全 文 ：第 13卷 第 2期
2 0 0 5年 4月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．13 NO．2
April， 2005
滇池流域农田土壤氮磷流失影响因素探析*
段永惠 张乃明 洪 波 陈建军
(山西财经大学环境经济系 太原 030006)(云南农业大学资源与环境学院 昆明 650201)
摘 要 对滇池流域沿湖 15个 乡镇农田地表径流 N、P流失状况及其影响 因素研 究结果表明，该 区农 田地表径流
N、P污染负荷很高，年均流失量差异较大，总 N为 5．07～113．16kg／hm ，总 P为 0．15～10．14kg／hm 。高 强度施
用化肥是造成农田径流 N、P流失量大的主要原因，同时也与土地利用和水肥管理方式及种植制度有关 ；不同坡度
农 田径流 N、P输出量不同，6。～12。坡度 N、P流失急剧增大 ，12。坡度 以后流失量增加减缓；1次 降雨或作物生长周
期内径流 N、P流失速率均表现 出随时间参数递减的趋势；不 同施肥处理 N、P流失量存在一定差异，其 中尿 素与普
钙配施可减少 N、P流失，并获得较高 白菜产量。
关键词 农田土壤 N P 非点源污染 滇池流域
Factors influencing the N and P loss from farmland runoff in Dianehi watershed．DUAN Yong—Hui(Department of Envi—
ronmental Economics，Shanxi University of Finance and Economics，Taiyuan 030006，China)，ZHANG Nai—Ming，HONG
13o，CHEN Jian—Jun(Colege of Resources and Environmental Sciences，Yunnan Agricultural University，Kunming 65020 1，
China)，CJEA，2005，13(2)：116～118
Abstract The present status and influential factors of N and P lO8$from farmland runoff were studied in 15 vilages and
towns around Dianchi Lake．The results show that the po lutional loads of N and P in farmland runoff in the investigated
areas are very high．The mean annual discharges of N and P are different greatly，the total N is 5．07～113．16l【g／hm and
the total P is 0．15～ 10．14kg／hm ．Excessive application of fertilizer is the primary reasOn of large N and P loss，which is
alsO related to the land use pattern，water and sOil management，and farming system．The discharges of N and P vary with
slopness，increase rapidly with the slopness from 6 tO 12 and increase slowly with the slopness above 12。．In a rainfall or in
a crop growing period，the concentrations of N and P in the runoff submit tO a downtrend folowing the temporal process．
The discharges of N and P vary with different fertilizer applications and urea and superphosphate application can reduce
the N and P loss and heighten the cabbage yield．
Key words Farm land sOil，Nitrogen，Phosphorus，Non—po int source po lution，Dianchi watershed
(Received Dec．27，2003；revised Feb．19，2004)
滇池 目前为我国水体富营养化程度最严重湖泊之一 ，近年来随着滇池流域点源污染控制工程的实施 ，
非点源 N、P人湖污染负荷贡献率已超过 50％，成为影响滇池水质的主要污染源，其中农 田地表径流 N、P流
失起主要作用 l-3]。本研究探讨了滇池流域沿湖 15个乡镇农田地表径流 N、P流失状况及其影响因素。
1 研究区域概况与研究方法
研究区域滇池流域位于云贵高原中部，东经 102。29 ～103。01 ，北纬 24。29 ～25。28 ，地处长江、红河 、珠
江 3大水系分水岭地带，总面积 2920km2，系受南北断裂控制的晚新生代断陷盆地，属中亚热带湿润季风气
候，年均降雨量 1035mm，年均降雨 日数 135d，地带性土壤为山原红壤。农 田是研究区主要土地利用方式 ，种
