摘要：為探究不同種植模式對氮磷流失的影響，采用田間徑流池法，在太湖地區稻麥輪作系統中，通過連續兩年田間試驗，研究比較了等氮投入條件下常規種植和有機種植模式農田徑流水中氮、磷濃度特征，以及徑流氮、磷流失量、流失系數。結果表明，稻季和麥季農田徑流中總氮、可溶性氮、銨態氮和硝態氮平均濃度和總氮流失量均表現為：常規種植>有機種植>對照。與常規種植相比，有機種植模式能夠有效減少稻麥輪作農田中氮的徑流流失，且對麥季氮素徑流流失的減少效果優于稻季；盡管有機種植模式下磷流失系數低于常規種植，但有機肥投入攜帶的高磷量會增加農田磷素徑流流失量。

　　關鍵詞：稻麥輪作；有機種植；農田；徑流；氮磷流失

　　太湖地區是我國化肥用量最高的地區之一[1]，據悉，該區稻麥輪作年施氮量平均值已高達約590 kg·hm-2[2]。過量化肥的施用不僅增加農業生產成本，而且過低的肥料利用率使得土壤中氮磷大量流失，導致地表水污染和水體富營養化加劇，引起一系列環境問題。目前，太湖流域農業面源污染比較嚴重，已成為人們普遍關注的熱點問題[3-8]。地表徑流是農田氮磷流失的主要方式，我國農田生態系統中氮年徑流損失量約131萬t[9]，磷徑流損失量約6.36萬t[10]。研究表明，農田氮磷化學養分投入的減量化技術、科學農業管理模式有利于減少農田氮磷徑流流失，控制農業面源污染、改善農村生態環境[11-13]。

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　　1.材料與方法

　　1.1研究地點

　　試驗于2011年6月至2013年6月在江蘇省常州市武進區雪堰鎮萬壽村（120°05′05"E，31°29′24"N）進行。試驗田距太湖2 km，所處地形為丘陵谷地，土壤類型為水稻土，質地為壤土。土壤pH5.13，有機質31 g·kg-1，總氮1.71 g·kg-1，堿解氮164 mg·kg-1，總磷1.17 g·kg-1，有效磷11.5 mg·kg-1，速效鉀76 mg·kg-1。耕作制度為稻麥輪作，水稻耕作方式為常規翻耕，小麥為免耕。供試作物水稻為9998-3，冬小麥為揚麥11號。

　　1.2試驗設計

　　在田間布設長3.0 m、寬0.7 m、深1.0 m的徑流池，混凝土結構，在降雨產生徑流后，測量計算徑流水量，采集徑流水樣。試驗小區面積為30 m2（長6.0 m、寬5.0 m）。2011年第一季作物水稻，2011年6月16日移栽，2011年11月11日收獲；第二季作物小麥，2011年11月26日 播 種 ，2012年5月28日 收 獲。2012年第一季作物水稻，2012年6月14日 移 栽 ，2012年11月2日收獲；第二季作物小麥，2012年11月15日播種，2013年5月28日收獲。設置3個處理，每個處理設3次重復。（1）空白對照：不施肥；（2）常規種植模式：在廣泛調查的基礎上，采用當地農民的平均施肥量與施肥方式；（3）有機種植模式：施用和常規組等氮量的有機肥。種植期間全部采用商品有機肥和植物源農藥，不使用任何人工農藥和尿素等，嚴格執行有機產品生產行業標準。所用有機肥為“田娘”商品有機肥（含N 1.42%、P2O52.00%、K2O1.58%）。稻麥輪作期間各處理具體施肥情況見表1。試驗小區并排分布在徑流池兩側。

　　2結果與分析

　　2.1有機和常規種植模式

　　下水稻和小麥產量差異從圖2可以看出，2011年度有機種植水稻產量略高于常規種植，但是未達到顯著水平（P>0.05），分別為8911 kg·hm-2和8711kg·hm-2，是不施肥對照產量的2倍。有機種植小麥產量明顯高于常規種植，分別較對照增產64.89%和57.00%。

