不同施肥模式对蔬菜地氮素流失影响研究

郭旭彦

关键词：施肥模式；氮素流失；水质污染

前言：本文选定的试验地点在华北区域的河北省平泉市。平泉市河北省承德市的重要县级市，人均水资源占有量仅仅为全国人均水平的三分之一。随着我国社会经济的发展，平泉市的生态环境问题愈发凸显，环境污染问题愈发严重，目前已经造成了轻度水质污染，水体富营养化情况严重，地表水含有大量的氮、磷等元素，导致地表水出现了大量的蓝藻，严重影响了水质环境。

1.试验材料与试验方法

1.1试验概况

经过调查研究发现，平泉市地表水的氮元素中有29%来源于农田面源污染，磷元素有19%来源于农田面源污染，而产生这种问题的主要原因在于，试验区域的农业生产过程中肥料与农药的大量使用与投入。以蔬菜生产为例，平泉市每年蔬菜生产旺季每公顷需要投入的氮肥在560~1530公斤左右；每年蔬菜生产旺季每公顷需要投入的五氧化二磷在430~1186公斤左右。这样的数量严重超过了正常蔬菜生产所需要的肥料，属于过度施肥情况，氮元素与磷元素都会逐渐在土壤中积累，并且逐渐造成水质污染[1]。

本文选定的试验区在河北省平泉市A村，通过小区试验方式，对不同情况下的氮磷肥料使用量、配比以及不同施肥模式对蔬菜地氮素流失的影响。该试验区为亚热带季风气候，四季分明，有着充足的热量，平均温度在16.8℃，平均年降水量为1091.6mm，年平均日照时长为1940小时，试验区土壤为白泥土，适宜种植水稻。试验区的土壤肥力属于中等水平，黏土质地。

本次试验是在村镇中开展的社区研究试验，每个试验社区都需要种植两茬蔬菜，分别为茄子和白菜。两茬蔬菜的种植过程分别为：茄子：4月初播种，生长期2-3月左右；白菜，7月初施加基肥，三天后播种，4个月后采收。

设计六块施肥处理试验区，分别为①空白试验区CK；②施加常规化肥CF；③对施肥模式进行优化，施加肥料COF，即烟末有机肥；④单一施加有机肥OF；⑤增加氮肥INF（B+19%~24%氮）；⑥增加磷肥IPF（B+11%~17%五氧化二磷）。对于每一块试验田的处理，都重复三次。社区面积4×7.5㎡，按照随机排列的方式，每个径流区块之间以及区块及周边土壤之间，采用单砖水泥墙体制的田埂进行区隔，以避免不同区块之间、区块与周边地块之间的串水问题。每个区块都设置排水口，进行地表径流的测定。采用一次性的施肥方式，并对每个区块的施肥情况进行记录[2]。

