辛國(guó)榮，李劍，楊中藝

（中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣東 廣州510275）

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，化肥的施用量也在不斷大幅增加［1］。農(nóng)業(yè)上化肥的大量施用，雖然提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量，但由于施用量不當(dāng)以及施肥不合理，化肥的利用率往往并不高，剩余的養(yǎng)分通過(guò)各種途徑，如徑流、淋溶、反硝化、吸附和侵蝕等進(jìn)入環(huán)境，尤其是肥料中的N、P流失到環(huán)境中，加劇了環(huán)境污染，導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化，給土壤、農(nóng)業(yè)生態(tài)及環(huán)境帶來(lái)了不良影響，并威脅人類(lèi)健康。因此，研究農(nóng)田中氮磷流失的方式和途徑，以及對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染及其控制對(duì)策研究，已經(jīng)成為國(guó)際的熱點(diǎn)問(wèn)題［2］。

植被覆蓋的作用一是為防止土壤被侵蝕，減少淋溶的發(fā)生；二是作為肥料提供N給下一季作物［3］。研究表明，在草田輪作系統(tǒng)中，苜蓿（Medicagosativa）土壤翻耕后不宜休閑，應(yīng)立即種植后續(xù)作物，可減少雨季土壤表層氮的淋失，提高氮素有效性［4］?；牡赜凶魑锔采w可以降低大約70%的N淋溶，而且不會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量損失；同時(shí)保持植被的永久覆蓋對(duì)于防止P的流失也是十分有效的［2］。在農(nóng)田冬閑期覆蓋植被不僅可以吸收作物收割后土壤中多余的N，還有減輕土壤緊實(shí)性［5］以及抑制農(nóng)田雜草與害蟲(chóng)［6］的功能。黑麥草（Loliummultiflorum）同樣可以作為一種覆蓋的植被，有效防止土壤被侵蝕［7］。

“黑麥草－水稻（Oryzasativa）”草田輪作系統(tǒng)（Italian ryegrass－rice rotation system，簡(jiǎn)稱(chēng)IRR系統(tǒng)）是中國(guó)南方新興的作物輪作系統(tǒng)，IRR系統(tǒng)對(duì)稻田土壤以及后作水稻生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響方面已開(kāi)展了大量的研究［8］，取得了土壤改良以及后作水稻增產(chǎn)的證據(jù)，但該系統(tǒng)在冬季種草期間為了獲得高的地上部生物量，需要施用一定量的化肥，黑麥草追施一定量的氮肥同樣能增加鮮草產(chǎn)量，提高莖葉中粗蛋白等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，但過(guò)量的施氮不僅不能提高植物對(duì)氮的吸收效率，甚至還可能引起氮利用效率降低、植物體內(nèi)硝酸鹽富集和環(huán)境氮素污染等一系列的農(nóng)業(yè)問(wèn)題［9］。另外，IRR系統(tǒng)作為禾本科作物的輪作系統(tǒng)，相對(duì)于豆科－禾本科作物的輪作系統(tǒng)，其化肥用量是比較大的。盡管IRR系統(tǒng)提供了冬季地表覆蓋，有利于土壤N、P被固定于黑麥草植物體內(nèi)而有可能降低上述風(fēng)險(xiǎn)，但其N(xiāo)、P固定能力與施肥量有密切的關(guān)系。根據(jù)對(duì)該系統(tǒng)施肥量?jī)?yōu)化研究的結(jié)果，在現(xiàn)行稻田土壤，當(dāng)復(fù)合肥的施肥量在750～1 500kg／hm2時(shí)，多花黑麥草的產(chǎn)量是不斷上升的［10］，因而容易出現(xiàn)生產(chǎn)者為獲取最大效益而向稻田過(guò)量施用N、P的問(wèn)題。合理運(yùn)籌氮肥是提高氮肥利用率，增加產(chǎn)量，減少污染的重要措施［11］。目前該系統(tǒng)對(duì)N、P向環(huán)境流失方面的研究較少［12］，考慮到農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染對(duì)環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，加上IRR系統(tǒng)推廣面積的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)該系統(tǒng)環(huán)境效應(yīng)的研究顯得越來(lái)越迫切。為此，本研究通過(guò)對(duì)不同處理不同土層N、P含量變化以及土壤地下滲漏水中N、P含量變化的分析，研究稻田冬種黑麥草的N、P動(dòng)態(tài)，把握在種植過(guò)程中N、P向環(huán)境原位釋放的數(shù)量、規(guī)律和影響因素，有利于更加客觀(guān)地評(píng)價(jià)“黑麥草－水稻”草田輪作系統(tǒng)的環(huán)境效應(yīng)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地位于廣東省清遠(yuǎn)源潭鎮(zhèn)（113°12′06″E，23°39′11″N，海拔19.4m）。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均溫度20.2～21.0℃，1月平均氣溫最低，為12.4℃，7月平均氣溫最高，為28.8℃。年降水量達(dá)到2 258mm，年平均相對(duì)濕度為78%，年日照時(shí)數(shù)達(dá)1 688h。試驗(yàn)從2004年12月8日到2005年4月4日，歷時(shí)117d。試驗(yàn)期降水量見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)期間研究區(qū)降水量Table 1 Meteorological condition in the experimental area mm

