三种牧草对三峡库区旱坡地氮磷养分流失的影响

苟桃吉，高明，王子芳，刘彬彬，黄容(西南大学资源环境学院，重庆 400716)



三种牧草对三峡库区旱坡地氮磷养分流失的影响

苟桃吉，高明*，王子芳，刘彬彬，黄容
(西南大学资源环境学院，重庆 400716)

本研究以三峡库区王家沟小流域为对象，通过田间试验和室内分析相结合的方法，以种植常规玉米为对照(T1)，利用2015年5-8月自然降雨采集的地表径流样品，研究了黑麦草(T2)、墨西哥玉米草(T3)、大力士甜高粱(T4)三种牧草对三峡库区旱坡地氮磷流失的影响，为三峡库区种植结构调整及面源污染防治提供科学依据。结果表明，3种牧草均能显著减少径流及泥沙中的氮磷养分流失量，以墨西哥玉米草效果最佳；降雨造成的氮磷养分流失以泥沙为载体为主要流失途径，占总氮、总磷流失量的76.34%～79.97%和81.69%～83.90%；黑麦草、墨西哥玉米草的生物量及干物质积累量最高，分别为玉米处理的4.45、1.52倍和4.89、1.53倍，种植4种植被的养分截存效果表现为T2、T3>T4>T1。考虑到养分截存效果及饲用经济效益，三峡库区旱坡地应优先选择种植墨西哥玉米草，其次选择黑麦草，代替传统的玉米种植模式。

三峡库区；旱坡地；牧草；养分流失；小流域

三峡库区地处四川盆地与长江中下游平原的结合部，大部分地区处于川东褶皱地带，60%以上的土地为坡耕地，70%以上的土壤为抗蚀性较差的紫色土，土地裸露度高，植被覆盖率低，是中国水土流失最严重的地区之一[1-2]。库区人多地少，耕地垦殖率及复垦率高，化肥使用量大，导致大量养分累积在土壤中，降雨集中，土壤中过量的氮磷元素随降雨径流及泥沙释放到水体中，导致库区的水体富营养化现象日趋严重[3-4]。近年来，学者们对全国各地坡耕地的养分流失情况进行了大量研究。目前，对草篱技术在防治南北方坡耕地水土及养分流失方面效益的研究最为广泛[5-8]，主要集中在人工模拟降雨的条件下，探讨不同降雨量、雨强下径流及泥沙携带氮磷元素流失的情况[9-10]，同时还包括不同耕作方式，不同施肥方式，不同土地利用类型等因素对坡耕地氮磷养分流失影响的研究。彭玲等[11]研究发现，在苹果园种植牧草后，0～20 cm土层总氮含量高于单作苹果，而20～40 cm及40～60 cm土层总氮含量低于单作苹果，表明种植牧草能有效减少氮素向深层土壤淋溶损失。相关牧草研究表明，黑麦草(Loliumperenne)和墨西哥玉米草(Purusfrumentum)营养价值高，适口性好，大量种植后可作为高效牧草缓解农区饲草短缺的问题[12-13]。周红等[14]研究表明，墨西哥玉米草的营养成分含量明显优于普通青贮玉米。饲用甜高粱(Sorghumbicolor)是北方重要的绿色能源作物，其营养成分及饲用价值仅次于青贮玉米，其产量及糖分显著高于玉米[15-16]。林超文等[17]研究表明，黑麦草的根部生长快，根系发达，根系固土能力强，墨西哥玉米草刈割后再生能力较强，均有利于减少水土流失。以往的研究均是以裸地为对照或研究种植单一作物对坡耕地氮磷流失的影响，而在自然降雨条件下，以常规种植的作物为对照，探讨不同植物特别是牧草种植对三峡库区旱坡地氮磷养分流失影响的研究鲜有报道。本试验结合长江中上游的气候特点，选用黑麦草、墨西哥玉米草和大力士甜高粱3种牧草，以常规作物——玉米作为对照，探讨在自然降雨过程中，种植4种植物对三峡库区旱坡地养分流失的影响，以期为三峡库区种植结构调整及面源污染防治提供科学依据，同时牧草收获后可作能源作物或饲草，实现农业循环利用。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于三峡库区涪陵段珍溪镇王家沟小流域(107°29′43″-107°31′01″ E， 29°53′27″-29°54′37″ N)，系长江一级支流。三峡库区主要以旱坡地为主，耕地土壤质量差、土壤流失严重，是典型的生态脆弱区。其中山坡丘陵面积占97.3%，大于30度的坡地面积占一半以上，由风化的花岗岩、紫色岩发育形成的紫色土占库区耕地的69.2%，以物理风化为主，成土作用弱，土壤抗蚀性差，保水保土力弱，库区土壤流失严重。

