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降雨量對(duì)不同質(zhì)地土壤外源Cl-淋洗效率及其空間分布的影響

2022-11-11 08:09于洪濤湯金融
關(guān)鍵詞:砂質(zhì)耕層壤土

孫 磊,原 琳,符 強(qiáng),聶 鑫,于洪濤,湯金融,董 樂(lè)

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,哈爾濱 150030;2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院綏化分院,黑龍江 綏化 152052)

氯是植物必需微量元素之一[1],植物體內(nèi)氯含量達(dá)到0.1%即可滿(mǎn)足正常生長(zhǎng)需求[2],一般達(dá)到10%也不受影響,馬鈴薯、煙草等“氯敏感作物”吸收過(guò)量Cl-,會(huì)因氯中毒降低產(chǎn)量和品質(zhì)[3-4]。植物體內(nèi)氯主要來(lái)源于土壤,Cl-在土壤中極為活躍,不易形成穩(wěn)定復(fù)合物,也不易被土壤吸附,但易隨灌溉或降雨遷至下層土壤[5],同位素示蹤法模擬稻田施用氯化銨研究表明,21 d后外源Cl-約有51.61%隨水淋失,僅27.02%殘留在土壤中[6],長(zhǎng)期定位試驗(yàn)表明Cl-在土壤剖面分布受降雨量影響較大,土壤中Cl-殘留量隨施肥量增加而增加,但僅10% Cl-殘留在0~20 cm土壤層[7],60% Cl-隨降水淋洗至100 cm以下土層[8-9]。目前研究多集中于含氯肥料對(duì)作物產(chǎn)量或品質(zhì)影響,雖然Cl-在土壤中極易淋洗,但更關(guān)注作物收獲后土壤中Cl-殘留情況,缺少Cl-在不同降雨量條件下在耕層土壤空間分布情況。

黑龍江省是我國(guó)馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)之一,雨量充沛且雨熱同季,因此馬鈴薯生產(chǎn)多以雨養(yǎng)為主。因缺乏灌溉,在生產(chǎn)中氯化鉀應(yīng)用比例不足全部鉀肥用量6%[10],明確Cl-在土壤中的行為特征,可為“氯敏感作物”合理施用含氯肥料提供參考。以黑龍江省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)4種質(zhì)地土壤為研究對(duì)象,通過(guò)模擬試驗(yàn)研究降雨量對(duì)Cl-淋洗效率、殘留Cl-在土壤耕層分布的影響,確定土壤Cl-殘留量與降雨量、施氯量和土壤質(zhì)地關(guān)系。研究結(jié)果可對(duì)不同質(zhì)地土壤根據(jù)降雨量和施氯量估算土壤Cl-殘留量,或根據(jù)降雨量、土壤Cl-閾值確定含氯肥料施用量,為氯敏感作物以及雨養(yǎng)地區(qū)不同質(zhì)地土壤確定含氯化肥施用量提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤

供試土壤取自黑龍江省馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)克山、綏化、牡丹江和齊齊哈爾馬鈴薯種植田塊0~30 cm耕層土壤,土壤顆粒分級(jí)及土壤質(zhì)地采用國(guó)際制確定[11],基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 淋溶裝置

采用自制內(nèi)徑5 cm,高35 cm玻璃柱進(jìn)行降雨模擬試驗(yàn)。玻璃柱底部用濾紙-石英砂-濾紙三明治方式防漏,根據(jù)不同土壤容重(見(jiàn)表1)先裝入25 cm供試土壤,再填充2 cm混有肥料的土壤,最后用3 cm土壤覆蓋,為防止降雨過(guò)程中產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)流,土壤表層覆蓋直徑4.7 cm濾紙。每個(gè)土柱填裝完畢后用蠕動(dòng)泵從底部注水至表層見(jiàn)水,排除土壤中空氣,土壤老化48 h,用去離子水進(jìn)行降雨模擬試驗(yàn)(見(jiàn)圖1)。