1.2 試驗(yàn)材料

供試草種用特高多花黑麥草（L.multiflorumcv.Tetragold），為一年生早熟型四倍體草種。肥料用挪威海德（Hydro）公司生產(chǎn)的三元復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O＝15∶15∶15）。

1.3 田間試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)處理和田間設(shè)計(jì) 試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理：1）不施肥冬閑對(duì)照（CK），試驗(yàn)期間不施肥不種草；2）低肥冬閑對(duì)照（CK1），試驗(yàn)期間施肥但不種草，施肥量為375kg／hm2；3）低肥種草處理（A），試驗(yàn)期間施肥且種草，施肥量為375kg／hm2；4）高肥種草處理（B），試驗(yàn)期間同樣施肥且種草，施肥量為750kg／hm2。每處理4次重復(fù)。每個(gè)重復(fù)小區(qū)面積為2m×2m，按4×4的拉丁方法排列各試驗(yàn)小區(qū)。相鄰小區(qū)之間田埂筑高10cm，并在小區(qū)間垂直插入塑料板到地表下40cm深度，以減少側(cè)滲。在2排小區(qū)之間開(kāi)挖寬為50cm，深為60cm的溝渠，以方便取樣和排水。試驗(yàn)區(qū)周?chē)O(shè)保護(hù)行。黑麥草播種量1.5g／m2。

1.3.2 下滲水試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)、采樣和測(cè)定 在每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)內(nèi)地面下40cm處埋入3個(gè)塑料盤(pán)（52cm×34 cm×7cm）。預(yù)先在塑料盤(pán)中安裝濾網(wǎng)，網(wǎng)下用石塊支撐；底部固定塑料管，并在塑料盤(pán)邊鉆孔，將塑料管（＝8 mm）通到盤(pán)外，用以采集水樣。此裝置實(shí)際上相當(dāng)于原狀土滲漏計(jì)，本試驗(yàn)中用以接取地下40cm的滲漏水。分別于2005年2月23日，3月8日，3月21日，4月4日收集下滲水。記錄每個(gè)小區(qū)搜集到水的容積，并保留500mL水樣在4℃冰箱中。測(cè)定氨氮（蒸餾滴定法）、硝態(tài)氮（水楊酸鈉分光光度法）和總磷含量（孔雀綠－磷鉬雜多酸法）［13］。

1.3.3 植物的采樣與分析 2005年4月4日試驗(yàn)結(jié)束，采集CK1、A、B處理小區(qū)的植物樣本（處理CK1雖然沒(méi)有種植黑麥草，但因?yàn)橛袕?fù)合肥的施用，野生雜草生長(zhǎng)迅速。故在試驗(yàn)結(jié)束取樣時(shí)，也采集了處理CK1雜草樣本），測(cè)定植物的生物量，并取適量草樣，測(cè)定水分含量（常規(guī)烘箱烘干法）和植物中的粗氮（凱氏定氮法）和全磷含量（釩鉬黃比色法）［14］。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

