白鳝泥田不同施肥处理地表径流氮磷流失量与稻谷产量差异

苟伟铭

(安顺市西秀区土壤肥料站，贵州 安顺 561000)

水稻种植因泡田弃水，或遇降雨及灌溉，使施入稻田的氮、磷养分通过水循环流失，进入周围水体，是导致我国南方河湖水质富营养化、水环境质量下降的主要物质，水稻种植施肥管理不合理已成为南方稻区农业面源污染的主要来源[1-3]。因此，合理水稻施肥，做好稻田养分管理，对减少稻田氮磷流失，维持水稻产量水平和改善农业生态环境具有重要意义。水稻地表径流是造成氮、磷流失的主要途径，但不同区域、不同种植模式、不同土壤、不同施肥量和施肥方法的氮、磷流失特征都有较大差异[4-10]。贵州作为我国喀斯特地貌与山地丘陵面积占比大的农作物种植大省，水稻常年种植面积在1 000万m2以上，化肥用量占全省农作物生产总化肥用量的比重较高；白鳝泥田是我国南方喀斯特地貌山地丘陵区分布较广、面积较大的一个典型水稻土种，其中贵州9个市(州)均有分布，面积达25.353万m2。为此，掌握典型水稻土白鳝泥田一季中稻种植模式下不同施肥管理的地表径流氮磷养分流失与稻谷产量变化特征和规律，为科学评估施肥管理氮磷排放对环境与稻谷产量的影响提供有效依据，是保证水稻稳定增产与减少面源污染的重要基础工作。

1 材料与方法

1.1 监测点概况

监测点位于东经106°6′43.53″、北纬26°17′34.83″的贵州省安顺市西秀区七眼桥镇雷屯村，海拔1 320 m，属亚热带季风湿润气候，地貌类型为丘陵，地形为平地，土壤为白鳝泥田，质地中壤，0～20 cm耕层土壤pH 6.59、有机质46.43 g/kg、全氮2.75 g/kg、全磷1.11 g/kg、全钾12.15 g/kg、有效磷27.37 mg/kg、有效钾131.89 mg/kg，利用方式为杂交稻-冬季休闲，水稻种植品种为冈优881。

1.2 施肥设计

试验设3个施肥处理，每处理3次重复，随机区组排列。

处理1(CK，常规施肥)：施肥量与施肥方法参照当地农民习惯设计，为667 m2施尿素15 kg+钙镁磷肥30 kg+氯化钾4.5 kg，其中：氮肥80%作基肥、20%作分蘖肥，磷、钾肥100%作基肥。

处理2(KF，优化施肥)：为667 m2施尿素12.5 kg+钙镁磷肥20 kg+氯化钾8 kg，其中：氮肥50%作基肥、25%作分蘖肥、25%作穗肥，磷肥100%作基肥，钾肥60%作基肥、40%作穗肥。

处理3(BMP，优化施肥+稻草还田)：667 m2氮、磷、钾肥施用量和分配与处理2相同，稻草还田是将小区上年产出的全部稻草粉碎至长0.1 m左右，翻压覆土。

试验各处理水稻采用旱育秧宽窄行拉绳栽秧，密度12 356穴/667m2，试验施肥方法、耕作方式、灌溉排水等各项农艺措施都按当地常规。

1.3 试验方法

按照《全国农业面源污染监测网国控监测点项目——农田氮磷地表径流流失监测技术规范》在田间修建监测点共设9个小区，每小区长5 m、宽8 m、面积40 m2，每小区配套修建1个长1.5 m、宽0.93 m、高1.3 m、体积1.81 m3的径流水收集池。

在降雨或排水产生径流后，测量径流水量，采集径流水样，测定径流水中总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷等的含量。其中：总氮用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、硝态氮用紫外分光光度法、铵态氮用纳氏试剂比色法、总磷用钼酸铵分光光度法、可溶性磷用过硫酸钾氧化-钼蓝比色法测定。

1.4 数据计算与分析

地表径流各指标的流失量按如下公式计算：

式中：P为氮(或磷)流失量,Ci为第i次径流水中氮(或磷)的浓度；Vi为第i次径流水的体积。

监测期内各次径流水中氮、磷浓度与径流水体积乘积之和，等于监测期内以地表径流途径流失的氮、磷量。

稻谷产量以各处理全区收割称重折产。

采用EXCEL进行数据整理，用田间试验数据分析软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 各处理地表径流氮的流失量差异

2.1.1 总氮 由表1可见，2017-2019年总氮流失量CK处理为0.102 9～0.191 6 kg/667m2，3年平均为0.152 1 kg/667m2,年际间相差0.089 kg/667m2；KF处理为0.089 3～0.180 5 kg/667m2，3年平均为0.126 6 kg/667m2，年际间相差0.091 2 kg/667m2；BMP处理为0.098 0～0.161 5 kg/667m2，3年平均为0.123 6 kg/667m2，年际间相差0.063 5 kg/667m2。总氮流失量各处理年际间差异较大。3个处理的年平均总氮流失量是BMP处理较CK处理少0.028 5 kg/667m2、KF处理较CK处理少0.025 5 kg/667m2、BMP处理较BMP处理少0.003 0 kg/667m2，但处理间差异不显著。

2.1.2 硝态氮 由表1可见，2017-2019年硝态氮流失量CK处理为0.027 4～0.057 6 kg/667m2，3年平均为0.037 8 kg/667m2；KF处理为0.015 4～0.035 5 kg/667m2，3年平均为0.023 2 kg/667m2；BMP处理为0.018 1～0.029 5 kg/667m2，3年平均为0.023 0 kg/667m2。3个处理的年平均硝态氮流失量BMP处理较CK处理少0.014 8 kg/667m2，KF处理较CK处理少0.014 6 kg/667m2、BMP处理较KF处理少0.000 2 kg/667m2，但处理间差异不显著。

