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减少氮磷随降雨径流流失的对策

2024-02-09 来源:爱问旅游网


减少氮磷随降雨径流流失的对策

摘要氮、磷的流失受到各种因素的影响。介绍了有效减少氮、磷随降雨径流的流失的对策措施,包括控制降雨径流携带氮、磷进入水体,科学合理施肥,科学合理灌溉等,以期减少过量投肥,为科学施肥提供科学依据。

关键词氮;磷;降雨径流;流失;对策

土壤特征、地形地势特征、施肥方式等都会在一定程度上影响氮、磷的流失。陈金林等[1]研究表明,将沟渠与农田之间的缓冲林带宽度设置为40∶100,此时对地表径流中的氮、磷净化效果最好,小麦—水稻轮作条件下,净化效率分别为31%、87%;油菜—水稻轮作条件下,效率可以分别50%和29%。因此,通过改变坡地开沟、耕作制度、施肥方式等,进而减少氮磷随地表降雨—径流流失。通过前人对氮、磷流失的研究分析,找到能有效控制降雨径流携带的氮、磷进入水体的主要方式,选用科学合理的施肥方式和农业耕作方式,减少氮、磷在地表的积累和向水体的迁移,减少过量投肥,为科学施肥提供科学依据。

1控制降雨径流携带氮、磷进入水体

1.1田间工程手段

降雨量属于自然气象现象,不能人为控制,但可以通过一定的田间工程手段,处理农田径流,减少径流携带的氮、磷进入水体。在农田和水体之间建立草地或林地绿化区、缓冲带、保护农田附近植被等,可以有效地把农田与水体隔离,从而使土壤或作物更多地吸收污染物,同时降低径流流速,沉淀悬浮的污染物。坡地农田的水沟可以有效控制地表径流,防止水土侵蚀。整修田间水渠,建好农田灌排配套工程不仅可以减少农田氮、磷对水体的污染,而且能明显提高水分和化肥利用率。

1.2养殖水塘体系

我国南方地区农村广泛利用水塘进行灌溉和水产养殖,是有效调蓄降雨径流的办法。可以使径流携带的很大的一部分养分沉积下来,并且减少降雨对土壤的侵蚀。多塘系统对减轻农田流失氮、磷等高营养物质的效果十分理想,对过境营养物质的去除率可以达到90%以上[2]。

2科学合理施肥

2.1合理选择肥料品种

不同肥料品种的流失程度也有所不同。以氮肥为例,不同种类氮肥经过田间

的各种途径作用,成为径流中氨氮的重要来源[3]。而其氮素的淋失率差异较大,碳氨、硫酸氨损失量明显较小,而尿素次之,损耗率最大的为硝酸钾[4]。选择合适的施肥种可有效减少各种流失,不同化肥品种在田间的流失顺序为:硝酸铵>碳铵>氯化铵>氮肥+有机肥,在农业生产过程中,尤其是作物秧幼苗时期,应减少碳铵这类分解速度快的肥料施用,多施尿素等有机肥,因为有机肥中的腐殖质可以提高土壤的保肥性能,还可以增强土壤微生物的数量和活力,利用土壤微生物先将化肥氮同化,然后再缓慢释放,提高氮肥的利用率,减少氮肥流失[5]。

2.2严格控制肥料用量

应当科学合理施用肥料,在满足作物生长需求的同时减轻对环境的危害。通过氮肥的控制施用、科学选用肥料品种和施肥时间等方法,来实现养分的收支平衡和优化肥料施用。例如通过控制氮肥用量来平衡氮、磷、钾的比例,提倡肥料深施及分次施用。这样不仅能够提高化肥的利用率,还可以减少氮的径流损失和淋溶损失,减轻环境压力。

