论文部分内容阅读
农田磷素流失控制是控制农业面源污染、防止水体富营养化的重要环节。胶体磷是农田磷素流失的重要组成部分，胶体磷流失机理及阻控技术已成为当前农田磷素研究的热点。本论文以稻田土壤胶体磷为主要研究对象，在对浙江省典型稻田径流胶体磷流失规律进行解析的基础上，开展了全国15个稻作区土壤水分散性胶体磷含量及其影响因素研究，探究了生物质炭添加对土壤胶体磷流失的阻控效果研究，为全面控制稻田面源磷素流失提供理论指导。具体研究结果如下：
(l)浙江省典型稻田现场调研结果表明，稻田径流胶体磷在粒径小于1μm总磷中的贡献比例为9％～73％。在降雨历程动态监测中稻田田面水和排水的胶体磷的贡献比例为21％～73％，田面水中胶体磷的贡献比例随降雨历程先不断升高，在45min左右达到峰值(73％)，后快速下降并稳定在40％左右;排水中胶体磷的贡献比例变化规律与田面水相似，呈先升高后下降的趋势，但其贡献峰值(50％)出现在30min左右，最终稳定在20％左右。在不同降雨强度下，稻田田面水和排水中胶体磷的贡献比例为9％～44％，降雨强度与胶体磷流失为正相关关系，线性回归系数为R2=0.53（田面水），R2=0.75（排水）。稻田田面水和排水流失的胶体磷中，胶体钼蓝反应磷(MRP)占比始终大于钼蓝非反应磷(MUP)。胶体磷的赋存形态以金属氧化物胶体磷、有机胶体磷以及金属氧化物.有机胶体磷为主。
(2)全国15个水稻主产区土壤水分散性胶体磷含量整体差异较大。水分散性胶体磷最大含量为66.49mg.kg-1（广西），最小含量为3.11mg.kg-1（四川），平均含量为15.29mg.kg-1。在除颗粒磷外的土壤水提取液总磷中，水分散性胶体磷的贡献比例为10.51％～84.47％，平均比例为51.2g％，其中8种土壤水分散性胶体磷含量的贡献比例超过50％，分别为采集于辽宁(53.98％)、云南(73.06％)、湖北(54.55％)、湖南(69.13％)、福建(84.47％)、广西(52.67％)、广东(65.61％)、浙江(79.77％)的土壤。土壤水分散性胶体磷含量受土壤pH、含沙量、含粘土量和水稳性大团聚体含量影响，其中土壤水稳性(＞0.25mm)大团聚体含量与土壤水分散性胶体、胶体磷含量相关性最高，皮尔森相关系数分别为-0.902(p＜0.01)、-0.819(p＜0.01)，为极显著负相关关系。
(3)添加不同比例生物质炭土壤胶体及胶体磷流失实验结果表明，土壤水分散性胶体磷含量的响应情况取决于生物质炭用量和土壤质地。与对照组相比，0.25％、0.50％和0.75％生物质炭（土壤质量比）添加后，15种土壤水分散性胶体磷含量平均削减了12.74％、38.38％和35.8g％，后两种处理无显著差异，说明生物质炭增加到一定量后，其削减效果的增加效应不明显;在不同质地土壤中添加生物质炭后，黏土水分散性胶体磷含量平均增加了30.47％，砂质壤土、粉砂质黏壤土、粉质壤土、壤质黏土水分散性胶体磷含量平均削减了44.85％、31.37％、27.88％、11.9％。因此，生物质炭不适于黏土水分散性胶体磷释放的阻控，在其余土壤中，生物质炭的推荐添加量为0.50％质量水平，等同于田间施加水平为125kg.ha-1。
(l)浙江省典型稻田现场调研结果表明，稻田径流胶体磷在粒径小于1μm总磷中的贡献比例为9％～73％。在降雨历程动态监测中稻田田面水和排水的胶体磷的贡献比例为21％～73％，田面水中胶体磷的贡献比例随降雨历程先不断升高，在45min左右达到峰值(73％)，后快速下降并稳定在40％左右;排水中胶体磷的贡献比例变化规律与田面水相似，呈先升高后下降的趋势，但其贡献峰值(50％)出现在30min左右，最终稳定在20％左右。在不同降雨强度下，稻田田面水和排水中胶体磷的贡献比例为9％～44％，降雨强度与胶体磷流失为正相关关系，线性回归系数为R2=0.53（田面水），R2=0.75（排水）。稻田田面水和排水流失的胶体磷中，胶体钼蓝反应磷(MRP)占比始终大于钼蓝非反应磷(MUP)。胶体磷的赋存形态以金属氧化物胶体磷、有机胶体磷以及金属氧化物.有机胶体磷为主。
(2)全国15个水稻主产区土壤水分散性胶体磷含量整体差异较大。水分散性胶体磷最大含量为66.49mg.kg-1（广西），最小含量为3.11mg.kg-1（四川），平均含量为15.29mg.kg-1。在除颗粒磷外的土壤水提取液总磷中，水分散性胶体磷的贡献比例为10.51％～84.47％，平均比例为51.2g％，其中8种土壤水分散性胶体磷含量的贡献比例超过50％，分别为采集于辽宁(53.98％)、云南(73.06％)、湖北(54.55％)、湖南(69.13％)、福建(84.47％)、广西(52.67％)、广东(65.61％)、浙江(79.77％)的土壤。土壤水分散性胶体磷含量受土壤pH、含沙量、含粘土量和水稳性大团聚体含量影响，其中土壤水稳性(＞0.25mm)大团聚体含量与土壤水分散性胶体、胶体磷含量相关性最高，皮尔森相关系数分别为-0.902(p＜0.01)、-0.819(p＜0.01)，为极显著负相关关系。
(3)添加不同比例生物质炭土壤胶体及胶体磷流失实验结果表明，土壤水分散性胶体磷含量的响应情况取决于生物质炭用量和土壤质地。与对照组相比，0.25％、0.50％和0.75％生物质炭（土壤质量比）添加后，15种土壤水分散性胶体磷含量平均削减了12.74％、38.38％和35.8g％，后两种处理无显著差异，说明生物质炭增加到一定量后，其削减效果的增加效应不明显;在不同质地土壤中添加生物质炭后，黏土水分散性胶体磷含量平均增加了30.47％，砂质壤土、粉砂质黏壤土、粉质壤土、壤质黏土水分散性胶体磷含量平均削减了44.85％、31.37％、27.88％、11.9％。因此，生物质炭不适于黏土水分散性胶体磷释放的阻控，在其余土壤中，生物质炭的推荐添加量为0.50％质量水平，等同于田间施加水平为125kg.ha-1。