表1 土壤基本理化性質(zhì)Table 1 Basic physical and chemical properties of soil

圖1 土柱淋溶裝置Fig.1 Soil column leaching device

1.2.2 施肥量

供試肥料為尿素(N 46%)、磷酸氫二銨(N 18%,P2O546%)、氯化鉀(K2O 60%,氯含量45%)和硫酸鉀(K2O 50%),每種土壤設(shè)置5個(gè)氯化鉀不同用量處理,每個(gè)處理3次重復(fù)。為便于觀察模擬試驗(yàn)淋洗效果,肥料用量為田間試驗(yàn)施肥2倍,每個(gè)土柱肥料用量根據(jù)土柱表面積計(jì)算,具體肥產(chǎn)用量見(jiàn)表2。

表2 試驗(yàn)各處理養(yǎng)分用量Table 2 Nutrient usage of each treatment in the experiment

1.2.3 模擬降雨量

根據(jù)黑龍江省近18年5~9月最小至最大降雨量區(qū)間,分別設(shè)置55、110、220和440 mm 4個(gè)降雨量,每個(gè)降雨量平均分成10次淋洗,即每次為5.5、11、22和44 mm,用蠕動(dòng)泵以10 mL·h-1流速進(jìn)行降雨模擬,每個(gè)降雨量試驗(yàn)周期為1個(gè)月,每次淋洗間隔3 d。

1.3 田間試驗(yàn)

2021年在黑龍江省綏化市北林區(qū)進(jìn)行田間試驗(yàn),供試馬鈴薯為早熟品種‘尤金’,生育期65~70 d,采用隨機(jī)區(qū)組排列,每個(gè)小區(qū)6壟,壟長(zhǎng)12 m,壟寬0.8 m,小區(qū)面積57.6 m2,供試肥料尿素(N 46%)、磷酸氫二銨(N 18%,P2O546%)、氯化鉀(K2O 60%,氯含量45%)和硫酸鉀(K2O 50%),肥料用量分別為N 160 kg·hm-2,P2O590 kg·hm-2,K2O 200 kg·hm-2,分別設(shè)置氯化鉀用量125 kg·hm-2(施氯量為56 kg·hm-2)和氯化鉀用量250 kg·hm-2(施氯量為112 kg·hm-2)2個(gè)處理,3次重復(fù)。

1.4 樣品采集與測(cè)定

1.4.1 淋出液

如圖1所示,每次降雨模擬時(shí)在淋溶裝置下方收集淋出液,稱(chēng)量淋出液重量,用溶質(zhì)氯度儀(CLS-10A)測(cè)定淋出液中Cl-濃度,火焰光度計(jì)測(cè)定淋出液中K+濃度。

1.4.2 土壤

降雨模擬結(jié)束,用真空泵將土柱完整取出,按照0~10 cm,10~20 cm和20~30 cm分成3部分,田間試驗(yàn)取耕層(0~30 cm)土壤,自然風(fēng)干后磨細(xì)過(guò)1 mm篩,去離子水(水土比5∶1)浸提,溶質(zhì)氯度計(jì)(CLS-10A)測(cè)定各層土壤浸提液中Cl-含量。

1.4.3 田間取樣日期

2021年于5月3日播種,5月31日追肥,分別在播種后降雨量62.8、79.4、159.2和212.1 mm,追肥后降雨量94.6、147.6 mm進(jìn)行取土。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

第i次離子淋出量(mg)=第i次淋出液離子濃度×第i次淋出液體積

采用Excel 2016軟件處理數(shù)據(jù)和繪圖,采用SPSS 21.0軟件分析數(shù)據(jù)。

圖2 黑龍江省2001~2018年(62站)平均降雨量Fig.2 Average rainfall in Heilongjiang Province from 2001-2018(62 stations)

