不同有機碳源對滇池沿湖大棚土壤水溶性氮、磷調控的研究

楊育華，支國強，和蘭娣，劉滔，王丕祥

(1.昆明市環境科學研究院，云南昆明650032;2.云南垚淼環保科技有限公司，云南昆明650032)

不同有機碳源對滇池沿湖大棚土壤水溶性氮、磷調控的研究

楊育華1，支國強1，和蘭娣1，劉滔2，王丕祥2

(1.昆明市環境科學研究院，云南昆明650032;2.云南垚淼環保科技有限公司，云南昆明650032)

采用大田試驗方法，研究了5齡大棚土壤在不施肥(CK)、常規施肥(CH)、混合秸稈粉(CF)和褐煤粉(MF)4種處理下對土壤水溶性氮、磷調控的影響。結果表明，在不影響作物產量的前提下，CF、MF和CK與CH相比均能降低土壤水溶性氮含量水平，而CF、MF可促進土壤水溶性磷解吸;CF、MF與CK相比，CF促進土壤水溶性磷的釋出，MF抑制了土壤水溶性磷的釋出。

有機碳源;大棚土壤;水溶性氮磷;調控

大棚種植規模的增加，化肥、農藥的不合理使用，造成了大棚土壤的很多問題，還對環境造成了污染，其中以水體富營養化最為明顯。有機碳與土壤微生物、土壤動物、土壤植物及土壤理化性狀之間關系密切。目前對利用不同形態有機碳源來調控農田土壤水溶性氮、磷方面研究報道較少。因此，開展有機碳對大棚土壤水溶性氮、磷釋出的影響研究，探討添加外源有機碳調控大棚農田土壤有效態氮、磷流失的可行性，能指導農業固廢的產業化發展和產品使用，為大棚農業可持續發展和防控農田面源污染提供新思路。

1 試驗材料和方法

1.1 試驗地點和供試土壤

試驗于2008年2月10日至8月1日在呈貢縣馬金鋪鄉莊子村進行。該研究區土壤類型為水稻土，選擇滇池沿湖地區具有代表性的5齡蔬菜大棚，此類大棚以葉菜類蔬菜種植為主，多年平均復種指數為4～6茬，化學肥料N、P2O5和K2O肥施用量(折純量)分別為1890.0kg/hm2·a、337.5kg/hm2·a和337.3kg/hm2·a，N∶P2O5∶K2O鉀比例接近6∶1∶1，折合施用強度2565.0kg/hm2·a。大田試驗土壤基本理化性質見表1。

1.2 供試材料

添加材料:玉米秸稈粉、小麥秸稈粉、褐煤粉、尿素、復合肥。

供試作物:油麥菜、黃白菜、意大利生菜(漂浮苗)。

表1 大田試驗土壤基本理化性質

1.3 試驗設計

采用裂區區組試驗法，設置空白、常規施肥、玉米秸稈粉+小麥秸稈粉和褐煤粉4個處理，每個處理重復4次，共設16個小區。編號分別為:CK、CH、CF和MF。CH在定植后7d追施尿素和復合肥，CF、MF在定植前當基肥一次撒施。單個重復小區面積為12m2，每個重復之間留40cm的保護行。利用噴灌的方式澆水，種植期澆水方式和澆水量相同。第一茬2月10～3月23日，第二茬3月24日～5月10日，第三茬5月11日～6月19日，第四茬6月20日～8月1日。各處理添加物用量見表2。

表2 單個重復試驗處理添加物用量表(實物量)

1.4 采樣及測定方法

土壤采樣分別在定植前、定植后15d(生長中期)、定植后30d(收獲時)，隨機采樣，采集深度0～30cm。土樣風干剔雜。用酚二磺酸法測定硝態氮，浸提液按風干土∶水比(w/w)1∶10，放入恒溫培養箱25℃靜置24h取上清液。指標檢測方法按國家標準＞行業標準＞常規方法順序執行。

2 結果與分析

2.1 不同處理對土壤浸提液氮的影響

從圖1看，處理CF、MF與CK對比，隨著有機物料投入時間的延長，土壤浸提液水溶性氮釋出量呈現促進向抵制的趨勢，并且這一趨勢在纖維質類易腐有機物上表現比較明顯，而穩定態有機物則表現不明顯。處理CF與CK相比，對土壤浸提液中水溶性氮增減率變幅達－72.47%～5.27%，從前兩茬的－72.47%～－40.47%降至后兩茬的－25.85～5.27%。MF與CK處理相比，對土壤浸提液全氮增減率變幅為－18.97%～15.98%，從前期－18.97～－12.59%，降至后期的4.39～15.98%。而CF、MF與CH相比，隨著有機物料施用周期的延長，土壤浸提液水溶性氮濃度水平總體呈下降趨勢，特別對土壤硝態氮的控制作用極為明顯。土壤浸提液氮控失率幅度分別達24.04%～91.97%和19.45%～93.33%。