试验区地形东南部较高，多为丘陵山地，西北部地势较低，多为河谷丘陵、低山，海拔150～330 m。属亚热带季风气候，年均气温18 ℃，多年平均降雨量1100 mm，雨季为每年4-10月，年积温(≥10 ℃)5300 ℃，年日照时数1055 h，无霜期331 d，试验区耕地以土层薄的旱坡地为主，土壤类型为紫色土。

1.2 试验设计

采用微区试验方法，设置径流小区的坡度为9°，试验小区采用M7.5浆砌砖结构修建，每个小区内径长2.5 m，宽2.0 m。浆砌砖侧墙出露地面0.2 m高，埋于地面0.3 m深。在小区顶部外开挖0.3 m宽，0.3 m深的土沟，用于截留坡顶非试验区产生的地表径流和侵蚀泥沙，以减小试验误差。试验小区底部设计0.2 m深，0.3 m宽的截水沟，用于汇集试验小区因降雨产生的地表径流和侵蚀泥沙。截水沟汇集的地表径流和侵蚀泥沙通过一根长0.3 m，直径为0.1 m的PVC管排到沉沙函中。沉沙函用于收集试验小区产生的地表径流和侵蚀泥沙。沉沙函长0.5 m，宽0.5 m，深0.5 m，体积为0.125 m3，采用M7.5浆砌砖结构修建，函底和内壁用1∶2.5砂浆抹面20 mm厚，以防止渗漏。

试验设4个处理，3次重复，共12个处理，随机区组排列。4个处理设计如下：T1，常规施肥+玉米；T2，常规施肥+黑麦草；T3，常规施肥+墨西哥玉米草；T4，常规施肥+大力士甜高粱。

供试玉米品种为渝单15(国审玉2005 031)，种植密度为45000株/hm2。施肥量采用当地农民常规使用量1875 kg/hm2。供试玉米2015年3月1日开始育秧，3月26日移栽并施基肥(玉米专用复合肥：GB15063-2009，同时播种3种牧草)，4月16日，各玉米试验小区施追肥，供试玉米于7月25日收割。

供试黑麦草品种为冬牧70黑麦草，播种量为45 kg/hm2。在播种前施基肥，氮肥900 kg/hm2、磷肥45 kg/hm2、钾肥90 kg/hm2，等黑麦草长高至40～50 cm，割第1次草，以后每隔20～30 d收割1次，每次割草后留茬至少5～6 cm高。于割草3～5 d后追肥，追肥尿素150 kg/hm2，并结合灌水，每次收割后中耕除草松土1次。

供试墨西哥玉米草优12，播种前用35 ℃温水浸泡24 h。温度稳定在15 ℃左右即可播种，播种前土地要平整，播种量为22.5 kg/hm2，基肥施尿素450 kg/hm2，等苗长高至30 cm，追肥施尿素150 kg/hm2，苗长高至1.4 m以上可第1次刈割，割时应在分蘖点以上开镰，以后每隔20 d左右收割1次，可在收割当天或第2天结合灌水及除草松土，每次收割3～5 d后追肥尿素150 kg/hm2。

供试大力士甜高粱播种量为22.5 kg/hm2，基肥施尿素450 kg/hm2，拔节时中耕追肥施尿素150 kg/hm2，株高达到1.2 m时第1次收割，每次收割3～5 d后追肥施尿素75 kg/hm2。当株高再长到1.2 m时可第2次收割，每次收割必须留茬10～15 cm。

