陳裴裴， 吳家森， 鄭小龍， 姜培坤* ， 吳建軍

(1 浙江農(nóng)林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院， 浙江臨安 311300； 2 浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院， 浙江杭州 310058)

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

1.2 研究方法

試驗(yàn)設(shè)置在已建園15 a的地勢(shì)平坦的雷竹園，并進(jìn)行過6 a的冬季覆蓋，試驗(yàn)地有大量覆蓋物和凋落物未清除。試驗(yàn)始于2012年4月，設(shè)5個(gè)處理，3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)小區(qū)面積為100 m2。小區(qū)之間用水泥預(yù)制板隔離。

雷竹屬淺根性植物，據(jù)調(diào)查顯示，雷竹的竹鞭90%分布在5—30 cm的土層范圍內(nèi)[15]，約81%的竹鞭分布于0—20 cm的土壤中，其中，10—20 cm深度處竹鞭分布最多，占41%，超過30 cm深處分布很少，僅占1.2%[16]。因此30 cm深度線作為分淋失的界限，在每個(gè)處理小區(qū)內(nèi)的中心位置埋設(shè)土壤滲漏水收集裝置，收集器的2個(gè)集水槽埋設(shè)在離地表30 cm處，面積各為15 cm×40 cm，一個(gè)集水桶收集滲漏水，用100 mL的針筒接著抽水軟管通入出水管中，從集水桶中抽出滲漏水，用量杯測(cè)量每次的滲漏水量[17]。同時(shí)在試驗(yàn)地周邊空地布置雨量筒，測(cè)定降雨量。5個(gè)處理的肥料用量及養(yǎng)分量見表1。減量無機(jī)肥、減量有機(jī)肥以及減量有機(jī)無機(jī)肥配合處理的施氮量相當(dāng)于常規(guī)施肥處理的60%。本試驗(yàn)于5月18日、9月7日、11月9日分別施用肥料總量的40%、30%和30%，施肥后均進(jìn)行淺翻，深度5 cm左右，第三次施肥后沒有對(duì)雷竹林進(jìn)行覆蓋。

表1 試驗(yàn)各處理肥料用量及養(yǎng)分量 [kg/(hm2 ·a)]

養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率指所施單位養(yǎng)分所增加的作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，即施用肥料的每千克養(yǎng)分(如N、P、K等) 提高作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的能力，因此它是表征養(yǎng)分利用效率最直觀的方法，養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率可按下式計(jì)算[18]：

養(yǎng)分農(nóng)學(xué)利用率 (kg/kg) =(施肥區(qū)作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量-無肥區(qū)作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量)/施肥量

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施肥雷竹林滲漏水DOC和DON濃度動(dòng)態(tài)變化

減量有機(jī)肥和減量有機(jī)無機(jī)肥處理滲漏水中DON濃度變化較大，減量有機(jī)肥處理在第二次施肥后相對(duì)于8月30日樣品濃度有大幅上升，與其他的施肥處理相比，濃度上升的幅度并不大，減量有機(jī)肥處理11月與9月的滲漏水樣DON濃度比值僅為1.8，遠(yuǎn)低于其他的處理。減量有機(jī)無機(jī)肥處理的滲漏水中DON濃度變化與整體一致，但是在9月15日水樣濃度增加后，11月12日水樣濃度從33.9 mg/L大幅度下降到0.6 mg/L。

圖1 不同施肥雷竹林滲漏水中DOC和DON濃度動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of DOC and DON concentrations in the leakage water from the soil with different fertilization under Phyllostachy praecox stand

2.2 不同施肥雷竹林滲漏水DOC、DON相關(guān)性

2.3 不同施肥雷竹林滲漏水DOC和DON流失負(fù)荷變化

圖2 不同施肥雷竹林滲漏水中DOC和DON濃度之間的相關(guān)性Fig.2 Correlation between DON and DOC concentrations in the water leakage from the soil with different fertilization under Phyllostachy praecox stand

2.4 不同施肥對(duì)雷竹林竹筍產(chǎn)量及肥料農(nóng)學(xué)利用率的影響

不同施肥對(duì)雷竹筍產(chǎn)量及肥料農(nóng)學(xué)利用率的影響如表3所示。減量施肥與常規(guī)施肥間產(chǎn)量相差不多，基本保證正常的產(chǎn)量。本次試驗(yàn)主要是進(jìn)行減氮施肥，減量無機(jī)肥、減量有機(jī)無機(jī)肥以及減量有機(jī)肥相對(duì)于常規(guī)施肥減氮40%。減量無機(jī)肥和減量有機(jī)無機(jī)肥的肥料農(nóng)學(xué)利用率與常規(guī)施肥很接近。