硝态氮/总氮CK处理为14.30%～35.60%，3年平均为25.83%；KF处理为8.53%～32.30%，3年平均为20.63%；BMP处理为11.21%～26.50%，3年平均为19.85%。3个处理的年平均硝态氮/总氮BMP处理较CK处理低5.98百分点，KF处理较CK处理低5.20百分点，BMP处理较KF处理低0.78百分点，但处理间差异不显著。

2.1.3 铵态氮 由表1可见，2017-2019年铵态氮流失量CK处理为0.011 5～0.042 5 kg/667m2，3年平均为0.025 6 kg/667m2；KF处理为0.007 9～0.020 9 kg/667m2，3年平均为0.014 2 kg/667m2；BMP处理为0.009 9～0.015 8 kg/667m2，3年平均为0.013 1 kg/667m2。3个处理的年平均铵态氮流失量BMP处理较CK处理少0.012 5 kg/667m2，KF处理较CK处理少0.011 4 kg/667m2，BMP处理较KF处理少0.001 1 kg/667m2，但处理间差异不显著。

表1 2017-2019年白鳝泥田不同施肥处理的地表径流氮、磷流失量

铵态氮/总氮CK处理为11.18%～26.27%，3年平均为16.45%；KF处理为4.38%～19.02%，3年平均为12.95%，BMP处理为6.13%～16.12%，3年平均为11.49%。3个处理的年平均铵态氮/总氮BMP处理较CK处理低4.96百分点，KF处理较CK处理低3.50百分点，BMP处理较KF处理低1.46百分点，但处理间差异不显著。

2.2 各处理地表径流磷的流失量差异

2.2.1 总磷 由表1可见，2017-2019年总磷流失量CK处理为0.005 9～0.028 9 kg/667m2，3年平均为0.019 0 kg/667m2，年际间相差0.023 kg/667m2；KF处理为0.005 3～0.019 3 kg/667m2，3年平均为0.012 9 kg/667m2，年际间相差0.014 kg/667m2；BMP处理为0.005 3～0.025 7 kg/667m2，3年平均为0.016 4 kg/667m2，年际间相差0.020 4 kg/667m2。总磷流失量各处理年际间差异较大。3个处理的年平均总磷流失量BMP处理较CK处理少0.002 6 kg/667m2，KF处理较CK处理少0.006 1 kg/667m2，BMP处理较KF处理多0.003 5 kg/667m2，但处理间差异不显著。

2.2.2 可溶性磷 由表1可见，2017-2019年可溶性磷流失量CK处理为0.002 8～0.014 5 kg/667m2，3年平均为0.007 2 kg/667m2；KF处理为0.001 9～0.009 6 kg/667m2，3年平均为0.004 5 kg/667m2；BMP处理为0.002 3～0.012 9 kg/667m2，3年平均为0.006 1 kg/667m2。3个处理的年平均总磷流失量BMP处理较CK处理少0.001 1 kg/667m2，KF处理较CK处理少0.002 7 kg/667m2，BMP处理较KF处理多0.001 6 kg/667m2，但处理间差异不显著。

可溶性磷/总磷CK处理为19.28%～50.17%，3年平均为38.97%；KF处理为13.38%～49.74%，3年平均为34.25%；BMP处理为17.49%～50.19%，3年平均为37.03%。3个处理的年平均可溶性总磷/总磷BMP处理较CK处理低1.94百分点，KF处理较CK处理低4.72百分点，BMP处理较KF处理高2.78百分点，但处理间差异不显著。

2.3 各处理的稻谷产量差异

由表2可见，2017-2019年稻谷产量CK处理为527.0～563.0 kg/667m2，3年平均为540.0 kg/667m2，年际间相差36.0 kg/667m2；KF处理为552.7～619.6 kg/667m2，3年平均为579.2 kg/667m2，年际间相差66.9 kg/667m2；BMP处理为583.0～623.2 kg/667m2，3年平均为598.4 kg/667m2，年际间相差40.2 kg/667m2。稻谷产量年际间各处理差异不大。3个处理的年平均稻谷产量BMP处理较CK处理多58.4 kg/667m2，KF处理较CK处理多39.2 kg/667m2，BMP处理较KF处理多19.2 kg/667m2，BMP处理与CK处理差异显著,与KF差异不显著，KF处理与CK处理差异不显著。

表2 2017-2019年白鳝泥田不同施肥处理的稻谷产量

3年中稻谷产量BMP处理较CK处理增产率保持在10%以上，而KF处理较CK处理增产率呈下降趋势，说明稻草还田有利于稳定稻谷产量。

3年中各处理稻谷产量均是地表径流氮磷流失量相对较低的2017年高于相对较高的2018年和2019年，说明地表径流氮磷流失量越多稻谷产量越低。

3 小结

通过2017～2019年对安顺市西秀区典型水稻土白鳝泥田一季中稻模式下不同施肥处理的地表径流氮磷流失量与稻谷产量差异分析显示：地表径流氮磷流失量年际间差异较大，氮流失形态是硝态氮高于铵态氮，可溶性磷占总磷的比例年度间差异也较大；3年平均氮磷流失总量是667 m2施尿素15 kg+钙镁磷肥30 kg+氯化钾4.5 kg处理(CK)>尿素12.5 kg+钙镁磷肥20 kg+氯化钾8 kg处理(KF)>尿素12.5 kg+钙镁磷肥20 kg+氯化钾8 kg+稻草100%粉碎还田处理(BMP)，但处理间差异不显著；各处理稻谷产量年际间差异不大，但呈随地表径流氮磷流失量增加而下降趋势，3年平均是CK