于2015年3月25日，在玉米移栽前，采集各径流小区内0～20 cm混合土测定出小区土壤基本性质为：pH 5.8，全氮1.61 g/kg，碱解氮 106 mg/kg，全磷 1.24 g/kg，有效磷 33.61 mg/kg，全钾 16.13 g/kg，速效钾 124 mg/kg。

根据玉米生长季，于3月26日移栽玉米的同时播种3种牧草，同年5月18日对牧草进行第1次刈割，6月14日对牧草进行第2次刈割，7月25日收割玉米及3种牧草。待玉米移栽及牧草播种后，玉米收获前(2015年5月至8月)采集样品，由于4月降雨量少(仅40.8 mm)，降雨强度低，且土壤墒情差，未形成明显径流，因此本研究的玉米生长季采集了5月3日、5月16日、6月4日、6月19日、7月4日、7月22日、8月20 日共7场自然降雨的径流产流时间及径流量。降雨情况采用虹吸式日记雨量计(DSJ2，中国上海)测定，径流量则采用SW40型日记式水位计(中国南京)结合45°三角堰流量查表计算。

1.3 试验方法

采样在每次降雨径流终止后进行，将小区引水槽淤泥扫入径流池，用水搅拌均匀，在池中取柱状水样2～3个(总量1000～3000 mL)，并混合在一起。取2500 mL混合样于密闭容器中，滴入4 mL浓硫酸终止微生物活动，然后将其置于4 ℃下保存以待后期养分测定；将剩余的500 mL水样沉淀并过滤，采用烘干称重法测定其泥沙含量。待水样采集完毕，清池，采用静置过滤的方法收集径流泥沙样品。供实验室内进行养分分析。

径流水样中测定总氮、硝态氮、铵态氮、总磷4个指标：将水样分成两份，一份用0.45 μm滤膜抽滤，过滤后的溶液用于测定硝态氮(NO3--N)和铵态氮(NH4+-N)，另一份不抽滤，用于测定总氮(total N,TN)和总磷(total P,TP)。其中TN采用碱性过硫酸钾消解―紫外分光光度法测定；TP采用过硫酸钾消解―钼酸铵分光光度法测定；NO3--N采用紫外分光光度法测定；NH4+-N采用纳氏试剂比色法测定[18]。

径流泥沙样中测定总氮、总磷2个指标：总氮采用H2SO4-H2O2消煮―蒸馏滴定法测定；全磷采用H2SO4-H2O2消煮―钒钼黄比色法测定[19]。以上水样及土样分析方法详细步骤见《水和废水监测分析方法》[18]和《土壤农业化学分析》[19]。

1.4 数据处理

坡面泥沙流失量计算：

式中：A为泥沙总流失量；Gi为次降雨径流量；Ni为次降雨径流中泥沙含量。

坡面径流氮、磷流失量计算：

式中：TN、TP为土壤氮、磷总流失量；Gi为次降雨径流量；Ni为次降雨径流中氮(磷)平均含量。

采用Eexcel和SPSS软件对试验数据进行统计分析，并用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同处理对径流中养分流失的影响

2.1.1 径流中的总氮、总磷流失量 整个试验监测期，与常规玉米(T1)处理相比，黑麦草(T2)、墨西哥玉米草(T3)、大力士甜高粱(T4)牧草种植处理在不同次降雨产生的径流中总氮、总磷含量均下降。3种牧草处理的径流总氮流失总量比T1处理分别下降了45.11、55.30和45.56 mg/m2。如图1所示，当降雨量小于60 mm时，各处理的径流总氮流失量表现为T1>T4>T2、T3，其中除T2和T4处理在8月20日即地上部分全部收割后，采集的径流总氮流失量与T1处理间不存在显著差异外，牧草处理在其他次降雨采集的径流总氮流失量均显著低于T1处理(P<0.05)；当降雨量超过60 mm时，各处理的径流总氮流失量均超过了27 mg/m2，具体表现为T1>T2>T3、T4，同时6月4日(平均雨强3.37 mm/h)牧草处理的总氮流失量比T1处理显著减少了9.62～16.61 mg/m2，而6月19日(平均雨强4.17 mm/h)牧草处理比T1处理显著减少了6.20～10.13 mg/m2，低于6月4日，这是因为一方面玉米叶面阻挡了降雨的冲刷，降低了土壤径流量，另一方面试验于6月14日对牧草进行了第2次刈割，刈割后的植株生长速度快，对氮素的需求量增加，大量吸收了土壤中的氮素，因此在6月19日T2、T3、T4处理的总氮流失量低于6月4日。