植作物主要有水稻 、蚕豆 、蔬菜、花卉、小麦、烤烟、玉米和豌豆等，目前沿湖乡镇农业生产 已发展到集约化 、
高能耗的初级阶段 ，化肥投入量普遍较高 ，尤其温室大棚内化肥施用量更高。其 中呈贡县斗南镇 (主要种植
花卉，全部为 大棚 )年化 肥施 用强度最 高，达 12241．73kg／h1TI2，晋城 (主要 种植水 稻、玉米 等)最 低，为
2187．7kg／h1TI2。研究区年均化肥施用强度为 6333．1kg／hrn2，与 2000年 3599．25kg／hm 相比增长 76％，为
世界平均化肥施用量的 3倍以上，其中 N肥年均施用强度为(按 N计)1289．2kg／hrn2，P肥(按 P2O5计 )为
*云南省应用基础研究基金项 目(1999C0011G)资助
收穑 日期：2003—12—27 改回 日期 ：2004—02—19
第 2期 段永惠等 ：滇池流域农 田土壤氮磷流失影响因素探析 117
390．0kg／hm 。本研究重点选择社会经济相对发达、人 ISl密集、耕地集中和农业生产投入水平高的沿湖 2km
以内湖滨地区 15个乡镇取样，面积 220km ，占滇池流域总面积的7．5％。每样地分 3个调查采样片，每调查
采样片调查 10户典型农户 ，并采集相应水样和 0～20cm耕层土样。模拟试验采用木盒(长、宽、高分别为
200cm、50cm和 45cm)作为盛土容器，装入等量 0～20cm耕层原状土，每个木盒为一处理 ，下部装有碎石并
用广 口瓶收集径流水溶液，模拟人工降雨装置。试验共设 6。、12。、18。和 24。4个坡度处理，3次重复。根据
流域实际降雨情况 ，降雨强度采用 =30mm／h，施肥模拟试验设施有机肥 +普通过磷酸钙(简称普钙 ，I)、
尿素 +普钙(Ⅱ)、改性碳酸氢铵 +普钙(Ⅲ)和普通碳酸氢铵 +普钙(Ⅳ)共 4个处理。供试土壤为红壤，其有
机质含量为 29．3g／kg，全 N2．7g／kg，全 PO．40g／kg，全 K15g／kg，碱解氮 136mg／kg，速效磷 26．3mg／kg。
采用过硫酸钾氧化一紫外分光光度法测定全 N含量，采用氯化亚锡还原分光光度法测定全 P含量。
2 结果与分析
2．1 农田地表径流 N、P污染状况
滇池流域农 田径 流、地表
沟渠积水与滇池水已构成 1个
相互 联系、相互 影响 的整体。
表 1表 明流域 内沿湖 15个乡
镇农 田径 流水样全 N含量为
0．52～ 12．85mg／L，平 均 值
4．64mg／L；全 P含量为0．02～
1．15mg／L，平均值 0．23mg／L。
表 1 农 田地表径流 N、P监测结果
Tab．1 Monitored results of total N and total P in farmland surfaca runoff
取样点 全N／rag·L 。全P／rag·L 。 取样点 全N／rag·L一。全P／rag·L一 取样点 全N／rag·L一。全P／rag·L 。
Sampling poln~ Total N Total P flggins Total N Total P s日rIlpIirIg—n Total N Total P
上 蒜 1．54 0．08 晋 城 0．52 0．11 普 自 4．83 0．02
周家地 11．51 0．23 松花坝 0．99 0．07 马 街 2．94 0．02
马金铺 4．74 0．08 新 二 9．36 0．67 斗 南 4．13 0．21
古 城 2．73 0．41 晋 宁 12．85 1．15 可 乐 4．02 0．07
大 渔 2．35 0．11 新 街 4．12 0．21 洛 龙 2．96 0．04
根据国家地表水环境质量标准(GB3838—2002)，研究区水体全 N含量超过 v类标准的超标率为 86．7％，2
个点达到Ⅲ类水质标准，平均达 V类水质标准 ；水体全 P含量超过V和Ⅳ类标准的超标率均为 20％，平均达
Ⅳ类水质标准。
2．2 化肥施用强度与施肥措施对农田土壤 N、P流失的影响
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样 地
图 1 化肥施用强度与农田土壤 N、P流失的关系
30o0一 由图 1可知各样地农 田径流全 N、全
2500 P年均流失量差异较大 ，全 N 为 5．07～
o00言 113．16kg／ ，全P为0．15～5．14kg／hm2，
：美 N、P肥施用强度与农田径流全N和全P
5o0 薹 负荷具有一定正相关性，但该相关性在各
0 样地间存在一定差异，这主要与各地土地
_^ 利用和水肥管理方式及种植制度有关 。如
斗南、大渔 、普 自等地主要为大棚种植区，
铷 虽施肥强度较高 ，但大棚覆盖阻挡了雨水 400制 ’
300娶 对农作物根部土壤的直接冲刷，大大减少
量 了肥料流失；大渔乡有一定面积的平衡施
肥示范区，通过采取综合措施降低肥料流
失率；晋宁有大棚种植区和一定规模 的露
地(种植蔬菜、水稻等 )，且施肥强度大 、水
肥管理不善 ，故其农 田径流全 N、全 P负荷
Fig．1 Connection betwen fertilizer application intensity and N，Plosesin farmland 较高。图 2表明白菜生长周期内历次降雨
径流全 N、全 P流失动态试验所设 4个处理既表现出相似性 ，也存在明显差异。径流全 N、全 P流失量均随
每次降雨而逐渐递减，其原因是肥料作为底肥一次性施入 ，最初几次降雨带走较多养分 ，且作物生长不断吸
