基于水源地周边环境的氮磷肥料利用率的试验研究

　　于桥水库位于天津市北部的蓟县东部，是天津市市民饮用水的重要水源地，其水质好坏直接影响市民饮用水的安全。而库区周边农田氮磷肥管理状况与水库水质优劣有着紧密联系。农业上长期施用高量氮肥是造成地下水硝酸盐污染的重要原因之一，而氮肥所造成的氮素径流流失是引起水体氮富营养化的重要原因[1-4]。苏南太湖流域农业面源磷污染研究表明，农田化肥磷过高施用和畜禽养殖排放的有机磷等可能是造成目前流域水体富营养化的主要原因[5-6]。曹宁等[7]研究东北地区农田土壤磷平衡及对面源污染贡献时指出，由农田土壤进入水体环境的磷负荷呈增加趋势。陈永利等[8]研究蓟县农田土壤氮磷养分变化时表明，目前蓟县农田土壤全氮、有效磷含量与20世纪80年代相比，分别增长了30.5%和652.1%，尤其土壤磷累积明显，这与农田氮磷施用有着密切的关系。由于我国当季肥料利用率较低，其中氮磷肥通过挥发、淋溶和径流等途径损失数量巨大[9-15]。因此，研究库区周边农田氮磷肥的利用状况对防范水库水质的环境风险有着重要的意义。

　　1材料和方法

　　1.1试验区基本状况

　　2012年试验区设于蓟县于桥水库北部马伸桥镇东孔庄村。该地区位于蓟县东部的冬小麦和玉米主产区。南与天津水源地于桥水库毗邻，东与出头岭镇相连，西靠穿芳峪乡，北与孙各庄乡相对。地势平坦，排水畅通，灌溉配置设施齐全，邦喜公路南侧，交通便利。主要种植冬小麦、夏玉米等大田作物，另外分布有菜园。供试土壤为潮土，质地为中壤土，有机质含量中等，全氮含量中等，磷处于缺乏水平，速效钾含量中等，地力属于中等水平（表1）。

　　1.2试验设计

　　施肥方案采用氮、磷2个因素、4个水平设计。4个水平：0水平指不施肥；2水平指当地最佳施肥量的近似值；1水平=2水平×0.5；3水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）。根据蓟县试验区生产状况，制定了相应的施肥水平（表2）。试验设3次重复，随机区组排列，小区面积为30m2。

　　试验供试氮肥为尿素（含N46%），磷肥为过磷酸钙（含P2O512%）。其中，氮肥按全部的50%做基肥，另一半做追肥，追肥在玉米9～12叶期时开沟施入；磷肥全部基施。钾肥按照K2O施用量75kg·hm-2，以硫酸钾（含K2O50%）全部基施。该研究供试材料为玉米，品种为纪元1号。每hm2株数为53475株，株行距为0.34m×0.55m。4月19日播种，5月25日定苗，8月27日收获，10月中旬室内考种分析。

　　1.3肥料利用率计算方法

　　氮（磷）肥利用率=[施氮（磷）区作物吸氮（磷）总量-无氮（磷）区作物吸氮（磷）总量]/所施肥料中氮（磷）素的总量×100%（1）

　　其中：施氮（磷）区作物吸氮（磷）总量=[施氮（磷）区籽粒产量×施氮（磷）区籽粒氮（磷）养分含量+施氮（磷）区茎叶产量×施氮（磷）区茎叶氮（磷）养分含量）；无氮区作物吸氮总量=（N0P2K2区籽粒产量×N0P2K2区籽粒氮养分含量+N0P2K2区茎叶产量×N0P2K2区茎叶氮养分含量）；无磷区作物吸磷总量=（N2P0K2区籽粒产量×N2P0K2区籽粒磷养分含量+N2P0K2区茎叶产量×N2P0K2区茎叶磷养分含量）

　　作物籽粒产量经考种确定，茎叶干基产量经测定含水量折算确定。作物籽粒和茎叶中氮磷钾含量根据试验测试分析获得。

　　2结果与分析

　　2.1不同施肥处理夏玉米产量

　　从表3可知，处理2、处理3、处理6、处理8的磷、钾施肥量相同，籽粒产量分别为5355，

　　6195，6720，6765kg·hm-2，产量随着氮肥施用量的增加而增产，但增加幅度降低。N3、N2、N1施氮水平籽粒产量分别较N0增长26.3%，25.5%，15.7%，N2与N3之间差异不大。而处理4、处理5、处理6、处理7施氮、钾肥的量相同，籽粒产量呈随施磷量增长而增加，同样表现出增长幅度降低的趋势。相同氮钾施用情况下，P3、P2、P1施磷水平籽粒产量分别较P0增长25.6%，24.8%，14.8%；P2与P3之间差异较小。茎叶产量表现相似变化特点。

　　2.2不同施肥处理夏玉米养分含量

　　由表4可知，处理1～8，籽粒中N的含量都是1.19%，P的含量都是0.15%；茎叶中的N含量处理1、处理6都是0.60%，处理2、处理4含量是0.4%，处理3、处理5、处理7、处理8都是0.54%。茎叶中P的含量都是0.10%。施肥差异的处理对夏玉米籽粒养分含量没有差异；对茎叶中P的含量也没差异，而对茎叶中的N含量有差异，但影响不是很大。

　　2.3不同施肥水平肥料利用率分析