吳 杉,王克勤,宋婭麗*,陳炳紳,溫昌燾,裴益樂(lè),代 立
(1西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院,云南昆明 650224;2玉溪市水利局,云南玉溪 653100;3玉溪市紅塔區(qū)水土保持工作站,云南玉溪 653100)
【研究意義】農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)磷素的攝取,但磷素是造成環(huán)境和水體污染的首要因素(蘇同慶等,2021)。研究發(fā)現(xiàn),我國(guó)磷肥的利用率很低,僅為10%~25%(戴佩彬,2016);《第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)》顯示,農(nóng)業(yè)面源污染中有8.67%為磷素排放污染。為提高農(nóng)作物產(chǎn)量,大量磷素被施入農(nóng)田,施入量遠(yuǎn)大于作物吸收量,導(dǎo)致土壤中富集過(guò)多的磷素,地下和地上水體被污染,加劇農(nóng)業(yè)面源污染(韓曉飛,2016)。研究表明,秸稈還田可增加微生物數(shù)量、改善土壤pH、提高土壤磷素含量,各方面的作用使耕地土壤對(duì)磷素的吸附量降低,最終提高磷素利用率(劉盼盼等,2014;郭斗斗等,2018),是農(nóng)業(yè)平衡發(fā)展的重要措施。因此,研究不同秸稈堆漚還田方式對(duì)減少坡耕地磷素流失和揭示烤煙坡耕地磷素盈虧狀況具有重要意義?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前,國(guó)內(nèi)外秸稈還田研究多集中于對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量(季詩(shī)域等,2020)、徑流磷素流失(李飛等,2020)及農(nóng)田土壤化學(xué)性質(zhì)(Alfadil et al.,2021)的影響。王秀娟等(2018)研究表明,秸稈還田配施化肥可有效提高土壤有機(jī)質(zhì)含量(13.49%)和有效磷含量(6.76%),但土壤全磷含量變化不顯著。Zheng等(2019)研究發(fā)現(xiàn),秸稈還田與化肥配施可有效提高稻田土壤孔隙度、土壤透氣系數(shù)和土壤有機(jī)C/N等。李太魁等(2020)研究表明,秸稈覆蓋較對(duì)照(清耕)可有效減少地表徑流量(45.87%)和總磷流失量(51.82%)。楊應(yīng)粉等(2021)研究表明,秸稈還田是煙田有機(jī)培肥的重要措施,可改善煙草等級(jí)結(jié)構(gòu)和中上部煙葉品質(zhì)。Li等(2021)研究表明,秸稈還田后,可增加農(nóng)田土壤中有機(jī)碳和全氮濃度,改善土壤微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能。【本研究切入點(diǎn)】目前,關(guān)于秸稈粉碎程度、秸稈密度及是否添加尿素堆漚對(duì)土壤磷素盈虧影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】在自然降水條件下,設(shè)置不同秸稈密度(0.75和1.50 kg/m)、不同秸稈粒度(1和5 cm)和不同秸稈堆漚處理(水、水與尿素),研究二龍?zhí)读饔蚣t壤坡耕地產(chǎn)流產(chǎn)沙量、磷素流失量、烤煙磷素吸收量及土壤磷素殘留量的平衡特征,旨在為該流域面源污染防治、農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡和綜合發(fā)展提供理論依據(jù)。
研究區(qū)位于云南省玉溪市紅塔區(qū)二龍?zhí)缎×饔颍|經(jīng)102°34′12.30″,北緯24°17′32.33″),地處玉溪市中心城區(qū)東南方向,流域控制面積53 km。雨季為5—10月,雨季降水量占全年降水量的85%,其中降水在8月達(dá)峰值,多年平均暴雨天數(shù)在15 d。多年平均降水量909.1 mm,最大年降水量1413.7 mm,年均蒸發(fā)量1624.9 mm。該流域地貌屬波狀起伏線切割中山區(qū),土壤屬山地紅壤,肥力較低,土壤介于強(qiáng)酸至微酸。土層淺薄,巖層裸露,屬水土流失高發(fā)區(qū)域??緹熀陀衩诪楫?dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物。
