【摘要】：土壤磷流失是造成農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的主要原因之一。長(zhǎng)期過(guò)量施肥使設(shè)施土壤磷素累積現(xiàn)象嚴(yán)重,富集在設(shè)施土壤中的磷素受到灌溉、降雨的淋洗,不僅造成養(yǎng)分損失,還易于引起水環(huán)境污染。本文對(duì)以溝灌、滴灌和滲灌三種灌溉方式為試驗(yàn)處理的連續(xù)13年用同一方案進(jìn)行番茄栽培灌溉試驗(yàn)的設(shè)施土壤為研究對(duì)象,測(cè)定不同灌溉處理土壤不同磷素形態(tài)的剖面分布,求出土壤磷素淋失臨界值及其它磷素固定、釋放指標(biāo)對(duì)供試設(shè)施土壤磷素流失風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),在明確土壤理化性質(zhì)與磷素形態(tài)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上分析灌溉方式對(duì)土壤磷含量、形態(tài)及吸附和釋放磷素的影響,探討不同灌溉方式影響設(shè)施土壤磷素流失機(jī)理,提出了合理灌溉等水肥管理策略。溝灌和滴灌方式同當(dāng)?shù)卦O(shè)施蔬菜栽培,滲灌用發(fā)汗式滲灌管灌水、滲灌管埋深30 cm;溝灌、滴灌和滲灌處理的灌水計(jì)劃濕潤(rùn)層均為30 cm,灌水控制上限和下限亦相同、均為土壤水吸力6kPa、40kPa,濕潤(rùn)比不同、分別為1.0、0.5和0.5。每年的試驗(yàn)方案、試驗(yàn)方法相同。土壤樣品采集深度為0-60 cm。主要研究結(jié)果如下。1.溝灌、滴灌和滲灌三種處理設(shè)施土壤不同形態(tài)磷素含量及其剖面分布明顯不同。(1)三種灌溉處理土壤全磷含量均呈隨土層深度的增加而逐漸降低的趨勢(shì)變化。在0-30 cm土層土壤全磷含量的排列順序?yàn)闇瞎嗟喂酀B灌,而30-60 cm土層則表現(xiàn)為滴灌溝灌滲灌處理。(2)按修正的Hedley分級(jí)體系測(cè)得的水提取態(tài)磷(H_2O-P)、NaHCO_3提取態(tài)磷(NaHCO_3-P)、NaOH提取態(tài)磷(NaOH-P)、HCl提取態(tài)磷(HCl-P)和殘?jiān)鼞B(tài)磷(Residual-P)在土壤剖面上也均呈自上而下遞減的趨勢(shì)變化。溝灌和滴灌處理0-20 cm表層土壤磷素以NaOH-P為主,30-60 cm土層土壤以HCl-P含量最高;滲灌處理0-60 cm整個(gè)土層均以HCl-P含量為最高。2.不同灌溉處理設(shè)施土壤不同形態(tài)磷素含量剖面分布與土壤pH、有機(jī)質(zhì)關(guān)系密切。(1)三種灌溉處理土壤pH值均呈表層低、隨著土層深度加深而升高的趨勢(shì)變化,土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、活性鐵和活性鋁含量則隨土層深度增加而下降。溝灌處理土壤pH分別與有機(jī)質(zhì)、活性鐵和活性鋁含量呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;土壤有機(jī)質(zhì)、活性鐵和活性鋁含量?jī)蓛芍g呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(p(27)0.01)。滴灌和滲灌處理土壤pH與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,活性鐵與活性鋁之間的正相關(guān)關(guān)系也達(dá)到1%顯著水平(p(27)0.01)。(2)土壤pH、有機(jī)質(zhì)與不同形態(tài)磷素含量關(guān)系密切但密切程度因灌溉處理而不同。三種灌溉處理土壤NaOH-P的相對(duì)含量(NaOH-P含量占全磷含量的比例)與pH呈負(fù)相關(guān)、與有機(jī)質(zhì)和有效磷含量呈極顯著正相關(guān)(p(27)0.01),土壤HCl-P的相對(duì)含量與pH呈極顯著正相關(guān)、與有機(jī)質(zhì)呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(p(27)0.01);滴灌和滲灌處理土壤活性磷(H_2O-P和NaHCO_3-P之和)含量與pH、有機(jī)質(zhì)含量之間顯著負(fù)相關(guān)(p(27)0.05),而溝灌處理這一相關(guān)關(guān)系不顯著(p(29)0.05)。3.不同灌溉處理設(shè)施土壤磷素的吸附解吸、釋放特征差異明顯.(1)三種灌溉處理土壤磷的等溫吸附曲線均可用Langmuir方程很好地表達(dá),相同深度土層由Langmuir方程求得的土壤磷的最大吸附量、吸附常數(shù)滲灌處理大于滴灌、滴灌大于溝灌;不同深度土層則呈隨土層加深而依次減小且上下土層間差異極顯著。而土壤磷素的解吸量、解吸率隨磷的吸附量增加而增加,相同磷吸附量條件下隨土層深度增加而遞減;相同深度土層不同灌溉處理土壤磷的解吸量和解吸率大小順序?yàn)闇瞎嗟喂酀B灌。(2)同一深度土層土壤全磷、水溶性磷和顆粒態(tài)磷的累積淋出量均隨淋洗時(shí)間的延長(zhǎng)、淋洗次數(shù)的增加而增加,相同條件下磷素累積淋出量大小為溝灌滴灌滲灌,而淋出的磷素以水溶態(tài)(流失形態(tài)分類)為主,其占淋出全磷總量的65~83%。4.溝灌處理土壤磷流失風(fēng)險(xiǎn)高于滴灌、滴灌又高于滲灌處理土壤。(1)用土壤磷素淋失臨界值對(duì)各處理土壤淋失風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),溝灌、滴灌和滲灌處理0-20 cm土層土壤淋失臨界值分別為59.4 mg kg~(-1)、68.6 mg kg~(-1)和65.3 mg kg~(-1),20-40 cm土層則分別為62.63mg kg~(-1)、67.27mg kg~(-1)、69.80mg kg~(-1);按此淋失臨界值對(duì)土壤磷素流失風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行估計(jì),三種灌溉處理不同深度土層磷素均具有流失風(fēng)險(xiǎn)但各深度土層溝灌處理土壤的風(fēng)險(xiǎn)要高于滴灌、高于滲灌。用土壤磷釋放風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)對(duì)三種灌溉處理0-60 cm土層土壤流失風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,該風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)變化范圍為3.2-7.6%,相同深度土層磷釋放流失風(fēng)險(xiǎn)亦為溝灌滴灌滲灌,與湖泊沉積物分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)比較引發(fā)地下水體富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)輕微。(2)影響不同灌溉處理土壤磷素淋失臨界值和磷釋放風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指數(shù)的主要土壤理化性質(zhì)是pH和有機(jī)質(zhì)含量。由于不同灌溉方式灌水次數(shù)、單次灌水量、總灌水量以及灌水時(shí)濕潤(rùn)土壤形式的不同,使不同深度土層土壤有機(jī)質(zhì)、pH值明顯不同,進(jìn)而影響磷素的存賦形態(tài)以及土壤磷吸附飽和度,結(jié)果使磷的釋放與流失風(fēng)險(xiǎn)不同。綜上所述,在設(shè)施栽培生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)盡量避免使用溝灌灌水方法、優(yōu)先選擇使用滴灌和滲灌灌溉方法,還應(yīng)通過(guò)選擇合理的灌水技術(shù)參數(shù)、改善施肥技術(shù)以加強(qiáng)水肥管理,在保證作物生產(chǎn)高效、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上減少磷素流失、降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S274;X52
【圖文】：

沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文影響土壤磷素形態(tài)。為此，三種灌溉處理不同深度土層土壤的物理化學(xué)性質(zhì)必然與其各種形態(tài)磷含量存在著的相關(guān)關(guān)系；把握這種關(guān)系有利于探討磷素形態(tài)變化機(jī)理。為了更加直觀的比較不同灌溉方式土壤磷素各形態(tài)在土體內(nèi)的分布和遷移特征，本研究將三種處理土壤各形態(tài)磷素占全磷含量的比例與土壤理化性質(zhì)做相關(guān)分析，所得結(jié)果如下。4.5.1 土壤pH對(duì)設(shè)施土壤磷形態(tài)比例分布的影響土壤 pH 對(duì)磷素形態(tài)的影響較復(fù)雜，其通過(guò)影響土壤溶液中的離子種類和強(qiáng)度、微生物和酶的活性，進(jìn)而影響磷素在土壤中的存在形態(tài)。三種灌溉處理土壤 pH 與磷素各形態(tài)比例的相關(guān)關(guān)系圖如圖 4-3所示。

67圖 4-4 三種灌溉方式土壤有機(jī)質(zhì)與磷形態(tài)比例的關(guān)系Fig.4-4 Relationship between soil organic matter and proportion of P forms under three irrigation patterns4.5.2.1 土壤有機(jī)質(zhì)與活性磷的關(guān)系三種灌溉處理土壤有機(jī)質(zhì)與土壤活性磷比例的相關(guān)關(guān)系如圖 4-4 所示。溝灌、滴灌和滲灌三種處理土壤活性磷占全磷的百分比隨有機(jī)質(zhì)含量的增加而增加，兩者之間的關(guān)系可用以下關(guān)系式表達(dá)：yFI= 0.005 OM + 23.142 （4-13）ySUR= 0.132 OM + 20.806 （4-14）

第四章 不同灌溉方式對(duì)設(shè)施土壤磷素形態(tài)及其剖面分布的影響圖 4-5 為三種灌溉處理土壤活性鐵與不同磷素形態(tài)占全磷含量比例之間的相關(guān)關(guān)系示意圖。對(duì)各相關(guān)方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果表明溝灌、滴灌和滲灌三種處理土壤活性鐵與土壤活性磷、NaOH-P、HCl-P和 Residual-P的比例之間均沒(méi)有顯著關(guān)系存在。這一結(jié)果與以往的研究并不一致，很多研究結(jié)果指出活性鐵為中性土壤中活性較高的氧化物（陳家坊，1983），因此通過(guò)吸附或絡(luò)合等過(guò)程影響土壤磷素的形態(tài)分布，

【參考文獻(xiàn)】

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