2 結(jié)果與分析

2.1 降雨量和土壤質(zhì)地對(duì)淋出液體積的影響

如圖3所示,為不同降雨量和不同質(zhì)地土壤經(jīng)10次淋洗獲得平均淋出液體積。不同降雨量條件下,不同質(zhì)地土壤淋出液體積均表現(xiàn)為砂土>砂質(zhì)壤土>壤土>黏壤土。降雨量為55、110、220和440 mm條件下,淋洗液體積分別為1.7~2.0 mL、11.9~14.1 mL、35.0~38.7 mL和74.9~77.1 mL,分別占降雨量17.1%、60.3%、85.3%以及88.0%。結(jié)果表明,降雨量少時(shí),土壤本身保水能力強(qiáng),液體不易淋出。其中在不同降雨量條件下,淋出液體積與土壤砂粒含量呈正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.903。這是因砂粒含量越多土壤持水能力越弱導(dǎo)致。

圖3 淋出液體積Fig.3 Volume of leaching solution

2.2 不同質(zhì)地土壤中外源Cl-的淋洗動(dòng)態(tài)

降雨強(qiáng)度為11 mm·次-1條件下(見(jiàn)圖4),降雨量達(dá)到110 mm時(shí),4種質(zhì)地土壤淋出液中Cl-淋出量持續(xù)增加,其中砂土在第6次、砂質(zhì)壤土和壤土在第7次、黏壤土在第8次Cl-淋出量顯著增加(P<0.05),并未出現(xiàn)拐點(diǎn);當(dāng)降雨強(qiáng)度為22 mm·次-1時(shí),黏壤土、壤土和砂質(zhì)壤土Cl-淋出量在第6次淋洗時(shí)Cl-單次淋出量達(dá)到峰值,砂土在第5次時(shí)Cl-單次淋出量達(dá)到最高值;降雨強(qiáng)度為44 mm·次-1時(shí),砂土和砂質(zhì)壤土在第5次,黏壤土和壤土在第6次淋洗后不再有大量Cl-淋出。結(jié)果表明,不同質(zhì)地土壤中Cl-分別在降雨量為66 mm(砂土)、77 mm(壤土和砂質(zhì)壤土)和88 mm(黏壤土)時(shí)開(kāi)始淋出,降雨量為110 mm(砂土)和132 mm(黏壤土、壤土和砂質(zhì)壤土)時(shí)單次淋出量達(dá)到最大值,降雨量為220 mm(砂土和砂質(zhì)壤土)和264 mm(黏壤土和壤土)時(shí)累計(jì)淋出量達(dá)到最大值,繼續(xù)增加降雨量,施氯處理土壤中Cl-淋出液濃度與Cl0處理無(wú)顯著差異。

圖4 不同質(zhì)地土壤中外源Cl-淋洗動(dòng)態(tài)Fig.4 Leaching dynamics of exogenous Cl-in soils with different textures

2.3 不同質(zhì)地土壤中外源Cl-淋洗效率

為了解外源氯用量對(duì)不同質(zhì)地土壤中Cl-淋洗影響,根據(jù)2.2分析結(jié)果,選取降雨量為220 mm、淋洗量為22 mm·次-1的處理為主進(jìn)行深入探討。如圖5所示,為不同質(zhì)地土壤中Cl-淋出率。由圖5可見(jiàn),不同質(zhì)地土壤中Cl-在第4~8次大量淋出,此階段Cl-淋出量可占總淋出量91.5%(黏壤土)、90.7%(壤土)、93.4%(砂質(zhì)壤土)和90.4%(砂土)。在不同質(zhì)地土壤中,Cl-單次淋出率均隨降雨量增加呈先升后降趨勢(shì),表明即使在黏壤土中,Cl-也極易發(fā)生淋洗。同一質(zhì)地土壤中,不同氯用量對(duì)Cl-淋出率無(wú)顯著影響,但淋洗液中Cl-濃度均隨施入量增加而增加。