試驗(yàn)用地為坡度15°的烤煙坡耕地,2019年5月7日進(jìn)行烤煙移植,烤煙栽種密度為16500株/ha??緹熞圃院笫┗剩◤?fù)合肥+豬糞),施用量為247.5 kg/ha,N∶PO∶KO為1∶0.5∶2.5~3;5月14日施提苗肥(硝磷酸銨+復(fù)合肥),施用量為45 kg/ha;5月25日秸稈還田并施追肥(硫酸鉀肥+過(guò)磷酸鈣+復(fù)合肥),施用量為772.5 kg/ha?;适┯昧颗c當(dāng)?shù)厥┓柿?xí)慣同步。肥料在烤煙移栽后25 d內(nèi)全部施完。采用當(dāng)?shù)胤N植的玉米秸稈堆漚,2018年12月將秸稈按不同粒度進(jìn)行粉碎,次年2月進(jìn)行堆漚,堆漚時(shí)將秸稈分為4份堆砌,放在白色塑料桶(直徑100 cm、高度100 cm)內(nèi),堆積高度30 cm時(shí)澆足水,使秸稈含水量達(dá)60%~70%(即手抓成團(tuán)手留水印,不滴水,放下能散開(kāi)為宜);細(xì)料和粗料各一份撒適量尿素(一般為總用量的1/5),再堆砌秸稈30 cm,按同樣方法撒尿素(一般為總用量的2/5),然后堆砌30 cm秸稈,按同樣方法撒尿素(一般為總用量的2/5);細(xì)料和粗料另一份不加尿素,最后用塑料農(nóng)膜封嚴(yán)。在烤煙種植前將堆漚好的秸稈翻入0~20 cm土層,使秸稈分散均勻且與土壤充分混合。
試驗(yàn)設(shè)9個(gè)處理(表1):T1,空白對(duì)照;T2,0.75 kg/m秸稈密度+5 cm秸稈粒度+水堆漚;T3,0.75 kg/m秸稈密度+5 cm秸稈粒度+水與尿素堆漚;T4,0.75 kg/m秸稈密度+1 cm秸稈粒度+水堆漚;T5,0.75 kg/m秸稈密度+1 cm秸稈粒度+水與尿素堆漚;T6,1.50 kg/m秸稈密度+5 cm秸稈粒度+水堆漚;T7,1.50 kg/m秸稈密度+5 cm秸稈粒度+水與尿素堆漚;T8,1.50 kg/m秸稈密度+1 cm秸稈粒度+水堆漚;T9,1.50 kg/m秸稈密度+1 cm秸稈粒度+水與尿素堆漚。
徑流小區(qū)規(guī)格為1 m×1 m,其坡度和坡向基本保持一致,每處理沿坡面等高線上、中、下坡位各布設(shè)1個(gè)重復(fù),每處理3次重復(fù)。在試驗(yàn)田外圈設(shè)置試驗(yàn)保護(hù)區(qū),小區(qū)田埂高20 cm,為減少側(cè)滲,小區(qū)周圍有塑料薄膜包被。每小區(qū)外均有1個(gè)10 L大塑料桶作為集流裝置,將其埋入土中收集徑流和泥沙,為防止雨水進(jìn)入塑料桶,蓋有配套蓋子,每次取樣后,測(cè)量集流裝置中的雨水量并將塑料桶清洗干凈,方便后續(xù)觀察。用自動(dòng)雨量計(jì)(DAVIS 6465M)觀測(cè)試驗(yàn)期間降水量與降水強(qiáng)度。
烤煙種植前用對(duì)角線法采集0~20 cm耕層土壤,采用五點(diǎn)取樣法分別采集0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm 3個(gè)土層的土樣,調(diào)查土壤養(yǎng)分背景值(土壤含水率20.66%、土壤總磷含量1042.6 mg/kg)。根據(jù)每場(chǎng)降水歷時(shí),在每次降水結(jié)束后,采集集流裝置中的水樣,并根據(jù)降水次數(shù)適當(dāng)增加采集頻率,取樣前將集流裝置中的樣品進(jìn)行攪拌,在不同深度取250 mL作為本次降水采樣點(diǎn)測(cè)定水樣,4 ℃保存,在24 h內(nèi)過(guò)濾,測(cè)定水樣中的全磷(TP)和磷酸(PO-P)質(zhì)量濃度。取完徑流水樣后,將其靜置、晾干,獲得泥沙樣,測(cè)定其全磷(TP)含量。在烤煙收獲期,采集烤煙的根、莖、葉,取回實(shí)驗(yàn)室用烘箱80 ℃烘干至恒重,測(cè)定其全磷(TP)含量。在烤煙收獲后,使用對(duì)角線法采集各處理不同土層(0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm)的土樣,測(cè)定其總磷(TP)含量。