結(jié)果取重復(fù)數(shù)的平均值，先在Excel中作初步分析與處理，再用SPSS 10.0進(jìn)行方差分析（ANOVA）和平均數(shù)差異顯著性分析（LSD檢驗(yàn)，P＜0.05），用Excel作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施肥對(duì)植物生長(zhǎng)和N、P吸收的影響

試驗(yàn)區(qū)各處理植物的生物量及植物吸收的N和P的結(jié)果顯示（表2），CK未能收獲到足夠分析量的植物生物量而忽略不計(jì)；CK1雖未種植多花黑麥草，但收獲了一定量的草，A和B處理區(qū)獲得的均為多花黑麥草。各試驗(yàn)區(qū)生物量之間均差異顯著（P＜0.05），其中2個(gè)種草區(qū)的黑麥草生物量隨施肥量的增加而增加；植物中的粗氮含量處理間差異不顯著，但隨施肥量增加而增加，從吸收N總量分析，A和B處理區(qū)吸收的N總量分別是CK1的2.8和3.9倍（P＜0.05）；植物體內(nèi)P含量受到了施肥量的顯著影響（P＜0.05），反映在植物吸收的P總量上也呈顯著差異（P＜0.05），其中種草的A和B處理區(qū)吸收的P總量分別是CK1的1.8和3.4倍。

表2 不同處理對(duì)植物生長(zhǎng)和N、P吸收的影響Table 2 Effects of different treatments on growth and N，P absorption of plants

2.2 不同處理對(duì)N、P淋失的影響

2.2.1 各試驗(yàn)區(qū)的下滲水量 幾次取樣的下滲水中，大多數(shù)都是種草處理A、B的下滲水體積相對(duì)少于不種草的2個(gè)對(duì)照（表3），而且從3月8日到4月4日，各個(gè)處理的下滲水體積都有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。說(shuō)明下滲水體積與降水有一定關(guān)系，進(jìn)入3月以后，清遠(yuǎn)當(dāng)?shù)氐慕邓_(kāi)始逐漸增加，試驗(yàn)區(qū)下滲水的體積也隨之增長(zhǎng)。

表3 不同處理試驗(yàn)區(qū)的下滲水體積Table 3 The volume of percolating water of different treatments mL

2.2.2 下滲水中NO3－－N含量和淋失總量 從2月23日起，每隔一定時(shí)間采集下滲水，4次水樣中的NO3－－N含量變化如圖1所示。2個(gè)對(duì)照區(qū)下滲水中的NO3－－N含量在試驗(yàn)初期略有上升，隨后呈急劇下降趨勢(shì)，而2個(gè)種草處理區(qū)則未出現(xiàn)上升的趨勢(shì)。在2月23日采集的下滲水中，各個(gè)處理NO3－－N的含量順序?yàn)镃K1＞B≈CK＞A，但差異不顯著。第2次采樣后直至試驗(yàn)結(jié)束，NO3－－N的含量順序均表現(xiàn)為CK1＞CK＞B＞A，也就是說(shuō)種草的2個(gè)處理均低于不種草的2個(gè)對(duì)照，而施低肥的對(duì)照又高于不施肥的對(duì)照，施高肥的種草處理則高于施低肥的種草處理。在3月8日的下滲水NO3－－N含量中，施低肥的CK1顯著高于其他幾個(gè)處理（P＜0.05）。而3月21日，CK和CK1的下滲水NO3－－N含量都顯著高于種草的處理A、B（P＜0.05）。到了4月4日，施低肥的CK1的NO3－－N含量顯著高于不施肥的CK（P＜0.05），而CK又顯著高于種草的處理A和B（P＜0.05）。可見(jiàn)，施肥和種植黑麥草顯然都對(duì)土壤中NO3－－N的淋失產(chǎn)生了影響，施肥量越大，淋失量也越大，黑麥草的種植明顯減少了土壤的NO3－－N隨水分下滲的遷移。

圖1 不同處理下滲水中的NO3－－N含量（左）和總NO3－－N淋失量（右）Fig.1 Contents of NO3－ －N （left）and total loss of NO3－ －N （right）in percolating water of different treatments