收土壤中的养分，再~I t-_挥发、渗漏等原因，径流 N、P流失逐渐减少。不同施肥处理下其 N、P流失量存在
一 定差异，经方差分析各处理 N、P流失量依次为处理 I<处理 I<处理 m<处理 Ⅳ。将减少 N、P流失与
获得作物高产 2因素统一考虑 ，应选择处理 Ⅱ为佳 ，即施尿素 +普钙处理能获得最高作物产量，全 N流失量
低于处理Ⅲ和处理Ⅳ，全 P流失量低于处理 I和处理Ⅳ，稍高于处理 Ⅲ，差异不显著。
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118 中 国 生 态 农 业 学 报 第 13卷
0-5
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·0l 10-11 10-21 10-31 1l—l0 l1-20 l1-30 10-01 10一II 10-21 10—31 1l。10 1l·20 1l’30
日期(月一日) 日期(月 日)
图 2 不同施肥措施对农田土壤 N、P流失的影响
2．3 坡度与降雨过程对农 田
土壤 N、P流失的影响
N、P营养元素非点源污
染主要通过水土流失和地表
径流进入水体 ，云南省 80％
耕地为山坡地 ，坡度成为土
壤径 流 N、P污 染负 荷 的 1
个主要影响因素。不同坡度
农 田土壤全 N、全 P流失量
Fig．2 Efects 0f diferent fertilizer application models on the N and P loses in farmland 研究表 明，6。、12。、18。和 24。
坡度农 田土壤年全 N流失量分别为 23kg／hm2、181kg／hm2、255kg／hm2和 302kg／hm2，年土壤全 P流失量
分别为 2．5kg／hm 、5．4kg／hm2、6kg／hm2和 6．2kg／hm2，随坡度增大，径流全 N、全 P流失量呈增大趋势，坡
度 自6。到 12。径流全 N、全 P流失量急剧增大 ，而 12。坡度后流失量增加缓慢，其原 因是随坡度增大，径流冲
刷作 用增 强，使水溶 态和 16
土壤结 合态氮 、磷 流失增 I
加，且径流量增加对径流 ：
中的 N、P起稀释作用。对 8
大渔乡 1次降雨过程地表 6
径流全 N、全 P流失随 降
雨历时的变化进行模拟结
果(见图 3)表明，整个降雨
过程径 流全 N、全 P浓度
均随时间段 的推移呈逐渐
30 40 50 60 70 80 90 l00 l10 l20
降雨历时／rain
曲
剞
30 40 50 60 70 80 90 100 l10 l20
降雨历fiSt~rain
图 3 降雨过程农田地表径流全 N(a)和全 P(b)浓度的变化
降低趋势。雨水与土壤溶 Fig·3 c ct~ges of total N(a)and total P(b)concentrations in runof in rainfall proces
液混合使某些固态化合物溶解，土壤颗粒 、作物残茬及侵蚀泥沙所吸附化合物解吸，土壤表层溶解化合物将
向地表径流迁移。有研究指出_2 J，农 田径流与 0～2．5 cm土层溶质浓度密切相关 ，但与 0～3cm土层关系较
小 ，表明与雨水及径流相互作用的土层甚薄。径流 N、P主要来 自很薄的土层，故随降雨时间的推移，土壤中
可溶性 N、P浓度逐渐降低，且 由于雨水的冲刷作用，开始形成径流时土壤中的松散型土粒流失较多，而随后
被雨水带走的土粒相对减少，其共同作用导致降雨过程中随时间推移，全 N和全 P浓度逐渐减小 ，这为结合
该研究区特定条件建立 N、P流失预报模型提供了科学依据。
3 小 结
滇池流域研究 区地表 水 N、P污染 负荷和化肥施用强度 均很高，N肥 年均施用强度 (折算 为 N)为
1289．2kg／hm2，P肥年均施用强度 (折算为 P2O5)为 390kg／hm2，农 田地表径流 N、P流失量差异较大，这与
肥料投入水平有一定正相关性 ，且与各地土地利用和水肥管理方式及种植制度有关。不同坡度处理农 田土
壤径流 N、P输出量不同，坡度增大则径流 N、P流失量呈增大趋势，坡度 自6。到 12。径流 N、P流失量急剧增
大，12。坡度后流失量增加减缓 。单独 1次降雨过程和整个作物生长周期 内，农 田径流全 N、全 P流失浓度均
呈逐渐降低趋势 ，但不同施肥处理农田径流 N、P流失量存在一定差异，施尿素 +普钙处理可减少径流 N、P
流失量并获得较高白菜产量。
参 考 文 献
1 张乃明，余 扬等．滇池流域农 田土壤径流磷污染负荷影响因素 ．环境科学 ，2003，24(3)：155～157
2 Walter M．T．，Parlange J．Y．，et a1．Modeling polutant release from a surface source during rainfal runoff．J Environ．Oua1．，2001，30
151～159
3 WiHiam H．S．，Athol D．A．，Anthony J．P．，et a1．Nutrient losses in runoff from grassland and shrubland habitats in southern New Mexico．I
Rainfal simulation experiments．Biogeochemistry，1999，45：21～ 34
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