牧草处理的径流总磷流失量总量比T1处理下降了28.21%～38.15%，从图2可以看出，当降雨量小于60 mm时，各处理的径流总磷流失量表现为T1最大，其中除T4处理在8月20日采集的径流总磷流失量与T1处理差异不显著外，牧草处理在其他次降雨采集的径流总磷流失量均显著低于T1处理(P<0.05)，T2、T3、T4之间未呈现出明显规律，这可能是因为不同种类牧草在不同阶段对磷素的需求量不同；当降雨量超过60 mm时，牧草处理的总磷流失量比T1处理显著减少21.1%～38.48%，各处理的径流总磷流失量表现为T1>T4>T2>T3，表明在强降雨条件下，墨西哥玉米草在减少旱坡地磷素流失方面效果最佳。

图1 不同处理下次降雨径流中总氮流失量Fig.1 The loss amount of total nitrogen in the runoff under different treatments

图2 不同处理下次降雨径流中总磷流失量Fig.2 The loss amount of total phosphorus in the runoff under different treatments

不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同。The different small letters mean the significant differences atP<0.05, the same below.

2.1.2 径流中的硝态氮、铵态氮流失量 整个试验监测期， T2、T3和T4牧草种植处理在不同次降雨产生的径流中硝态氮含量均显著低于常规玉米种植处理T1。如图3所示，当降雨量小于60 mm时，各牧草处理的径流中硝态氮流失量之间差别仅为0.08～0.54 mg/m2，但未呈现出明显规律；当降雨量大于60 mm时，各处理的径流中硝态氮流失量具体表现为T1>T2、T4>T3，其中6月4日(平均雨强3.37 mm/h)T2、T4牧草处理与玉米处理T1差异不显著，而6月19日(平均雨强4.17 mm/h)的3种牧草处理均显著低于玉米处理T1，尤其是T3处理的径流中硝态氮流失量仅为T1处理的74.93%。

如图4所示，当降雨量小于35 mm时，各处理径流中铵态氮流失量差异均较小，仅为0.01～0.39 mg/m2；当降雨量大于35 mm时，各处理的径流铵态氮流失量具体表现为T1> T4>T2>T3，其中T3处理径流铵态氮流失量仅为T1处理的45.58%～64.63%。可见在降雨量不是特别大(5月16日、7月22日)时，牧草种间就出现了明显的铵态氮流失量差异，且在降雨量较大时(6月4日、6月19日)，T3处理依旧表现出截留铵态氮的显著优势，表明墨西哥玉米草在减少径流中的铵态氮含量方面的能力极佳。

径流中的氮素流失形态以硝态氮为主，其中硝态氮占总氮流失量的65.78%～72.19%,铵态氮占27.89%～34.22%(图5)。在试验结束后，与T1处理相比，T2、T3和T4牧草种植处理均显著降低了硝态氮流失总量和铵态氮流失总量，其中牧草处理的硝态氮流失总量和铵态氮流失总量分别较T1处理下降了6.96～9.31 mg/m2和1.14～5.12 mg/m2，但各牧草处理间差异不显著。

2.2 不同处理对泥沙中养分流失的影响

2.2.1 泥沙流失量 如图6所示，整个试验检测期，除6月19日外，牧草处理T2、T3、T4泥沙流失量均低于玉米处理T1，其中T3处理的泥沙流失量总是显著低于T1处理。 6月19日T2、T3、T4处理的泥沙流失量(98.64、89.46、94.52 g/m2)达到试验监测期最高，均高于T1处理(82.67 g/m2)，这可能是由于在6月14日进行了牧草刈割后，地面覆盖度降低造成的；同时6月19日T3和T1处理的泥沙流失量之间差异不显著，这是因为处理T3再生能力和分蘖力强，在刈割后生长速度较快，相比T2和T4处理能快速恢复水土保持能力。另外，5月16日，牧草处理T2、T3、T4泥沙流失量相对玉米处理T1显著减少最为明显，仅为玉米处理T1泥沙流失量的49.27%～60.38%。