圖5 不同質(zhì)地土壤中Cl-淋出率(以220 mm為例)Fig.5 Leaching rate of Cl-in soils with different textures(Taking 220 mm as an example)

由表3可見(jiàn),不同質(zhì)地土壤中Cl-最大淋出速率表現(xiàn)為黏壤土<壤土<砂質(zhì)壤土和砂土,平均淋出速率表現(xiàn)為砂土≈砂質(zhì)壤土>壤土>黏壤土。砂土最大淋出速率低于砂質(zhì)壤土,因砂土中Cl-較早開(kāi)始淋出,砂質(zhì)壤土中Cl-淋洗比砂土更為集中,結(jié)果見(jiàn)圖4。

表3 不同質(zhì)地土壤中Cl-淋出速率(以降雨量220 mm,氯用量以300 kg·hm-2為例)Table 3 Leaching rate of Cl-in soils with different textures(The rainfall is 220 mm,and the chlorine dosage is 300 kg·hm-1 as an example)

如圖6所示,在黏壤土中,降雨強(qiáng)度為11和22 mm·次-1時(shí),在110 mm降雨量時(shí),土壤Cl-累計(jì)淋出率分別為16.40%和28.91%(P<0.05),降雨強(qiáng)度為22和44 mm·次-1時(shí),在132 mm降雨量時(shí),土壤Cl-累計(jì)淋出率分別為56.54%和77.10%(P<0.05)。壤土、砂質(zhì)壤土和砂土中外源Cl-在不同降雨強(qiáng)度下累計(jì)淋出率變化趨勢(shì)與黏壤土相似且均高于黏壤土。結(jié)果表明,降雨量相同時(shí),增加降雨強(qiáng)度可加速不同質(zhì)地土壤中Cl-淋出。

圖6 不同質(zhì)地土壤中Cl-累計(jì)淋出率Fig.6 Cumulative leaching efficiency of Cl-in soils with different textures

土壤質(zhì)地對(duì)外源Cl-累計(jì)淋出率影響隨降雨量變化而不同,結(jié)果見(jiàn)表4。降雨量為55 mm時(shí),不同質(zhì)地土壤Cl-累計(jì)淋出率差異顯著(P<0.05);當(dāng)降雨量達(dá)到110 mm時(shí),土壤中Cl-大量淋出,土壤質(zhì)地影響較為明顯,不同質(zhì)地土壤Cl-累計(jì)淋出率差異極顯著(P<0.01),且4種質(zhì)地土壤中Cl-累計(jì)淋出率表現(xiàn)為砂土>砂質(zhì)壤土≈壤土>黏壤土;當(dāng)降雨量達(dá)到220 mm時(shí),土壤中大部分Cl-已淋出耕層,土壤質(zhì)地影響開(kāi)始減弱,不同質(zhì)地土壤Cl-累計(jì)淋出率差異不顯著,仍表現(xiàn)為黏壤土Cl-累計(jì)淋出率低于壤土、砂質(zhì)壤土和砂土;當(dāng)降雨量達(dá)到440 mm時(shí),土壤質(zhì)地影響基本消失,4種質(zhì)地土壤中外源Cl-均達(dá)到累計(jì)最大淋出率,且4種質(zhì)地土壤Cl-累計(jì)淋出率差異不顯著。結(jié)果表明,土壤質(zhì)地僅在土壤外源Cl-大量淋洗過(guò)程中影響Cl-淋出,不同質(zhì)地土壤Cl-淋出率與Cl-大量淋出的降雨量區(qū)間呈顯著正相關(guān)(P<0.05),相關(guān)系數(shù)為0.957(黏壤土),0.913(壤土),0.958(砂質(zhì)壤土)和0.952(砂土),只要有足夠降雨量(264 mm),4種質(zhì)地土壤中外源Cl-累計(jì)淋出率均可達(dá)到92%以上。