圖3 不同施肥雷竹林滲漏水DOC和DON累計(jì)流失負(fù)荷Fig.3 The total loss loads of DOC and DON in the leakage water from the soil with different fertilization under Phyllostachy praecox stand

3 討論

3.1 雷竹林滲漏水DOC和DON濃度的動(dòng)態(tài)變化

雷竹林滲漏水中DOC和DON濃度的動(dòng)態(tài)變化取決于降雨量的大小和土壤中碳和氮的濃度。降雨是影響土壤DOC遷移的重要因素，側(cè)滲是表土DOC淋溶的主導(dǎo)過程[19]。在相同土壤碳和氮濃度下，土壤滲漏水愈多，其DOC和DON濃度就低。本研究的結(jié)果表明，雷竹林滲漏水DOC和DON濃度與降雨量之間沒有明顯的相關(guān)性。雷竹林滲漏水DOC和DON濃度的動(dòng)態(tài)變化更多地取決于土壤中的碳和氮濃度，未施肥前土壤有機(jī)碳和全氮含量分別為30.3 g/kg和2.39 g/kg，本研究的雷竹林滲漏水DOC和DON濃度在5月18日、 9月7日和11月9日3次施肥后有明顯升高就充分說明了這一點(diǎn)。雷竹林滲漏水DON濃度的動(dòng)態(tài)變化還與雷竹的生長(zhǎng)有密切關(guān)系，例如第3次施肥(11月9日)后，11月12日滲漏水中DON的濃度迅速下降可能是由于此時(shí)正是孕筍期，需要吸收大量的養(yǎng)分所致，其中減量有機(jī)無機(jī)施肥處理變化特別明顯，從9月15日水樣濃度33.9 mg/L大幅度下降到0.6 mg/L，有可能是因?yàn)橛袡C(jī)無機(jī)肥配施使養(yǎng)分更容易被雷竹吸收，減量有機(jī)無機(jī)肥的竹筍產(chǎn)量相對(duì)其他減量施肥較高。

表3 不同施肥處理對(duì)雷竹肥料農(nóng)學(xué)利用率的影響(kg/kg, 鮮筍基)

3.2 不同施肥對(duì)雷竹林滲漏水中DOC和DON平均濃度的影響

DOC平均濃度順序?yàn)椋撼Ｒ?guī)施肥(45.5 mg/L)>減量無機(jī)肥(40.1 mg/L)>減量有機(jī)肥(39.0 mg/L)>不施肥(36.9 mg/L)>減量有機(jī)無機(jī)肥(33.7 mg/L)，DON平均濃度為常規(guī)施肥(12.6 mg/L)>減量有機(jī)肥(12.1 mg/L)>減量有機(jī)無機(jī)肥(11.4 mg/L)>減量無機(jī)肥(10.1 mg/L)>不施肥(6.6 mg/L)(表2)。總體上是減量施肥低于常規(guī)施肥且高于不施肥，但是減量有機(jī)無機(jī)肥DOC的平均濃度反而比不施肥低，這可能是減量有機(jī)無機(jī)肥配施有利于竹筍產(chǎn)量的提高，即有利于雷竹生長(zhǎng)及出筍過程中對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，因而降低了滲漏水中的DOC濃度。

3.3 不同施肥對(duì)雷竹林滲漏水DOC和DON流失負(fù)荷的影響

雷竹林土壤滲漏水DOC和DON濃度及淋失量的多少取決于降雨量[22]，而后者又受制于施肥量和肥料種類、施肥時(shí)間等因素。隨著施肥量的增加，雷竹林土壤滲漏水中DOC和DON濃度及淋失量明顯提高。雖然減量有機(jī)肥處理氮用量只有常規(guī)施肥處理的60%，但前者的DON流失負(fù)荷(46.3 kg/hm2)卻比后者(35.3 kg/hm2)高，前者DON流失負(fù)荷占施氮量的9.1%，而后者卻占施氮量的4.2%，這說明有機(jī)肥中的氮比化肥中的氮更易淋失。

DOC進(jìn)入土壤溶液加大了土壤中養(yǎng)分離子被淋失的可能性，從而導(dǎo)致土壤養(yǎng)分損失和水體富營(yíng)養(yǎng)化[4]，它引起的水體富營(yíng)養(yǎng)化有時(shí)比氮磷污染更嚴(yán)重。水溶性有機(jī)氮是森林土壤氮流失的主要形式之一，占總氮比例達(dá)28%[23]。

3.4 不同施肥對(duì)雷竹林竹筍產(chǎn)量及肥料農(nóng)學(xué)利用率的影響

本次研究結(jié)果顯示，減量無機(jī)肥和減量有機(jī)無機(jī)肥(減氮40%)在不減產(chǎn)的前提下肥料農(nóng)學(xué)利用率與常規(guī)施肥接近。

4 結(jié)論

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