图3 不同处理下次降雨径流中NO3--N流失量Fig.3 The loss amount of NO3--N in the runoff under different treatments

图4 不同处理下次降雨径流中NH4+-N流失量Fig.4 The loss amount of NH4+-N in the runoff under different treatments

图5 不同处理下径流中氮素流失特征Fig.5 The characteristics of nitrogen forms in the runoff under different treatments

图6 不同处理下次降雨泥沙流失量Fig.6 The loss amount of sediment loss under different treatments

2.2.2 泥沙中的总氮、总磷流失量 在玉米生长前中期(5-6月)，除6月19日外，种植牧草处理T2、T3、T4泥沙中总氮流失量显著低于种植玉米处理T1，仅为T1的27.76%～72.28%(图7)。6月19日由于牧草刈割，T2、T3、T4处理泥沙中总氮流失量达到监测期最高值，分别高达192.35、186.97、224.01 mg/m2，是种植玉米处理T1的136.07%～164.22%。这是由于地表覆盖地降低，不能很好地减少雨滴对地表土壤的冲击及冲刷，导致大量养分随泥沙流失。玉米生长后期(7月)及土地闲置期(8月)，T2、T3、T4处理对泥沙中的总氮流失量的改善效果逐渐减弱，说明在玉米成熟后，种植牧草较种植玉米在改善泥沙中的总氮流失量方面的优势降低。

整个试验监测期，3种牧草处理在不同次降雨泥沙中总磷流失量均显著低于玉米种植处理T1，仅为处理T1的44.91%～80.74%，且在7月4日和8月20日，3种牧草处理泥沙总磷流失量仅占处理T1的44.91%～59.81%，说明种植牧草处理在整个玉米生长过程以及土地闲置期对泥沙中的磷素流失量的减少能力都显著强于种植玉米处理(图8)。相比5月16日，6月4日和6月19日次降雨量大幅提高，T1处理泥沙中总磷流失量分别增加了22.53%、13.22%，T2处理分别增加22.94%和减少12.48%，T3处理分别减少9.02%、21.75%，T4处理泥沙总磷流失量分别增加3.07%和减少12.38%，可见在暴雨天气下，T2、T3、T4牧草处理对泥沙中磷素流失的截留能力仍强于玉米处理T1，且以墨西哥玉米草的效果最佳。

图7 不同处理次降雨泥沙中总氮流失量Fig.7 The loss amount of total nitrogen in the sediment under different treatments

图8 不同处理次降雨泥沙中总磷流失量Fig.8 The loss amount of total phosphorus in the sediment under different treatments

2.3 径流及泥沙中的氮素、磷素总流失量

如表1所示，4种不同作物的径流及泥沙中的氮素总流失量表现为T1>T4>T2>T3，T2、T3、T4处理分别占玉米处理T1的75.23%、72.56%、84.23%。表明在整个试验监测期，较常规玉米，3种牧草种植处理均能更有效地减少降雨引起的旱坡地氮素流失，其中墨西哥玉米草处理效果最好。

如表2所示，4种不同作物的径流及泥沙中的磷素总流失量呈现出T1>T4>T2>T3的趋势，T2、T3、T4处理分别为玉米处理T1的61.26%、54.36%、63.70%，说明较种植常规玉米，种植牧草更能有效减少降雨引起的旱坡地磷素流失。

不同处理的泥沙中氮素、磷素流失量分别占总氮、总磷流失量的76.34%～79.97%和81.69%～83.90%，是径流中氮素、磷素流失量的3.23～3.99倍和4.51～5.21倍，说明降雨造成的氮磷养分流失以泥沙流失携带的方式为主。

2.4 不同植被地上部生物量及氮素截存效果

3种牧草处理在不同刈割茬次下的生物量鲜重均高于T1处理(26511.9 kg/hm2)，且T2、T3、T4的总生物量鲜重分别为T1的4.45、4.89和3.78倍(图9)。不同植被地上部分生物量干重表现为T2、T3(16955.7、17105.02 kg/hm2)>T4(12039.01 kg/hm2)>T1(11161.51 kg/hm2)(图10)。其中墨西哥玉米草的总生物量最高(129726.5 kg/hm2)，黑麦草次之(117885.894 kg/hm2)，远高于玉米的总生物量(26511.9 kg/hm2)。

表1 不同处理下氮素流失总量Table 1 The loss amount of total nitrogen under different treatments mg/m2

表2 不同处理下磷素流失总量Table 2 The loss amount of total phosphorus under different treatments mg/m2

同行不同字母表示差异显著(P<0.05)。
The different letters mean the significant differences atP<0.05.