試驗(yàn)中對(duì)不同時(shí)期各處理滲濾水的體積進(jìn)行了測(cè)定，并計(jì)算原狀土滲漏計(jì)的表面積，由此可以推算出試驗(yàn)期間各個(gè)處理中NO3－－N單位面積的淋失量。試驗(yàn)期內(nèi)各試驗(yàn)區(qū)的土壤NO3－－N淋失量如圖1所示。2個(gè)不種草的對(duì)照區(qū)CK和CK1的淋失量分別達(dá)到2 618和3 437mg／m2，其中施肥的CK1區(qū)顯著地高于不施肥的CK區(qū)（P＜0.05）；2個(gè)種草處理區(qū)的淋失量均顯著地低于上述2個(gè)對(duì)照區(qū)（P＜0.05），其中低施肥量的A處理區(qū)最低，為1 324mg／m2，高施肥量的B處理區(qū)則為1 618mg／m2，但2個(gè)處理區(qū)之間NO3－－N淋失量差異不顯著。如果將B處理區(qū)的施肥量應(yīng)用于生產(chǎn)中，其淋失的NO3－－N量?jī)H僅是冬閑對(duì)照（CK）的61.8%?？梢?jiàn)，稻田冬種黑麥草不僅未造成土壤NO3－－N的流失，而且能夠預(yù)防土壤N對(duì)環(huán)境的污染。

2.2.3 下滲水中NH4＋－N含量和淋失總量 從2月23日到4月4日各個(gè)處理下滲水中的NH4＋－N含量都表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)（圖2），其中處理A和處理B的下降幅度相對(duì)更為明顯，4次采樣中CK1的NH4＋－N含量一直最高。2月23日，各個(gè)處理下滲水中的NH4＋－N含量順序?yàn)镃K1＞B＞A＞CK，而且CK1和處理B顯著高于CK和處理A（P＜0.05）。到了3月8日，順序變?yōu)镃K1＞B＞CK＞A，其中CK1顯著高于處理B（P＜0.05），處理B顯著高于處理A（P＜0.05）。CK與處理A、B差異均不顯著，但顯著低于CK1（P＜0.05）。3月21日，下滲水中的NH4＋－N含量順序?yàn)镃K1＞CK＞B＞A，施低肥的對(duì)照CK1顯著高于不施肥的對(duì)照CK（P＜0.05），而CK又顯著高于處理A和處理B（P＜0.05）。4月4日，CK1下滲水中的NH4＋－N含量最高，CK次之，含量順序?yàn)镃K1＞CK＞B≈A，而且CK1和CK顯著高于處理A和處理B（P＜0.05）。即種草的2個(gè)處理均低于不種草的2個(gè)對(duì)照，而施低肥的對(duì)照又高于不施肥的對(duì)照，這與同期下滲水中NO3－－N的含量順序相似。

圖2 不同處理下滲水中的NH4＋－N（左）含量和總NH4＋－N淋失量（右）Fig.2 Contents of NH4＋ －N （left）and total loss of NH4＋ －N （right）in percolating water of different treatments