①CK：不额外施加任何肥料；

②CF：向每公顷白菜各施加500公斤的氨水与碳铵，向每公顷茄子各施加500公斤的复合肥与碳铵；

③COF：向每公顷白菜施加10417公斤的鸡粪和500公斤的碳铵，向向每公顷茄子施加10417公斤的鸡粪和500公斤的碳铵；

④OF：每公顷白菜施加鸡粪20834公斤，每公顷茄子施加鸡粪20834公斤；

⑤INF：碳铵1080公斤。每公顷白菜施加鸡粪10417公斤，碳铵750公斤。每公顷茄子施加鸡粪10417公斤，碳铵750公斤；

⑥IPF：每公顷白菜施加鸡粪10417公斤，碳铵500公斤，普通钙元素250公斤；每公顷茄子施加鸡粪10417公斤，碳铵500公斤，普通钙元素250公斤。

1.3样本采集

①对于基础土壤的采集工作，需要在正式的试验开始之前，按照20厘米以内土层和20-40厘米之间土层进行土壤采集，并制备土壤样品，对土壤的养分情况进行测定。②对于径流量的记录与采样，可以采用径流池集水方法，在试验区块内安装规格为1.5米长、5.0厘米内径的PVP管材进行排水，管材设置径流池，规格为1.6m³，并在径流池表面加盖。在自然降水并且产生径流的情况下，对径流池的池面高度进行记录，进而以之为基础计算每一次的降雨的净流出量，并对水样进行采集，采集水量为500毫升。对径流水样进行均匀搅拌，采用定量滤纸进行过滤，滤纸及滤出物进行烘干与称重，并加以保存归档，每个区块的测试材料及样本放置在同一位置。对样本中的全磷与全氮进行测定，采集样本之后的滤液用来进行水样检测。收集完毕径流样本之后，对径流池中的水样进行排出，并清洗晾干径流池，以免对下次径流样本检测造成污染。通过量雨器对每一次的降水情况进行检测与记录，并取得500毫升的降水样本进行分析与测定。

1.4样本测试

通过流动分析仪设备进行水样硝态氮、铵态氮与总氮的测定工作；通过硫酸钾氧化-钼蓝比色法进行全磷的测定；通过氯化亚锡比色法进行磷酸根测定。就样本测定之后所得到的数据，采用WPS-表格进行统计，通过该SPSS软件对数据信息进行分析处理。

2.试验结果

2.1不同施肥模式对于菜地氮素流失的影响

2.1.1试验阶段的降水情况

在菜地试验过程中，对试验阶段内的降水情况进行观测，确定当年试验阶段内累计降水天数87天，降水量总集1245mm，并且主要集中在6、7、8月份阶段，其中降水量超过10mm的天数共计30天，连续降雨，且降水量超过40毫米的天数共计10天，并且都集中在6月份与7月份。

2.1.2不同施肥模式对于地表径流氮素流失的影响

在试验阶段，对试验菜地进行考察、测试、记录与分析等，以确定种植期间，不同施肥模式对于菜地地表径流氮素流失量的影响。本次试验所种植的蔬菜为两茬，这两茬蔬菜在种植与试验阶段进行了1.5监测，进行11次样本采集。在过程中，共计采集白菜种植区块样本4次，采集茄子种植区块样本7次[3]。

对本次试验期间的地表径流检测情况进行分析，可知以地表径流方式流失的氮素总量在每公顷68.12~92.11公斤，所流失的硝态氮总量为每公顷36.59~46.93公斤，在总氮流失量中所占的比重较高，是最为主要的氮素流失形式。铵态氮流失量为每公顷0.71~0.40公斤。

不通过施肥模式下，地表径流导致的总氮素量流失情况排序为：INF＞IPF＞CF＞COF＞OF＞CK。对不同施肥模式下的地表径流导致的总氮素量流失现象进行研究与分析，可以确定的是，使用有机肥与化肥相比，可以有效减少地表径流中的氮素流失，而INF和COF的增加，极大地加快了地表径流中氮素的流失[4]。

结语：土壤氮素养分的流失会造成严重的水质污染，而氮素流失与施肥方式息息相关。针对上述的不同施肥模式对于地表氮素流失的情况，可以适当减少氮肥使用量，或者采用氮肥深施的方式减少氮肥随地表径流流失。另外，在蔬菜施肥时，尽量通过单施有机肥的方式减少氮素的流失，并尽量避免对氮肥的增施，同时大力研发更加高效与环境友好的蔬菜施肥模式，以进一步减少水体污染的情况产生。

参考文献：

[1]忻加义.不同施肥模式对蔬菜生长、氮肥利用及菜地氮流失的影响[J].农业科技与信息,2016(11):109.

[2]徐捷,单立楠,俞丹萍,李竺霖,何云峰.不同施肥模式对甘蓝氮素利用与流失的影响[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),2013,39(05):556-564.

[3]俞丹萍.不同施肥模式对设施黄瓜地渗漏水氮磷流失、黄瓜品质产量的影响及最优施肥模式的评判[D].浙江大学,2012.

[4]张颖飞,蒋治国,堵燕钰,赵言文.不同施肥模式对蔬菜产量及菜地氮流失的影响[J].水土保持通报,2011,31(05):54-58.