表4 外源Cl-累計(jì)淋出率在不同降雨量下與土壤質(zhì)地相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of cumulative exogenous Clleaching efficiency with soil texture under different rainfall amounts

2.4 降雨量和氯用量對(duì)不同質(zhì)地土壤中K+淋出率的影響

不同降雨量條件下,不同質(zhì)地土壤中淋出液中K+淋出率如表5所示,K+淋出率均隨降雨量增加而增加,K+累計(jì)淋出率與降雨量相關(guān)系數(shù)為0.904(黏壤土)、0.976(壤土)、0.977(砂質(zhì)壤土)和0.978(砂土)(P<0.05)。降雨量達(dá)到220 mm時(shí),土壤中Cl-淋出率達(dá)到92%以上,但除砂土中K+淋出率達(dá)到10.7%~12.4%,其他3種土壤K+淋出率均在1.5%~6.0%之間,說(shuō)明氯用量增加不顯著提高K+淋洗。

表5 降雨量和氯用量對(duì)不同質(zhì)地土壤中K+淋出率的影響Table 5 Effects of rainfall and chlorine dosage on K+leaching from soils with different textures

2.5 降雨量對(duì)不同質(zhì)地土壤中Cl-空間分布的影響

淋洗結(jié)束后對(duì)土壤中Cl-含量測(cè)定表明,不同質(zhì)地土壤中外源Cl-殘留率分別為98.1%~99.2%(55 mm),52.5%~83.6%(110 mm),7.6%~12.4%(220 mm)和6.1%~6.9%(440 mm),外源Cl-在土壤中最大殘留率為6.9%,外源Cl-殘留量與降雨量相關(guān)系數(shù)為-0.628(黏壤土)、-0.583(壤土)、-0.647(砂質(zhì)壤土)和-0.633(砂土)(P<0.05),結(jié)果見(jiàn)表6。

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降雨量為55 mm時(shí),在黏壤土、壤土和砂質(zhì)壤土中不同土層Cl-含量差異不顯著,砂土在20~30 cm土層中Cl-含量均顯著高于0~10 cm、10~20 cm土層(P<0.05),說(shuō)明土壤中Cl-雖已明顯開(kāi)始下移,但未淋出耕層;降雨量為110 mm時(shí),不同質(zhì)地土壤Cl-已開(kāi)始部分淋出,20~30 cm土層中Cl-含量均顯著高于0~10 cm土層(P<0.05),但0~20 cm土層中Cl-分布不同,黏壤土和壤土中10~20 cm土層中Cl-含量顯著高于0~10 cm(P<0.05),砂土兩個(gè)土層中Cl-含量差異不顯著。Cl-在耕層土壤殘留率仍較高,分別為83.6%(黏壤土)、76.6%(壤土)、75.6%(砂質(zhì)壤土)和52.5%(砂土);降雨量為220 mm時(shí),土壤中Cl-大量淋出,不同質(zhì)地土壤中殘留率約為7.6%~12.4%,黏壤土和壤土3個(gè)土層中Cl-含量仍有差異顯著(P<0.05),20~30 cm>10~20 cm>0~10 cm土層,砂土和砂質(zhì)壤土土層中Cl-含量與不施氯處理間差異均不顯著;降雨量為440 mm時(shí),土壤可淋出Cl-已淋出耕層,施氯土壤與不施氯土壤中Cl-含量無(wú)顯著差異,由不施氯土壤Cl-含量繼續(xù)降低可知,土壤中原有Cl-也發(fā)生淋洗。

2.6 建立線性回歸方程、獲得通徑系數(shù)

表7表明隨自變量被逐步引入回歸方程,回歸方程相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)逐漸增加,說(shuō)明增加自變量對(duì)土壤中Cl-含量作用增加。

