呈显著正相关，而农田磷养分表观盈亏量又与表层土壤（ 0含量呈显著正相关。收获时农田土壤 量随土层的加深而逐渐降低，且表层土壤 积累量的 因此，多年农田磷养分盈余会导致表层土壤 起地下水和渗漏水磷浓度升高，增大了磷流失 的 风险。 五 类作物农田地下水、渗漏水的硝态氮、 mg mg mg中果树农田各种氮浓度均最高。农田地下水和渗漏水的硝态氮浓度和水溶性总氮浓度与农田氮养分表观盈亏量基本无相关性，这可能与降雨条件、硝态氮的强移动性有关。收获时农田土壤铵态氮和硝态氮含量随土层的加深而逐渐降低，且表层土壤（ 0速效 氮累积占 0积的 同时农田氮养分表观盈亏量与表层土壤铵态氮和硝态氮累积呈显著正相关。因此多年农田氮养分盈余会导致表层土壤铵态氮和硝态氮积累，但由于降水的偶然性 ，引起地下水和渗漏水硝态氮和铵态氮浓度变化的不确定。 不同作物及轮作类型农田施肥差异引起农田养分表观平衡显著变化。对于 五 类作物而言，水生蔬菜氮、磷养分年盈余量最大，分别为 1405.3 a 744.6 2O5次为果树、旱作蔬菜，草皮氮养分盈余量最少，为 84.0 大田作物磷养分却表现为亏缺，为 2O5于 5 种轮作类型而言，菜菜轮作农田氮磷养分盈余量分别为 763.6 528.8 2O5树单作农田氮磷养分盈余量分别为 418.1 380.2 2O5物轮作农田氮磷养分亏缺量 分别 为 2O5 对监测时间（ 2002）内 43 块定位农田 216 茬次作物的施肥次数、施肥量和降水过程的分析表明：大田作物生育期内月均施肥次数为 ，水生蔬菜和旱作蔬菜月均施肥次数分别是大田作物的 倍，水生蔬菜、旱作蔬菜的施肥量分别是大田作物的 和 ；汛期次均降水量与非汛期相比差异较大，非汛期为 19.6 期却达到了 31.4 合以上 三 方面因素，故在该研究区域内，水生蔬菜、旱作蔬菜农田比大田作物的氮磷流失风险大，汛期比非汛期流失风险大。 根据三年 不同作物及轮作农田养分表观平衡结果，结合观测期间内的降雨、种植季节、作物覆盖等各种因素，对试区不同作物及轮作农田的氮磷流失风险进行了综合评价。不同作物农田氮磷流失风险评价结果表明：菜瓜、毛豆、莲藕、香葱等作物农 田的氮磷流失风险比较小，而梨、芋头、葡萄、杭椒、秋茭白、韭菜等作物农田的氮磷流失风险大。不同轮作的氮磷流失风险评价结果表明：轮作茬次少和养分盈余量少的草皮单作等 模式 农田 的 氮磷流失风险较小，而施肥高且盈余量高的菜菜轮作和菜作轮作等模式 农田 的 氮磷流失风险相对较大。 关键词： 上海郊区，氮磷流失，土壤养分，养分表观平衡，风险评价 as of if of we of of in of in of in is So it is to of of To of 43 as N, P ) 0 of 16 003 005. to of to , P of 1 as DP of 9 mgDP of is as of of DP in P of of in 0of of in of of 0in of of 0 of in of is in in of he N DN of 1 mgmgmgof in of DN in of N be to of N, of of 0N of of 0 N of of of N, in 0 of of N in N of of of in of N (of 1405.3 kg44.6 kgN of is 4.0 kg (of 1.0 kgN (of 63.6 kg28.8 kgN, P (of 18.1 kg380.2 kgN, P (of .7 kg84.2 kgof of 16 3 of in 5. of in of in of or is of in in in in in in N of of of is in in of to V of et of so to in of N P 录 摘 要 . I . 录 . 一章 绪论 . 1 . 1 . 2 内外研究进展 . 2 . 2 . 3 . 8 究目标及研究内容 . 9 . 9 . 9 究思路与技术路线 . 10 . 10 术路线 . 10 第二章 试验区域概况与试验方法 . 11 验区域概况 . 11 . 11 候 . 11 文 . 11 壤 . 12 验设计 . 12 . 12 漏水氮磷钾浓度变化研究 . 13 . 13 验点基本信息 . 13 . 13 . 15 . 16 品采集、制备及保存 . 19 样采集时间、采集方法及制备 . 19 壤样品采集时间、采集方法及制备 . 19 株样品采集时间、采集方法及制备 . 19 菜硝酸盐样品采集及制备 . 19 品测定项目及测定方法 . 19 样测定项目及测定方法 . 19 壤样品测定项目及测定方法 . 20 株样品测定项目及测定方法 . 20 菜可食部位硝酸盐含量的测定 . 20 验点的农事调查 . 20 田养分表观平衡计算方法 . 21 据分析与处理 . 21 第三章 上海郊区不同作物农田地下水、渗漏水氮磷钾浓度 . 22 漏水的氮磷钾浓度 . 22 漏水的氮浓度 . 22 漏水的磷浓度 . 24 漏水的钾浓度 . 24 漏水的氮磷钾浓度的影响 . 24 . 24 漏水氮浓度的影响 . 25 渗漏水磷浓度的影响 . 27 漏水钾浓度的影响 . 28 漏水的氮磷钾浓度动态规律 . 29 . 33 同作物农田蔬菜硝酸盐含量状况 . 34 同作物农田氮养分表观平衡与蔬菜硝态氮含量的关系 . 37 . 37 同作物及轮作农田的土壤养分特征分析 . 38 同作物及轮作农田的土壤剖面速效氮分布特征 . 38 . 43 . 47 . 50 漏水氮浓度及影响因素 . 50 漏水磷浓度及影响因素 . 50 . 51 第四章 上海郊区不同作物及轮作农田养分表观平衡 . 52 . 52 . 52 . 53 . 54 观平衡 . 54 . 55 . 56 养分表观平衡 . 56 . 56 . 57 . 59 . 59 . 60 . 60 第五章