不同肥料种类与施肥模式对旱田土壤氮、磷垂直迁移影响及淋失风险评估

随着农业产业结构的调整，有机农业与循环农业的发展日益受到人们的重视，而此过程中如何施用循环有机肥及其可能对土壤和水体环境带来的威胁应给与更多关注。本研究针对下辽河平原地区有机肥资源丰富，但施用不合理、不均衡的现象，以中科院沈阳生态实验站4组长期田间试验为平台，结合室内模拟研究，开展不同有机肥、氮肥、磷肥用量和不同施肥模式下土壤中氮、磷积累与垂直迁移特征、土壤养分状况、养分利用效率和作物产量结构特征变化等一系列研究，揭示该地区有机肥与化肥对深层土壤氮、磷积累及地下水中氮、磷浓度变化的贡献，评估不同肥料种类、用量与不同施肥模式下土壤氮、磷淋失风险，建立适合该地区的有机肥施用标准，优化有机-无机肥配施比例，构建合理施肥模式，为指导农民合理施用有机肥、控制土壤氮、磷淋溶对地下水体的污染提供理论依据。

依托多组长期定位实验，本研究开展了不同氮肥、磷肥和有机肥用量下氮、磷的垂直迁移与产量结构特征的影响。.淋溶试验表明，氮的淋溶量随土柱的增高而降低，随施肥量的增加而增加，0~20、0~40、0~60和0~80 cm土柱总氮的淋溶量分别在4.9~51.8、2.9~49.3、2.4~39.3和1.1~24.4 kg hm-2；有机肥处理无论是氮的淋溶量还是其占施肥量的比例都明显高于化肥处理，说明施用有机肥导致更多氮淋溶；淋溶液中氮以硝态氮含量最高、有机氮次之、铵态氮最低，分别占总氮的73.6、25.6和0.8%，且不受施肥量、肥料类型及土柱高度的影响。长期化肥氮施用量250 kg hm-2或有机肥施用量25 t hm-2，会有大量的氮淋溶到深层土壤或地下水中。该区旱地农业施氮量为150 kg hm-2较为适宜。.磷淋溶主要发生在0~20 cm土层，淋溶量在81.1 g hm-2到115.3 kg hm-2之间，随施肥量的增加而增加，而0~80 cm土柱磷淋溶量很低；有机肥与化肥相比，会导致更多的磷淋溶；淋溶液内磷的形态以无机磷为主，占总量的76.9%，有机磷占23.1%，肥料类型对此没有明显影响。该地区潮棕壤土壤速效磷淋溶临界值为80.2 mg kg-1，玉米和大豆的土壤速效磷产量临界值分别为11.9和10.8 mg kg-1。表层土壤速效磷增长率与磷肥施用量呈显著性正相关，直线回归方程为y=0.113x-2.769（R2=0.999**），结合产量临界值、淋溶临界值和速效磷增长率与施磷量关系，对不同的速效磷水平土壤给出了推荐方法适宜的施磷量的方法。.本研究还分析了不同氮肥、磷肥和有机肥用量对玉米体内养分浓度、分配及每形成单位籽实产量收获养分量的影响。结果表明：随肥料用量增加，玉米对相应养分存在奢侈吸收。每形成单位经济产量所需相应养分量增加，降低了养分利用效率。.综上，该地区氮、磷化肥适宜用量分别为150 kg hm-2和25 kg hm-2，不仅可以满足作物生长需求，而且不致造成氮、磷养分向地下水迁移而影响环境。对于有机肥，用量不宜超过10 t hm-2，为保障产量，该地区旱地农业生产应以有机-无机肥配施为主要施肥模式。