表7 模型匯總Table 7 Model summary

表8為各自變量回歸系數(shù)、截距、標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)(直接通經(jīng)系數(shù))、標(biāo)準(zhǔn)誤差及相對(duì)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果,可得線性回歸方程為:Y=38.518-0.219X1+0.143X2+0.557X3。由通徑系數(shù)可見(jiàn)自變量X1(降雨量)、X2(施氯量)和X3(土壤黏粒含量)對(duì)Y(土壤Cl-含量)的直接作用分別為-0.578、0.545和0.149(P<0.05),說(shuō)明自變量與因變量間存在顯著差異,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,應(yīng)留在方程中。可根據(jù)降雨量、含氯肥料施用量和土壤質(zhì)地估算土壤Cl-殘留量。

表8 回歸參數(shù)估計(jì)及其顯著性Table 8 Regression parameter estimation and its significance

由表9可知,自變量對(duì)Y(土壤Cl-含量)直接作用表現(xiàn)為施氯量(X2)>土壤黏粒含量(X3)>降雨量(X1),施氯量和土壤黏粒含量對(duì)土壤Cl-含量有正向作用,降雨量與土壤Cl-含量有負(fù)向作用,間接作用影響較小。

表9 簡(jiǎn)單相關(guān)系數(shù)的分解Table 9 Decomposition of simple correlation coefficient

2.7 田間驗(yàn)證模擬試驗(yàn)回歸方程

根據(jù)線性回歸方程Y=38.518-0.219X1+0.143X2+0.557X3,利用降雨量、施氯量和土壤黏粒含量估算土壤中Cl-含量,及綏化壤土(黏粒含量為12.89%)田間試驗(yàn)實(shí)測(cè)土壤中Cl-含量見(jiàn)表10。

由表10可知,在降雨量為55~220 mm內(nèi),實(shí)測(cè)結(jié)果與估算結(jié)果土壤中Cl-含量誤差范圍在[-9.5%,21.3%],說(shuō)明該方程可用于估算田間土壤為Cl-含量。

表10 計(jì)算結(jié)果與實(shí)際土壤Cl-含量變化對(duì)比Table 10 Comparison between the content measured by the regression equation and the actual soil Cl-content

3 討論與結(jié)論

3.1 土壤質(zhì)地對(duì)土壤中Cl-淋失與殘留的影響

土壤理化性質(zhì)與土壤中離子含量具有協(xié)同作用[12-13],土壤中黏粒含量越多,其Cl-積累量越高[14],本研究結(jié)果也表明,黏粒含量遠(yuǎn)高于其他3種質(zhì)地土壤的黏壤土,在相同降雨量條件下,其最大累計(jì)淋出率與其他3種質(zhì)地土壤間雖無(wú)顯著差異,但Cl-平均淋出速率和最大淋出速率均小于其他土壤,且達(dá)到最大淋出速率和最大累計(jì)淋出率所需降雨量高于其他土壤。這是因土壤黏粒含量越多,土壤保水能力越強(qiáng)[15],土壤水分垂直遷移速度越慢。而相同降雨量條件下,不同質(zhì)地土壤淋出液體積表現(xiàn)為砂土>砂質(zhì)壤土>壤土>黏壤土,是因質(zhì)地黏重土壤中細(xì)小孔隙構(gòu)成的復(fù)雜孔徑以及帶電團(tuán)聚體對(duì)離子吸附作用在一定程度上阻礙Cl-遷移[16],要達(dá)到同樣淋洗效果,黏壤土所需時(shí)間和降水量/灌溉量更多。砂土因土壤孔隙多且連通性好,更有利于Cl-淋洗,砂土Cl-淋出量達(dá)到峰值較早,達(dá)到峰值時(shí)所需降雨量較少。