不種草的對(duì)照區(qū)CK和CK1的NH4＋－N淋失量分別為82.80和127.16mg／m2（圖2）。施肥的對(duì)照CK1顯著高于不施肥的對(duì)照CK（P＜0.05）。低施肥量的A處理區(qū)NH4＋－N淋失量為42.57mg／m2，高施肥量的B處理區(qū)為69.91mg／m2。2個(gè)種草處理區(qū)的淋失量均顯著地低于2個(gè)對(duì)照區(qū)（P＜0.05），其中低施肥量的A處理區(qū)又顯著低于B處理區(qū)（P＜0.05）。A、B處理區(qū)的NH4＋－N淋失量分別為冬閑對(duì)照（CK）的51.41%和84.43%。由此可以說(shuō)明，稻田冬種黑麥草減少了土壤NH4＋－N的流失，降低了土壤N進(jìn)入地下水體的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2.4 下滲水中磷含量和淋失總量 所有處理下滲水的P含量在初期都顯示出明顯的降低趨勢(shì)（圖3），但隨著時(shí)間推移，下滲水中P含量的下降幅度逐漸降低。2月23日，各個(gè)處理下滲水中的P含量順序?yàn)镃K1＞B＞A＞CK，與同期氨氮的含量順序相同。其中CK1的含量顯著高于其他幾個(gè)處理（P＜0.05）。而CK和處理A、B之間差異不顯著。3月8日采樣后直至試驗(yàn)結(jié)束，P含量順序均為CK1＞CK＞B＞A，即種草的2個(gè)處理均低于不種草的2個(gè)對(duì)照，而施低肥的對(duì)照又高于不施肥的對(duì)照，施高肥的種草處理則高于施低肥的種草處理。在3月8日的水樣中，CK1的P含量顯著高于其他幾個(gè)處理（P＜0.05），而其他幾個(gè)處理之間未達(dá)到顯著差異。到3月21日，各個(gè)處理下滲水的P含量比較接近，他們之間的差異均不顯著。4月4日，處理A的下滲水P含量顯著低于CK1（P＜0.05），其他各處理區(qū)沒(méi)有顯著差異。

圖3 不同處理下滲水中的P含量（左）和P總淋失量（右）Fig.3 Contents of total phosphorus（left）and total loss of total phosphorus（right）in percolating water of different treatments

2個(gè)不種草的對(duì)照區(qū)CK和CK1的P淋失量分別達(dá)到2.82和4.31mg／m2（圖3），種草的處理A、B的P淋失量分別為2.14和2.94mg／m2。其中施肥的CK1顯著地高于不施肥的CK和種草施高肥的B處理（P＜0.05）；而CK和B又顯著高于種草施低肥的A處理（P＜0.05）。處理B的P淋失量略高于CK，但兩者差異不顯著。處理A與施肥的CK1相比，P淋失量降低了50.35%；與冬閑的CK相比降低了24.11%?？梢?jiàn)，在復(fù)合肥施肥量為375kg／hm2情況下，稻田冬種黑麥草未造成土壤P流失，而且預(yù)防了土壤P對(duì)環(huán)境的污染。在施肥量750kg／hm2情況下，P淋失量比冬閑僅增加4.26%，對(duì)環(huán)境的負(fù)荷也并不明顯。

3 討論

3.1 土壤中N、P的轉(zhuǎn)移途徑

土壤中的N以及施入土壤的肥料N，在降雨和灌溉水的作用下，一部分最終以可溶性的NO3－，NO2－和NH4＋形式淋失到土壤中并在土壤流中遷移。N的遷移過(guò)程伴隨著轉(zhuǎn)化反應(yīng)，如礦化，水解，氨揮發(fā)，硝化，反硝化和土壤固定以及作物吸收［15］。本試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在冬種黑麥草的土地上，植物對(duì)N吸收起到了重要作用。施肥的對(duì)照區(qū)CK1和種草的A和B處理中，植物吸收的N總量分別達(dá)到3.289，9.120，12.920g／m2。而各個(gè)處理通過(guò)下滲水淋失的 N 元素分別為CK：2.70g／m2，CK1：3.56g／m2，A：1.37g／m2，B：1.69g／m2。種草 A和B區(qū)植物吸收N分別是下滲水淋失N的6.66和7.64倍。冬種黑麥草將土壤中較多的N固定在了植物體內(nèi)，遠(yuǎn)大于下滲水淋失的部分，黑麥草的吸收利用成為N元素遷移的重要方面，這與劉芳［16］的研究結(jié)果相一致。

P的土壤親和力比較高，所以通常認(rèn)為沒(méi)有大規(guī)模的P向下垂直遷移，即淋溶情況的發(fā)生［17，18］。本試驗(yàn)下滲水中P濃度不高，隨下滲水流失的P元素比較有限，可見(jiàn)，植物吸收成為P離開(kāi)土壤的主要途徑。冬種黑麥草的處理A和處理B中，植物固定的P分別是下滲水淋失的144和198倍，施低肥的對(duì)照CK1收獲的雜草固定的P也達(dá)到下滲水淋失的40倍，很明顯植物的吸收固定在P的遷移中占到絕大部分。