采用自動(dòng)雨量計(jì)觀測(cè)降水量,各處理通過(guò)量取徑流收集裝置中的水樣質(zhì)量,換算得到每處理的平均徑流量;產(chǎn)沙量采用烘干法測(cè)定。水樣TP采用過(guò)硫酸鉀氧化—鉬銻抗比色法測(cè)定(GB/T 11893—1989);PO-P采用鉬銻抗比色法測(cè)定(NY/T 2421—2013);泥沙和土壤樣TP 采用自動(dòng)定氮儀測(cè)定(NY/T 1121.24—2012);植物TP采用鉬銻抗比色法測(cè)定(NY/T 2421—2013)。對(duì)各指標(biāo)均進(jìn)行3組平行試驗(yàn),取平均值。
采用Excel 2010整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)和制作圖表,采用SPSS 23.0進(jìn)行相關(guān)分析,方差分析及顯著性檢驗(yàn)采用LSD法。
徑流和泥沙中磷素流失量及烤煙植株磷素吸收量計(jì)算公式:
徑流中磷素流失量(mg/m)=單次降水產(chǎn)流量(kg/m)×徑流平均磷素濃度(mg/L)。
泥沙中磷素流失量(mg/m)=單次降水產(chǎn)沙量(g/m)×泥沙平均磷素濃度(g/kg)。
作物磷素吸收量(g/m)=作物生物量(kg/m)×作物平均磷素含量(g/kg)。
土壤磷素殘留量(g/m)=土壤磷素現(xiàn)存量(g/m)-土壤磷素背景值(g/m)=土壤面積(m)×土壤厚度(m)×土壤現(xiàn)存磷素含量(g/kg)×土壤容重(kg/m)-土壤面積(m)×土壤厚度(m)×土壤背景磷素含量(g/kg)×土壤容重(kg/m),式中,土壤面積為1 m,土壤厚度為0.2 m,土壤容重為當(dāng)?shù)仄骄?290 kg/m。
土壤磷素表觀盈虧(g/m)=輸入土壤總磷(g/m)-輸出土壤總磷(g/m)。
2.1.1 不同降水下各處理產(chǎn)流產(chǎn)沙特征 表2為試驗(yàn)地6—9月的4場(chǎng)典型降水特征,降水時(shí)間均為單次降雨結(jié)束時(shí)間。4次降水中,最小降水量和最小降水強(qiáng)度發(fā)生在7月28日(6.2 mm、2.6 mm/h),最大降水量和最大降水強(qiáng)度發(fā)生在8月7日(22.0 mm、23.6 mm/h);產(chǎn)流產(chǎn)沙量也在7月28日和8月7日分別呈現(xiàn)出最小與最大值(表3),降水量、降水強(qiáng)度與產(chǎn)流產(chǎn)沙量均呈極顯著正相關(guān)(<0.01)。
表3為試驗(yàn)地各處理的產(chǎn)流產(chǎn)沙特征,各處理的總產(chǎn)流量表現(xiàn)為:T6<T7<T8<T2<T9<T3<T5<T4<T1;4次降水中,不同秸稈堆漚還田處理產(chǎn)流量表現(xiàn)為:施用1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)產(chǎn) 流 量 減 少2.01%~30.38%、5.04%~43.26%和0.67%~37.13%。從產(chǎn)沙量來(lái)看,各處理的總產(chǎn)沙量表現(xiàn)為:T3<T4<T8<T2<T6<T7<T5<T9<T1;4次降水中,不同秸稈堆漚還田處理產(chǎn)沙量表現(xiàn)為:施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)減 少0.22%~20.82%、0.58%~24.64%和0.63%~36.10%。
2.1.2 不同降水下徑流泥沙中磷素流失濃度和流失量變化特征 由圖1可知,在4次降水中,不同秸稈堆漚還田處理徑流泥沙TP流失濃度較T1處理提高11.51%~74.35%,各堆漚還田處理徑流泥沙TP平均流失濃度表現(xiàn)為:T2<T4<T6<T3<T5<T7<T8<T9。不同秸稈堆漚還田處理徑流TP流失濃度呈現(xiàn)出:施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)減少7.79%~66.67%、3.33%~66.51%和2.82%~61.92%。不同秸稈堆漚還田處理泥沙TP流失濃度呈現(xiàn)出:施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)減少8.38%~57.53%、0.54%~55.84%和0.38%~55.55%。