3.2 降雨量對(duì)土壤中Cl-淋失與殘留的影響

李金剛等指出,降雨量約為220 mm時(shí),Cl-與砂質(zhì)土壤膠體之間吸附作用弱,因此Cl-隨水分遷移能力較強(qiáng),在砂土耕層土壤中表現(xiàn)較強(qiáng)淋洗效果,黏壤土和壤土則需264 mm降雨量才可保證Cl-大量淋出[17],與本試驗(yàn)結(jié)果相同。不同質(zhì)地土壤中Cl-淋出量和淋出率均與降雨量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),4種質(zhì)地土壤中Cl-淋出量和降雨量相關(guān)系數(shù)為0.913~0.958,與王鵬山和關(guān)共湊的離子淋出量和降雨量相關(guān)系數(shù)為0.968~0.970和0.891~0.944一致[18-19]。由于Cl-易被淋洗,閻相奎等指出在降雨量為200 mm以下施用含氯化肥不會(huì)明顯增加耕層土壤中氯含量[20]。本試驗(yàn)中同樣發(fā)現(xiàn),氯用量在75~300 kg·hm-2內(nèi),264 mm降雨量情況下4種質(zhì)地土壤耕層中外源Cl-殘留率不足10%,土壤中Cl-殘留量與降雨量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為-0.647~-0.583。

3.3 降雨量對(duì)不同質(zhì)地土壤中Cl-空間分布的影響

Reynolds等采用同位素示蹤法測(cè)定收獲后土壤中不同土層氯含量,在0~80 cm土層中殘留率為4%~40%,土壤在0~60 cm幾乎無(wú)殘留[21],本試驗(yàn)測(cè)定隨降雨量變化土壤中氯含量,降雨量為55 mm時(shí),土壤中Cl-分布位置已開(kāi)始下移,垂直遷移距離不超過(guò)20 cm;降雨量為110 mm時(shí),不同質(zhì)地土壤中部分Cl-垂直遷移距離超過(guò)25 cm,耕層土壤中Cl-殘留率高達(dá)52.5%~83.6%;降雨量為220 mm時(shí),不同質(zhì)地耕層土壤中Cl-殘留率僅為7.6%~12.4%,均表現(xiàn)為20~30 cm>10~20 cm>0~10 cm土層,與降雨量達(dá)到200 mm,土壤中Cl-集中在土層15 cm以下的結(jié)論接近[22];降雨量為440 mm時(shí),4種質(zhì)地土壤中Cl-均達(dá)到最大淋洗量,與蔡毅等研究結(jié)果接近,作物采收后,施用與未施用氯化鉀處理0~40 cm土壤Cl-總含量無(wú)差異,說(shuō)明耕層土壤中無(wú)氯積累,可能是氯已淋洗到更深層土壤中[23]。

3.4 含氯化肥的合理施用

種植馬鈴薯土壤氯適宜濃度為60~70 mg·kg-1,增產(chǎn)10%[24],所以種植馬鈴薯土壤施氯量不能超過(guò)225 kg·hm-2??刂仆寥缆群吭诎踩撝捣秶鷥?nèi)是氯敏感作物安全施用含氯肥料重要依據(jù),根據(jù)模擬試驗(yàn)結(jié)果建立土壤氯殘留量與降雨量、施氯量和土壤黏粒之間回歸方程。2021年綏化壤土(土壤黏粒含量12.89%)田間試驗(yàn)結(jié)果表明在55~220 mm降雨量范圍內(nèi),測(cè)定值和計(jì)算值間誤差范圍在[-9.5%,21.3%],因此可利用降雨量或灌溉量、含氯肥料施用量及土壤黏粒含量估算土壤Cl-殘留量,或根據(jù)土壤黏粒含量、降雨量或灌溉量以及土壤氯臨界值確定含氯肥料施用量。本田間試驗(yàn)僅在壤土中進(jìn)行驗(yàn)證,后續(xù)將增加不同質(zhì)地土壤田間驗(yàn)證試驗(yàn),確定誤差范圍,提高預(yù)測(cè)精度,為氯敏感作物安全施用含氯肥料用量提供參考依據(jù)。

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