3.2 下滲水中N流失的主要形態(tài)

張福珠等［19］認(rèn)為，土壤中不同形態(tài)氮的含量與水分、濕度、溫度、pH、有機(jī)碳和碳氮比等因子有一定的關(guān)系，但通常N的形態(tài)主要以NO3－－N為主，NH4＋－N只占很小比例。王勝佳等［20］在試驗(yàn)中證明，稻田土壤中氮素淋失的基本形態(tài)是NO3－－N，NO2－－N濃度最高不超過(guò)NO3－－N的1%。也有人證明旱地農(nóng)田氮素淋失以NO3－－N為主，NO2－－N和NH4＋－N的數(shù)量很少，對(duì)地下水不易造成污染［21］。本試驗(yàn)的4個(gè)處理中，NO3－－N隨下滲水的淋失量都明顯大于NH4＋－N，由NO3－－N造成的每公頃N的滲失量為13.24～34.37kg，相當(dāng)于同期NH4＋－N淋失量的23～32倍，這與Shibano和Yoshikazu［22］及Mengel［23］研究的結(jié)果相似。由此可以認(rèn)為，在種植黑麥草的草田中，氮素淋失的主要形態(tài)是NO3－－N，NH4＋－N的淋失只是很小部分。

3.3 施肥對(duì)土壤N、P流失的影響

王家玉等［24］認(rèn)為，施加氮肥對(duì)當(dāng)季土壤下滲水中的NH4＋－N濃度有較明顯的影響，施用氮肥越多，下滲水中NH4＋－N也越多。雖然在本試驗(yàn)中，土壤下滲水中NH4＋－N的數(shù)量受到施肥影響也較為顯著，高施肥量的B處理區(qū)比低施肥量的A處理區(qū)增加了64.2%，但在施肥當(dāng)季以NH4＋－N形式滲失的肥料氮是非常少的，這與王家玉等［24］的結(jié)論也相一致。施加氮肥對(duì)土壤下滲水中的NO3－－N濃度的影響顯然沒(méi)有對(duì)NH4＋－N濃度的影響明顯，在施肥量高出1倍的條件下，B處理比A處理滲失的NO3－－N總量高23.68%，差異不顯著（P＞0.05）。

土壤磷素的流失會(huì)引發(fā)附近水域水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化［25，26］，Sharpley等［27］在總結(jié)農(nóng)業(yè)磷素與水體保護(hù)時(shí)強(qiáng)調(diào)，盡管當(dāng)季磷肥的流失量通常不超過(guò)5%，但對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化具有關(guān)鍵性的作用。在本試驗(yàn)中，高施肥量的B處理比低施肥量的A處理P淋失增加了37.38%，差異顯著（P＜0.05）。上述特征與Austin等［28］和Pote等［29］的有關(guān)研究結(jié)果相類(lèi)似，他們也認(rèn)為施磷水平增加引起磷素流失的可能性增大。

需要強(qiáng)調(diào)的是雖然施肥量越高，N、P的淋失越大，但相對(duì)于冬閑處理，高施肥量種草的B處理經(jīng)由下滲水流失的N、P來(lái)說(shuō)并不高。而且施肥量越大，黑麥草的生物量越大，對(duì)N、P的吸收量也越大，可以有效抑制土壤N、P經(jīng)由下滲水進(jìn)入環(huán)境，降低了土壤中的P被淋洗到地下水中的風(fēng)險(xiǎn)。本試驗(yàn)設(shè)計(jì)施肥量有限，可能在更高的施肥量下也存在相同的效應(yīng)，但還需要進(jìn)一步的研究。

3.4 種草對(duì)土壤N、P流失的影響

在不施肥的冬閑農(nóng)田中，仍可發(fā)生N素和P素的損失，在一個(gè)黑麥草生長(zhǎng)周期的時(shí)間里隨土壤下滲水的平均損失量為 NO3－－N 26.18kg／hm2，NH4＋－N 0.828 0kg／hm2，P 0.028 2kg／hm2。