表4為不同秸稈堆漚還田處理方式下徑流和泥沙中TP流失量的特征,降水量極顯著影響徑流TP流失量(<0.01)。除T2處理外,其余秸稈堆漚還田處理徑流TP流失量均較T1處理增加,增幅為16.17%~62.17%;除T8和T9處理外,其余秸稈堆漚還田處理泥沙TP流失量均較T1處理減少,降幅為8.99%~38.44%。不同秸稈堆漚還田處理徑流TP平均流失量表現(xiàn)為:T2<T4<T6<T5<T3<T7<T8<T9;施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)最高降低63.64%、63.89%和63.89%。泥沙TP平均流失量表 現(xiàn) 為:T4<T6<T3<T7<T5<T2<T8<T9;施 用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)分別較1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)最高降低64.74%、57.87%和64.74%。
由表5可知,在烤煙收獲后,各處理土壤TP殘留量與施肥前土壤磷素背景值相比總體上呈下降趨勢(shì),其中施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)的土壤TP殘留量較施肥前在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土層分別下降53.21%~84.71%、52.56%~78.06%和31.13%~68.37%;施用1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)的土壤TP殘留量較施肥前在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土層分別下降44.53%~75.07%、45.30%~74.12%和18.19%~50.29%。秸稈還田后,不同堆漚處理對(duì)不同土層中的土壤磷素殘留量影響不同;施用1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)較T1處理在5~10 cm和10~20 cm土層中TP殘留量分別增加5.0%~41.19%和13.89%~47.14%,在0~5 cm 中最高增加47.16%;施用1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)較T1處理在5~10 cm和10~20 cm土層中TP殘留量分別增加3.09%~41.19%和8.13%~47.14%,在0~5 cm中最高增加47.16%;加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)較T1處理在10~20 cm土層中TP殘留量增加8.13%~47.14%,在0~5 cm 和5~10 cm 中最高分 別 增 加41.19%和47.16%;施用1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)較施用0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)TP殘留量在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土層中分別增加8.00%~72.44%、1.97%~59.88%和1.02%~61.33%;施用1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)較5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)TP殘留量在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土層中最高分別增加72.44%、59.88%和61.33%;加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)較加水堆漚(T2、T4、T6、T8)TP殘留量在0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土層中最高分別增加72.44%、59.88%和61.33%。