图9 不同处理地上部生物量鲜重Fig.9 The fresh biomass in shoots under different treatments

图10 不同处理地上部生物量干重Fig.10 The dry matter in shoots under different treatments

对4种植被的地上部氮素截存量进行计算发现，4种植被的施氮量为T2>T3>T4>T1，而土层中的氮素积累量表现为T1>T2>T4>T3，其中T2的土层氮素积累量虽仅低于T1，但其施氮量及干物质氮素积累量较高，说明T2、T3的氮素截存效果最好，分别为T1截存量的3.21和2.34倍，T4的截存效果仅略高于T1(表3)。

3 讨论

在农业生态系统中，土壤侵蚀主要由降雨所造成，尤其是在土壤结构较松散的地区。农业生产中大量使

表3 不同处理下植株地上部分对氮素的截存Table 3 Nitrogen retention of plants under different treatments kg/hm2

用化肥致使土壤中的水溶性N、P、K等营养元素大量累积，降雨引起的地表径流会将溶解在水中的营养元素带入河流、湖泊中，引起面源污染。尤其在三峡库区这样的丘陵和坡地的地形条件下，当降雨量较大时，雨水易形成地表径流，造成水土流失。在本研究中对径流中养分流失量和降雨量进行相关性分析发现，除墨西哥玉米草(T3处理)的总磷流失量外，其余各处理在径流中的养分流失量与降雨量间均存在显著或极显著的相关关系(表4)。因此控制水土流失， 减少地表径流，可以有效控制面源污染。降雨条件下，坡面易受到降雨冲刷、侵蚀，大量泥沙随降雨产生的径流输出，造成泥沙流失，土壤中的氮磷养分附着于土壤表面或溶解于径流中，以径流和泥沙为载体随降雨流失。大量研究表明土壤对磷素有较强的固定作用，且磷素本身的迁移能力较弱，故在降雨条件下，泥沙流失是磷素流失的主要途径[9,20-21]。李博等[22]的研究中总氮随泥沙流失量为随径流流失量的1.7～2.6倍，总磷随泥沙流失量为随径流流失量的2.1～3.1倍；焉莉等[23]对东北黑土玉米地的氮磷流失情况研究发现，泥沙中的氮素流失是径流中的7倍，磷素流失是径流中的16倍；徐畅等[4]对三峡库区小流域旱坡地的氮磷流失特征研究发现， 径流中的氮素流失相对较小，最大值仅为53.63 mg/m2，而泥沙中所携带的氮素流失量相对较大，最大值达131.25 mg/m2。本研究中，氮素、磷素流失均是主要以泥沙为载体，是径流中氮素、磷素流失量的3.23～3.99倍和4.51～5.21倍，与上述结果一致。同时，本研究中的径流氮素流失以硝态氮为主，是径流中铵态氮含量的1.92～2.59倍，这与张洋等[24]的研究结果一致。

表4 径流中养分流失量与降雨量的相关性分析Table 4 Correlation analysis between the amount of nutrients in the runoff and rainfall capacity

注：*表示相关性水平P<0.05;**表示相关性水平P<0.01。

Note: * Correlation is significant at the 0.05 level; ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

