长江下游“玉米-花菜”轮作模式下旱地降雨产流过程及氮磷输出特征研究

作者：朱文俊; 李金文; 钱晓雍; 沈根祥^*; 张敏; 付侃; 王振旗; 赵庆节

来源：农业环境科学学报, 2021, 40(10): 2167-2178.

• 天然降雨
• 面源污染
• 崇明岛
• 农田径流

农田氮(N)、磷(P)的流失是水体富营养化的主要原因,然而农田径流N、P浓度与流失量受到前期土壤含水率(AMC)、降雨量、翻耕等多种因素影响,尚缺乏田间监测方法。本研究以位于长江下游的崇明岛旱地为研究对象,建立自动取样方法,在天然降雨条件下对农田径流量和水质进行高频率取样与连续监测,分析"玉米-花菜"轮作模式下降雨产流过程及N、P输出特征,采用径流曲线数(CN)表征土壤的持水能力,研究10、30、50 cm深处土壤AMC(AMC10、AMC30、AMC50)对CN的影响,并利用电导率(EC)来反映径流离子浓度的变化趋势以及降雨的稀释效应。结果表明:农田径流峰值滞后于降雨峰值,CN值取值范围为37～88,且与AMC10线性关系最好(y=293.40x-39.41,R2=0.790 5,P<0.01),与AMC50无显著相关关系;秸秆还田后的翻耕导致总磷(TP)和溶解性总磷(DTP)浓度升高,夏季翻耕显著增加了P浓度,但N的浓度没有增加;径流N浓度随着径流速度的增大而减小,但P浓度相反。EC与径流速度呈现出完全相反的变化趋势,降雨量增加了径流流量并产生了稀释效应,导致EC下降,且EC可以反映总氮(TN)、NO3--N的浓度变化,EC的变化可充分反映N的输出特征,而P的输出与N输出不同,当径流速度较大且EC较低时,P的浓度可能较高;NO3--N、DTP分别是农田N、P输出的主要形式,径流流量和养分浓度差异影响N、P的输出负荷,但养分浓度差异对NH4_+-N、TP、DTP输出负荷的影响要大于径流流量对其的影响。

• 单位
  环境科学与工程学院; 上海市环境科学研究院; 东华大学