圖2為各處理烤煙吸收磷素含量的變化特征,不同秸稈堆漚還田處理下,烤煙各器官TP吸收量表現(xiàn)為葉>根>莖,秸稈還田后各處理葉、根、莖中TP含量較T1處理分別增加26.28%~62.96%、3.95%~37.13%和7.45%~37.49%。不同秸稈堆漚還田烤煙磷素吸收量的排序?yàn)椋篢3<T2<T8<T6<T7<T4<T5<T9;各處理葉、根、莖中TP含量呈現(xiàn)規(guī)律性變化:1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)處理烤煙植物體TP含量分別較0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)提高0.60%~49.76%、2.97%~49.76%和3.06%~43.11%。
根據(jù)不同處理方式下烤煙農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中磷素輸入與輸出關(guān)系(表6)可得到磷素的表觀盈虧量,其中,化肥輸入為紅壤烤煙坡耕地磷素輸入的主要形式,約占磷素輸入總量的86%;烤煙植株對(duì)磷素的吸收是磷輸出的主要途徑,約占總磷輸出量的99%,不同秸稈堆漚還田方式下磷素輸入量均大于輸出量,因此,土壤磷素表觀盈虧量處于盈余狀態(tài)。其中,T2~T9處理較T1處理烤煙吸收磷素量增加22.22%~53.42%,磷素盈余量增加0.98%~14.85%,施用1.50 kg/m秸稈密度(T6、T7、T8、T9)、1 cm秸稈粒度(T4、T5、T8、T9)、加水與尿素堆漚(T3、T5、T7、T9)處理磷素盈余量較0.75 kg/m秸稈密度(T2、T3、T4、T5)、5 cm秸稈粒度(T2、T3、T6、T7)、加水堆漚(T2、T4、T6、T8)增加0.43%~13.97%。
本研究中,不同秸稈堆漚還田方式的徑流和泥沙TP流失濃度較T1處理高出11.51%~74.35%,其中T9處理(施用1.50 kg/m秸稈密度、1 cm秸稈粒度、加水與尿素堆漚)增幅最高(70.33%~74.35%)。這可能是秸稈直接還田不僅提高土壤水土保持能力,還可為微生物生長(zhǎng)提供良好環(huán)境,微生物吸收磷素,從而降低磷素?fù)p失;根據(jù)隋暢(2019)秸稈還田+優(yōu)化施肥的研究顯示,秸稈還田造成磷素?fù)p失增加的原因可能與微生物活動(dòng)、酶活性和土壤孔隙度有關(guān)。秸稈還田處理增加土壤酶活性,使得土壤磷有效性增加,降低土壤對(duì)磷素的吸附;另一方面,當(dāng)秸稈翻入土壤后,擴(kuò)大土壤孔隙,加劇磷素的淋失。
在本研究中,施用0.75 kg/m秸稈密度、5 cm秸稈粒度、加水堆漚可有效減少?gòu)搅骱湍嗌沉姿亓魇舛扰c流失量。這可能是由于采用較低秸稈密度可減少秸稈本身的磷素進(jìn)入農(nóng)田,較粗秸稈可有效減緩雨滴對(duì)表土的濺蝕,阻止水力侵蝕進(jìn)一步發(fā)生,且不添加尿素堆漚既能減少化肥施用量又能減少多余磷素進(jìn)入農(nóng)田,從而減少產(chǎn)流產(chǎn)沙與磷素流失的風(fēng)險(xiǎn)。這與張晴雯等(2016)的研究結(jié)果一致,秸稈自身具有一定的吸水能力,秸稈還田后,能有效防止雨水對(duì)土壤的侵蝕,同時(shí)可增加地表的粗糙度,延緩徑流流速,降低徑流對(duì)土壤的沖刷能力,最終減少農(nóng)田土壤徑流泥沙量;王志榮等(2019)的研究也表明秸稈還田減施化肥處理可減少地表徑流磷素流失量。