從施低肥不種草的CK1區(qū)與施低肥種草的A區(qū)下滲水的NO3－－N濃度對(duì)比可以看出，1）種植黑麥草初期對(duì)滲漏水中NO3－－N的表觀(guān)截留就可以達(dá)到33.11%，當(dāng)然這種截留效應(yīng)應(yīng)該包含黑麥草對(duì)NH4＋－N和NO3－－N的直接吸收與截留2個(gè)方面的作用，這與王家玉等［24］在稻田土壤氮素淋失的研究中得到的結(jié)果相似；2）冬種黑麥草對(duì)淋向土壤下層的N、P數(shù)量有相當(dāng)明顯的影響，種草對(duì)下滲水中N的淋失量降低可以達(dá)到61.66%，對(duì)P的淋失量降低可以達(dá)到50.35%。

而與冬閑處理相比，種草處理A的N、P淋失量都極顯著少于冬閑處理（P＜0.05），高施肥量種草處理B的N淋失量也低于冬閑處理，只是P的淋失量比冬閑高4.26%。可見(jiàn)，稻田冬種黑麥草不僅未造成土壤N的流失，還能夠預(yù)防土壤N對(duì)環(huán)境的污染。如果冬季不種植黑麥草，則裸露的地表使土壤中的N、P更容易流失進(jìn)入環(huán)境，從而增加了環(huán)境負(fù)荷。

還需要特別強(qiáng)調(diào)的是，由于試驗(yàn)設(shè)計(jì)是模擬原狀土壤滲漏計(jì)的原理在大田條件下實(shí)施，裝置的布置等措施對(duì)土壤原有結(jié)構(gòu)破壞較大，而且黑麥草種植只是一個(gè)冬季，一定程度上影響到結(jié)果的精確性，因而，土壤氮磷環(huán)境釋放的規(guī)律性和動(dòng)態(tài)變化還需進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

1）在種植黑麥草的土地上，土壤中的N和P元素被植物吸收固定了大部分，而通過(guò)下滲水流失的N、P只占少數(shù)。且氮素淋失的主要形態(tài)是NO3－－N，NH4＋－N只占很小比例。

2）施肥量越高N、P的淋失越大，但施肥提高了黑麥草產(chǎn)量和黑麥草中N、P的濃度，所以對(duì)N、P的吸收量也越大，可以有效抑制土壤N、P經(jīng)由下滲水進(jìn)入環(huán)境。

3）稻田冬種黑麥草不僅沒(méi)有造成土壤N的流失，還能夠預(yù)防土壤N對(duì)環(huán)境的污染。同冬閑對(duì)比發(fā)現(xiàn)，如果冬季不種植黑麥草則缺乏有效的植被覆蓋，使土壤中的N、P更容易流失進(jìn)入環(huán)境，污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)也就更大。

［1］朱兆良，文啟孝.中國(guó)土壤氮素［M］.南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，1990.

［2］Drinkwater L E，Snapp S S.Nutrients inagroecosystems：rethinking the management paradigm［J］.Advances in Agronomy，2007，92：163－186.

［3］Puustinen M，Koskiaho J，Peltonen K.Influence of cultivation methods on suspended solids and phosphorus concentrations in surface runoff on clayey sloped fields in boreal climate［J］.Agriculture，Ecosystems and Environment，2005，105：565－579.

［4］韓方虎，沈禹穎，王希，等.苜蓿草地土壤氮礦化的研究［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2009，18（2）：11－17.

［5］Williams S M，Weil R R.Crop cover root channels may alleviate soil compaction eff ects on soybean crop［J］.Soil Science Society of America Journal，2004，68：1403－1409.

［6］Fisk J W，Hesterman O B，Shrestha A，etal.Weed suppression by annual legume cover crops in no－tillage corn［J］.Agronomy Journal，2001，93：319－325.

［7］Malik R K，Green T H，Brown G F，etal.Use of cover crops in short rotation hardwood plantations to control erosion［J］.Biomass and Bioenergy，2000，18：479－487.