2.3确保施肥时机适宜

降水强度对氮素淋失率也存在影响,其小于土壤入渗率时,表土中的氮素将沉积于深层土壤(尤其是硝态氮),这些氮素在土壤发生侵蚀时,随水分下渗,并在土壤剖面滞留、扩散。除了一部分被作物的根系吸收,还有一部分则到达更深的层次,作物根系无法到达,因此进入地下水,导致地下水源发生污染[6]。应该尽量避免降雨前施肥,尤其避免暴雨前施肥或施肥后排水。水稻的生育苗期距施基肥的时间间隔短,田间氮素浓度高,而且,苗期水稻的叶面积指数小,稻田覆盖率低,作物水土保持力较差,降雨对地表的作用力较大,从而导致径流和土壤侵蚀对污染物的携带能力比较强。施肥量与氨氮浓度变化密切相关,其中施肥水平和追肥方式对氨氮在土壤和土壤溶液中的浓度影响主要在水稻生育期,但对硝氮含量的影响不大。在吴建富等[7]研究的各个处理中均以苗期输出氮量最大,分蘖期次之,2次合计,单施化肥处理约占外排水中氮素输出量72.2%,配施有机肥的占64.3%~66.6%。

3科学合理灌溉

不同灌溉方式下氮的流失也不同。例如,节水灌溉方式对氨氮的挥发损失影响明显,节水灌溉条件下硝态氮的浓度明显大于淹灌。节水灌溉方式对氨氮的挥发损失影响明显(节灌较淹灌高22.9%),崔远来等[8]研究了不同水肥条件下水稻田氮素的运移与转化,研究结果显示:节水灌溉条件下渗漏液中NH4+-N及NO3--N浓度偏高,但由于此时总渗漏量显著减少,氮的总淋失损失较淹灌条件少。因此,采用节水灌溉能有效减少氮素对地下水的污染,减少氮的流失。对于水田,选择合理的节水灌溉方式,不仅可以提高灌溉水和降雨的利用效率,减少降雨径流量和渗漏量,而且能够在一定程度上减少随径流、入渗流失的氮、磷,减轻环境压力。节水灌溉条件下硝态氮的浓度明显大于淹灌。但由于此时总渗漏量显著减少(渗漏量一般可减少30%~40%,高的可达60%~70%[9]),氮的总淋洗损失较淹灌条件少,因此采用节水灌溉能有效减少氮素对地下水的污染。另外,

作物在一定生育阶段适当的水分胁迫,能够提高作物对水、肥、气的吸收能力,提高作物产量。

4参考文献

[1] 陈金林,潘根兴,张爱国,等.林带对太湖地区农业非点源污染的控制[J].南京林业大学学报:自然科学版,2002,26(6):17-20.

[2] 李贵宝,周怀东,尹澄清.我国“三湖”的水环境问题和防治对策与管理[EB/OL].[2014-04-02].中国水利网,http://www.chinawater.net.cn/CWSnews/newshtm /y011114-1.htm.

[3] 张志剑,董亮,朱荫湄.水稻田面水氮素的动态特征、模式表征及排水流失研究[J].环境科学学报2001,21(4):475-480.

[4] 张庆利,张民,田维彬.包膜控释和常用氮肥氮素淋溶特征及其对土水质地影响[J].土壤与环境,2001(2):98-103.

[5] 张新.基于系统动力学的稻田回归水模拟[D].武汉:武汉大学,2005.

[6] 张兴昌,邵明安,付会芳.多年生黑麦草草地矿质氮淋溶与径流流失的关系[J].草地学报,2000,8(2):82-87.

[7] 吴建富,张美良,刘经荣,等.不同肥料结构对红壤稻田氮素迁移的影响[J].植物营养与肥料学报,2001,7(4):368-373.

[8] 崔远来,李远华,吕国安,等.不同水肥条件下水稻氮素运移与转化规律研究[J].水科学进展,2004,15(3):280-285.

[9] 茆智.水稻节水灌溉及其对环境的影响[J].中国工程科学,2002,4(7):8-16.

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