与种植传统玉米相比，牧草处理均能显著减少径流及泥沙中的氮磷养分流失量，其中降雨量较大时，墨西哥玉米草总能表现出显著的养分及泥沙截留优势，其次为黑麦草。一方面是由于墨西哥玉米草和黑麦草的生物量较大(图9，10)，这两种牧草的生物量鲜重分别为玉米生物量鲜重的4.45和4.89倍，干物质积累量分别为玉米处理的1.52和1.53倍；与玉米处理相比，二者对养分的需求量相应较大，能通过吸收养分供自身生长方式减少土壤养分流失[25]。同时，本试验中对牧草进行多次刈割后，留下的茬口能增加地表粗糙度，减少土壤侵蚀，也是造成牧草的减少养分流失效果优于玉米处理的原因之一[17]。另一方面是由于种植牧草的地面覆盖度高于种植玉米的覆盖度，有研究表明植被覆盖度越高，越能减少水土流失的强度，且牧草能在地面形成较致密的下垫面，而玉米不具备此特点[10,22]。

通过对4种植被的施氮量及土层中的氮素积累量计算出各植被的氮素截存量，发现黑麦草和墨西哥玉米草的截存量最大，为玉米处理的3.21和2.34倍，说明黑麦草和墨西哥玉米草对养分的吸收能力很强，而大力士甜高粱的氮素截存量仅略高于玉米处理。这可能主要是因为大力士甜高粱的生物量不如黑麦草和墨西哥玉米草。

4 结论

1)相比种植常规玉米，3种牧草处理均能显著减少径流及泥沙中的氮磷养分，以墨西哥玉米草效果最佳，黑麦草次之。

2)黑麦草及墨西哥玉米草的地上生物量鲜重及干物质重量最高，为玉米处理的4.45、1.52倍和4.89、1.53倍，4种植被的氮素截存量表现为T2、T3>T4>T1。

3)降雨造成的氮磷养分流失以泥沙流失携带的方式为主，不同处理泥沙中的氮素、磷素流失量分别占总氮、总磷流失量的76.34%～79.97%和81.69%～83.90%；径流中的氮素流失形态以硝态氮为主，占总氮流失量的65.78%～72.19%。

References：

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Effects forages on nitrogen and phosphorus loss from sloping land draining into the Three Gorges Reservoir

GOU Tao-Ji, GAO Ming*, WANG Zi-Fang, LIU Bin-Bin, HUANG Rong

CollegeofResourcesandEnvironment,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China

The research was conducted in a small catchment, Wangjiagou, draining into the Three Gorges Reservoir. We combined field experiments and laboratory analysis; corn was used as the control (T1), which was compared toLoliumperenne(T2),Purusfrumentum(T3) andSorghumbicolor(T4). Samples of the surface runoff after rainfall from May to August in 2015 were collected and analysed for nitrogen (N) and phosphorus (P) allowing losses to be calculated. The results showed that all three forages significantly reduced N and P losses both in the runoff and the sediment. The most effective species wasP.frumentum; N and P losses caused by natural rainfall occurred mainly in sediment which accounted for 76.34%-79.97% and 81.69%-83.90% of total N and total P losses, respectively. The fresh and dry biomass yields ofL.perenneandP.frumentumwere higher than corn, the mean advantage being 4.45 and 1.52 times, and 4.89 and 1.53 times that of corn, respectively. The nutrient sequestration effect of the four crop types were ranked T2, T3>T4>T1. The nutrient sequestration and feed economic benefits ofP.frumentumindicate that it has the greatest potential as a substitute for corn in Three Gorges Reservoir catchments, followed byL.perenne.

Three Gorges Reservoir; dry sloping land; forages; N and P losses; small catchment

10.11686/cyxb2016350

http://cyxb.lzu.edu.cn

2016-09-18；改回日期：2016-11-28

十二五国家科技支撑计划课题(2012BAD14B18)资助。

苟桃吉(1993-)，女，重庆北碚人，在读硕士。E-mail：604346463@qq.com*通信作者Corresponding author. E-mail：gaoming@swu.edu.cn

苟桃吉, 高明, 王子芳, 刘彬彬, 黄容. 三种牧草对三峡库区旱坡地氮磷养分流失的影响. 草业学报, 2017, 26(4): 53-62.

GOU Tao-Ji, GAO Ming, WANG Zi-Fang, LIU Bin-Bin, HUANG Rong. Effects forages on nitrogen and phosphorus loss from sloping land draining into the Three Gorges Reservoir. Acta Prataculturae Sinica, 2017, 26(4): 53-62.