洱海流域環(huán)境友好型種植模式及作用機理研究

　　湯秋香所著的《洱海流域環(huán)境友好型種植模式及作用機理研究》針對中國云南省洱海流域小春作物種類單一、施肥過量所引起的農(nóng)田生物多樣性下降和農(nóng)田面源污染問題，采用實地調(diào)查與田間試驗相結(jié)合的方法，系統(tǒng)研究了當(dāng)?shù)刈魑锓N類、作物根系構(gòu)型、株型分布、養(yǎng)分需求特性、經(jīng)濟效益與環(huán)境風(fēng)險，以種間互促性、經(jīng)濟可行性、環(huán)境友好性為依據(jù)，篩選適合洱海流域兼顧經(jīng)濟與環(huán)境效益的環(huán)境友好型種植模式，闡明其種間競爭互惠機制，合理確定間作參數(shù)，為從源頭控制氮、磷肥料用量、提高氮、磷肥料利用效率，減少農(nóng)田面源污染提供科技支撐。主要研究結(jié)論如下。《洱海流域環(huán)境友好型種植模式及作用機理研究》中一、農(nóng)田養(yǎng)分平衡及養(yǎng)分累積特性洱海流域10種主要種植模式的農(nóng)田養(yǎng)分平衡均處于盈余狀態(tài)。其中，大蒜一水稻模式氮磷養(yǎng)分投入量最高，農(nóng)田養(yǎng)分盈余、土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮殘留量顯著高于豆科-水稻、糧食-水稻、油料-水稻和牧草-水稻等模式。因此，優(yōu)化種植模式，調(diào)節(jié)農(nóng)田養(yǎng)分平衡狀況，可望提高養(yǎng)分利用效率，降低環(huán)境風(fēng)險。二、農(nóng)田氮磷流失風(fēng)險農(nóng)田田面水對溝渠水存在明顯的氮、磷增荷作用，大蒜-水稻種植模式農(nóng)田田面水總氮濃度及流失量顯著高于其他種植模式，農(nóng)田氮磷流失量與施肥量呈顯著正相關(guān)，不同時期農(nóng)田田面水氮、磷濃度變幅大，追肥期是氮、磷流失的關(guān)鍵階段；可溶性氮、顆粒態(tài)磷分別是氮、磷流失的主要形態(tài)。三、環(huán)境友好型種植模式篩選采用模糊數(shù)學(xué)方法綜合評價光、熱、水、肥利用以及經(jīng)濟效益和環(huán)境效應(yīng)后知，大蒜ll蠶豆模式（大蒜帶寬與蠶豆帶寬之比為3：1，以下用大蒜II蠶豆表示）綜合得分最高，為0．70，是兼顧經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的環(huán)境友好型種植模式。 四、環(huán)境友好型種植模式的經(jīng)濟效益與環(huán)境效益田間試驗結(jié)果表明，大蒜II蠶豆模式能增加后期干物質(zhì)累積量，提高大蒜葉綠素含量，提高作物生長后期光合利用效率，促使大蒜和蠶豆的根系向下生長，提高蠶豆根瘤菌數(shù)目和重量，促進根瘤固氮，土地當(dāng)量比為1：15，具有明顯間作優(yōu)勢；大蒜II蠶豆種植模式還能顯著提高氮、磷吸收利用能力，降低土壤無機氮殘留量和速效磷含量，較大蒜單作優(yōu)化施肥處理可減少無機氮殘留量10％以上，較大蒜單作習(xí)慣施肥處理減少無機氮殘留量50％以上；因此，大蒜II蠶豆種植模式可降低農(nóng)田氮、磷流失風(fēng)險。五、環(huán)境友好型種植模式對微生物量碳、氮的影響 大蒜II蠶豆與大蒜、蠶豆單作相比，可提高土壤微生物量碳、氮（SMB-C、SMB—N）含量。大蒜II蠶豆模式下，不同土層微生物量氮、碳存在顯著差異，且隨土層深度的增加逐次遞減，而大蒜和蠶豆單作模式下不同土層微生物量氮、碳無顯著差異。大蒜II蠶豆模式0—20cm土層中，大蒜帶微生物量氮顯著低于交際帶和蠶豆帶。20—40cm土層中，交際帶最高，蠶豆帶最低。20—40era土層間作模式中，交際帶微生物量碳顯著高于大蒜和蠶豆條帶，而大蒜和蠶豆帶無顯著差異；不同種植模式之間土壤微生物量碳／微生物量氮比值無顯著差異，但隨土層深度的增加逐次遞減。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，土壤總氮和速效磷與微生物量碳、氮密切正相關(guān)。六、環(huán)境友好型種植模式下作物氮素利用與氮素轉(zhuǎn)移氮肥施人后，殘留于土中的比例最大。間作在一定程度上能提高氮肥利用率6．54％以上，降低氮肥的殘留6．74％以上，降低氮肥損失量3．06％以上。氮肥殘留隨著土層的深度逐步遞減。不同種植模式之間存在差異，大蒜單作模式氮肥殘留量顯著高于其他模式，大蒜II蠶豆模式最低。大蒜lI蠶豆模式下作物對氮肥的吸收利用量顯著高于單作模式；間作模式提高氮肥利用率，具有明顯間作優(yōu)勢的原因與作物間氮素轉(zhuǎn)移有關(guān)，在大蒜ll蠶豆模式中，蠶豆能向大蒜轉(zhuǎn)移氮素，田間微區(qū)、盆栽等不同試驗條件下氮轉(zhuǎn)移量存在顯著差異，轉(zhuǎn)移率在10．18％～15．76％。

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