　　2.2稻麥輪作徑流水中的氮素及其流失分析

　　2.2.1稻季農田徑流水中氮濃度的動態變化

　　不同種植模式下，稻季農田徑流水中總氮、可溶性氮、硝態氮和銨態氮濃度變化特征如圖3所示。2012年稻季降雨量較2011年減少389.7 mm，徑流量減少11 850 L，徑流次數僅為4次。2012年稻季各處理間徑流水中氮濃度差異較2011年小。在2011年整個稻季，不施肥對照、常規種植和有機種植模式下稻田徑流水中總氮平均濃度分別為1.42、4.24、3.28 mg·L-1，而在2012年整個稻季，不施肥對照、常規種植和有機種植模式下稻田徑流水中總氮平均濃度分別為2.97、3.94、3.73 mg·L-1。

　　2.2.2麥季農田徑流水中氮濃度的動態變化

　　由圖3可見，麥季農田徑流水中氮濃度高于稻季，尤其在常規種植模式下。麥季徑流水中氮形態以硝態氮為主，而在稻季以銨態氮為主。小麥常規和有機種植模式下農田徑流水中總氮、可溶性總氮、硝態氮濃度高于不施肥對照，且常規種植模式下氮濃度高于有機種植。在2011年麥季，不施肥對照、常規種植和有機種植模式下麥田徑流水中總氮平均濃度分別為4.27、16.84、10.29 mg·L-1，2012年麥季徑流水中總氮平均濃度分別為2.71、9.42、2.96 mg·L-1。在2012年3月6日常規種植麥田徑流水中總氮濃度達到峰值（26.93 mg·L-1），有機種植則在發生第一次徑流時（2012年2月7日）總氮濃度出現峰值（13.77 mg·L-1）。2012年小麥常規種植徑流水中總氮濃度在2013年2月6日出現峰值（16.50 mg·L-1），有機種植在2012年12月31日出現峰值（4.15 mg·L-1）。

　　3.討論

　　本研究發現有機種植和常規種植的作物產量有所差異，試驗結果顯示，有機種植和常規種植稻麥產量的比值為0.67~1.22，與岳玉波等[13]的結果接 近。Seufert等[16]和Ponti等[17]的數據分析結果表明，有機和常規種植作物產量的比值為0.75~0.80。通過分析發現，有機種植水稻和小麥年際間的產量差異較常規種植大，這是由于有機種植體系從建立到平衡需要一定的時間，產量必然會受到體系內外多種因素的影響。目前，有研究報道，有機種植轉換期內作物產量增加或降低，這主要與土壤肥力、管理措施、農業生產水平、作物類型和有機生產者的經驗有關[18-20]。研究表明，在2至5年內，有機種植作物產量有較大的波動，普遍低于常規種植，5年之后的產量趨于穩定，不易受外界因素影響[16]。

　　4.結論

　　在太湖流域稻麥輪作系統中，有機種植模式能有效控制農田中氮素的徑流損失，且有機種植對麥季氮素徑流流失減少的效果優于稻季，麥季氮素流失以硝態氮為主，稻季以銨態氮為主。然而，值得注意的是，有機種植攜入農田的高磷量會增加土壤中磷的積累和磷素徑流流失量，盡管有機種植模式下的磷流失系數低于常規種植。降雨也是影響農田氮、磷徑流流失的主要因素之一，降雨情況的不同導致年際間氮、磷流失量差異較大，為減少氮、磷徑流損失，要避免在較大降雨發生前施肥。總之，在太湖地區發展有機農業應特別關注有機肥的施用風險，采取完善和科學的肥力管理措施，如種植綠肥、施用高氮低磷有機肥等以減少有機肥中磷的投入，避免磷流失的污染風險。

　　參考文獻：

　　[1]王德建,林靜慧,夏立忠.太湖地區稻麥輪作農田氮素淋洗特點[J].生態農業學報, 2001, 9（1）：26-28.WANG De-jian, LIN Jing-hui, XIA Li-zhong. Characteristics of nitro－gen leaching of rice-wheat rotation field in Taihu Lake Area[J].Chi－nese Journal of Eco-Agriculture, 2001, 9（1）：26-28.

　　[2]王 海,席運官,陳瑞冰,等.太湖地區肥料、農藥過量施用調查研究[J].農業環境與發展, 2009（3）：10-15.WANG Hai, XI Yun-guan, CHEN Rui-bing, et al. Investigation on theexcessive fertilizer and pesticides application in Taihu Lake Region[J].Agro-Environment and Development, 2009（3）：10-15

　　陳秋會，席運官*，王磊，李妍，張弛，田偉，田然，肖興基，趙克強