在本研究中,秸稈堆漚還田可減少土壤磷素殘留,除T2處理外,其余處理較T1處理土壤磷素殘留量均有所增加,尤其是施用1.5 kg/m秸稈密度、1 cm秸稈粒度、加水與尿素堆漚,這是由于采用高秸稈密度、細(xì)秸稈粒度可增加秸稈堆漚密度,利于土壤固定,水與尿素堆漚為土壤帶入一定量的磷素,因而能明顯增加土壤磷素殘留量。董守坤等(2011)研究表明,秸稈還田能增加土壤TP含量。本研究結(jié)果顯示,秸稈堆漚還田后,表層土壤TP含量隨土層增加而有所增加,但磷素隨土層增加的趨勢(shì)逐漸降低,與杜艷玲等(2019)的研究結(jié)果基本一致,不同秸稈還田處理后,磷素在0~20 cm土層土壤中富集,且差異明顯。這是由于植株根系的吸附等作用使磷素向下層土壤的遷移受阻,從而下層土壤磷素含量增加趨勢(shì)降低。
作為烤煙所必須的元素之一,磷素對(duì)烤煙的生長(zhǎng)發(fā)育、代謝過(guò)程和產(chǎn)量均有著重要作用(許自成等,2007)。在本研究中,烤煙TP含量分布特征為葉>根>莖,葉、根、莖中TP含量較T1處理分別增加3.95%~62.96%,1.50 kg/m秸稈密度、1 cm秸稈粒度、加水與尿素堆漚可有效增加植物各器官TP含量。這是因?yàn)榻斩掃€田可有效改善土壤理化性質(zhì),減少土壤固磷,提高磷的利用率(王秀娟等,2018);楊濱娟等(2014)的研究也表明,稻稈還田配施化肥可顯著提高微生物數(shù)量和活性,從而增加作物對(duì)土壤磷素的吸收,使植物吸收更多磷素。
農(nóng)業(yè)土壤養(yǎng)分平衡分析是評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)養(yǎng)分平衡發(fā)展的重要指標(biāo),也是判斷環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的重要依據(jù)(沙志鵬等,2016;張玉銘等,2016)。在本研究中,T2~T9處理較T1處理土壤磷素盈余量增加0.98%~14.85%,施用1.50 kg/m秸稈密度、1 cm秸稈粒度、加水與尿素堆漚較施用0.75 kg/m秸稈密度、5 cm秸稈粒度、加水堆漚的磷素盈余量增加0.43%~13.97%,秸稈堆漚還田會(huì)使土壤磷素表觀盈虧呈盈余狀態(tài)。這與盛婧等(2016)對(duì)麥田土壤磷素盈虧的研究結(jié)果一致,小麥秸稈還田后麥田土壤磷素盈虧量由-4.7~25.2 kg/ha增加到4.0~30.3 kg/ha;楊軍等(2015)、黃欣欣等(2016)研究指出,秸稈還田本身的磷素會(huì)輸入農(nóng)田,然而,秸稈還田增加作物對(duì)磷素的吸收,作物利用更多的磷,消耗過(guò)量磷素,尤其當(dāng)缺乏氮肥時(shí),秸稈對(duì)磷盈虧的影響更顯著。在本研究中,高秸稈還田粒度與還田密度能有效增加作物磷素吸收量,按照當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)施肥處理,秸稈堆漚還田使得土壤磷素盈余量增加。因此,在從事農(nóng)事活動(dòng)時(shí),應(yīng)注重對(duì)徑流的防治,還需注意對(duì)氮肥的施用,以免造成大量磷素流失,導(dǎo)致磷素平衡下降,使作物減產(chǎn)。此外,有研究表明,在作物生長(zhǎng)過(guò)程中,土壤會(huì)損失約20%的磷素(李書(shū)田和金繼運(yùn),2011)。因此,在耕地磷素盈余的狀況下,進(jìn)行秸稈堆漚還田,同時(shí)減少化肥施用,可有效防治農(nóng)業(yè)面源污染,維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)磷素平衡。
在不同秸稈堆漚還田模式下,施用0.75 kg/m秸稈密度、5 cm秸稈粒度、加水堆漚可有效減少?gòu)搅骱湍嗌沉姿亓魇舛扰c流失量;施用1.50 kg/m秸稈密度、1 cm秸稈粒度、加水與尿素堆漚可有效增加烤煙各器官TP含量和土壤磷素盈余量。秸稈堆漚還田可提高和維持紅壤烤煙坡耕地土壤磷素水平,減少土壤磷素淋失,增強(qiáng)土壤供磷潛力,是削弱該流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染,綜合利用秸稈資源,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡發(fā)展的重要措施。