［8］Yang Z Y，Xin G R，Yuan J G，etal.Ecological fertilization：An example for paddy rice performed as a crop rotation system in Southem China（ISBN：978－1－60456－483－9）［A］.In：Elsworth L R，Paley W O.Fertilizers：Properties，Applications and Effects［M］，New York：Nova science Publishers，2008：1－28.

［9］黃勤樓，鐘珍梅，陳恩，等.施氮水平與方式對(duì)黑麥草生物學(xué)特性和硝酸鹽含量的影響［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（1）：103－112.

［10］辛國(guó)榮，楊中藝，徐亞幸，等.“黑麥草－水稻”草田輪作系統(tǒng)的研究V.稻田冬種黑麥草的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.草業(yè)學(xué)報(bào)，2000，9（2）：17－23.

［11］周琴，趙超鵬，曹春信，等.不同氮肥基追比對(duì)多花黑麥草碳氮轉(zhuǎn)運(yùn)和種子產(chǎn)量的影響［J］，草業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（4）：47－53.

［12］張興昌，邵明安.坡地土壤氮素與降雨、徑流的相互作用機(jī)理及模型［J］.地理科學(xué)進(jìn)展，2000，19（2）：128－135.

［13］中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所.土壤理化分析［M］.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1983.

［14］華東師范大學(xué)生物系植物生理教研組.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.上海：人民教育出版社，1980.

［15］彭奎，朱波.試論農(nóng)業(yè)養(yǎng)分的非點(diǎn)源污染與管理［J］.環(huán)境保護(hù)，2001，（1）：15－17.

［16］劉芳.小麥吸收肥料氮和土壤氮的探討［J］.核農(nóng)學(xué)通報(bào)，1994，15（2）：81－84.

［17］Heckrath G，Brookes P C，Poulton P R，etal.Phosphorus leaching from soils containing different phosphorus concentrations in the broad－balk experiment［J］.Journal of Environmental Quality，1995，24：904－910.

［18］Sims J T，Simard R R，Joern B C.Phosphorus loss in agricultural drainage：Historical perspective and current research［J］.Journal of Environmental Quality，1998，27：277－293.

［19］張福珠，熊先哲，戴同順，等.應(yīng)用15N研究土壤－植物系統(tǒng)中N素流失動(dòng)態(tài)［J］.環(huán)境科學(xué)，1984，（1）：21－24.

［20］王勝佳，王家玉，陳義.稻田土壤氮素淋失的形態(tài)及其在剖面分布特征［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，1997，9（2）：57－61.

［21］任麗萍，宋玉芳，許華夏，等.旱田養(yǎng)分淋溶規(guī)律及對(duì)地下水影響的研究［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)，2001，20（3）：133－136.

［22］Shibano K，Yoshikazu O.Estimation of nitrate leaching in vegetable field in relation to precipitation［J］.Japan Agricultural Research Quarterly，1988，22（3）：189－194.

［23］Mengel K.Impacts of Lntensive Plant Nutrient Management on Crop Production and Environment［C］.Japan：Transactions of the 14th International Congress of Soil Science，1990：42－52.

［24］王家玉，王勝佳，陳義，等.稻田土壤中氮素淋失的研究［J］.土壤學(xué)報(bào)，1996，33（1）：28－36.

［25］Lee G F.Role of phosphorus in eutrophication and diffuse source control［J］.Water Research，1973，7：111－128.

［26］張志劍.土壤磷素非點(diǎn)源污染研究進(jìn)展［A］.土壤化學(xué)研究與應(yīng)用［C］.北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1997.

［27］Sharpley A N，Chapra S C，Wedepohl R，etal.Managing agriculture phosphorus fox protection of surface waters：issues and options［J］.Journal of Environmental Quality，1994，23：437－451.

［28］Austin N R，Prendergast J B，Collins M D.Phosphorus losses in irrigation from fertilized pasture［J］.Journal of Environmental Quality，1996，25：63－68.

［29］Pote D H，Daniel T C，Sharpley A N，etal.Relating extractable soil phosphorus to phosphorus losses in runoff［J］.Soil Science Society of America Journal，1996，60：855－859.