圖1 土壤浸提液氮變化趨勢

2.2 不同處理對土壤浸提液磷的影響

從圖2看，處理CH與CK相比，除了第四茬末期土壤中水溶性磷比CK的高外，在種植期相同時間CH處理的比CK的低，平均低24.6%。處理CF與CK相比，對土壤中水溶性磷調控不明顯，平均低0.7%。處理MF與CK相比，土壤中水溶性磷在任何種植期都比CK低，平均低26.4%。土壤中水溶性磷含量依次為CK＞MF＞CH＞CF。

圖2 土壤水溶性磷變化趨勢

2.3 對作物產量的影響

試驗共計連續種植蔬菜4茬，平均產量，CK2514 kg/茬·hm2、CH2487kg/茬·hm2、CF37185kg/茬·hm2和MF34695kg/茬·hm2，產量高低水平比較為CK＞CH＞CF＞MF。

3 討論

不施肥處理水溶性磷高于施肥水平與常理不符。試驗土壤全N/全P分別為CK:0.80，CH:1.15，CF:1.09，MF:1.00;速效態N/P分別為CK:0.72，CH:1.15，CF:0.81，MF:1.13，其中CK處理全N/P＜1，其余都＞1，而速效態N/P則是CK、CF均＜1，而CH、MF均＞1，可能是種植過程中作物生長、土壤生物活動和pH變化導致土壤固定態或有效態的N/P交互結果，有待進一步研究。也有研究表明，相同土壤氮、磷水平下，施用氮肥會增加磷的溶解度和有效性。CF和MF與CH相比，CF平均增加了32.9%的水溶性磷釋出，MF增加不明顯，平均僅為2.14%，說明易腐類有機物施入土壤中可促進土壤磷的礦化。這與王濤、張維理等研究的滲漏方式下，有機肥用量低時顆粒態磷是主要流失形態，有機肥用量達到中等或較高水平時水溶性磷是流失的主要形態，結果是一致的。但關于土壤N/P與氮、磷含量水平之間的關系需要進一步研究，研究結果可作為指導農田施肥和相關專用肥料生產的重要依據。易腐有機物料(包括有機肥)的施用會增加土壤磷流失的風險，但從農業生產與水污染防治角度看，農業固廢還田是土壤磷素的一個重要補充，也是從源頭降低磷肥施用強度和有效調控土壤磷富積水平的生態途徑。在合理施肥的情況下，土壤磷素也會逐漸積累，所以必須嚴格注意磷素的積累過程，適時調整磷肥用量，不使磷素積累達到危害環境的程度。

4 結論

隨著有機物料施用周期的延長，土壤浸提液水溶性氮濃渡水平總體呈下降趨勢，特別對土壤硝態氮的控制作用極為明顯。對于5齡大棚在生產過程中近半年時間內，在不施用化學肥料的情況下仍然可以保證作物產量。

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A Research on the Regulation of Water Soluble Nitrogen and Phosphorus in the Green House Soil around Lake Dianchi by the Different Organic Sources

YANG Yu－hua1，ZHI Guo－qiang1，HE Lan－di1，LIU Tao2，WANG Pi－xiang2
(1.Kunming Institute of Environmental Science，Kunming，Yunnan 650032 China)

In the field test，the green house soil with five different ages has been tested with four treatments to study its water soluble nitrogen and phosphorus when there is no fertilizer application(CK)，or with regular fertilizer application(CH)，or applied with mixed crop straw powder(CF)or grinded brown coal(MF).The results show that when the crop yield is not affected，the content of water soluble nitrogen in the soil is reduced under the treatments of CF，MF and CK rather than CH.The desorption of the water soluble phosphorus in the soil could be enhanced by CF and MF.When CF and MF are compared with CK，CF could help release the water soluble phosphorus in the soil while MF does the opposite.

organic carbon source;green house soil;water soluble nitrogen and phosphorus;regulation

X13

A

1673－9655(2012)06－0006－03

2012－07－05

國家水體污染控制與治理科技重大專項研究課題(2008ZX07102－004)。

楊育華，工程師，昆明市環境科學研究院。