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近年来,巢湖流域农业面源污染问题引起了广泛关注,由种植业农田养分流失引起的生态环境问题越来越严重。本试验针对巢湖流域农田过量施用磷肥,造成磷肥流失、利用率下降,引起水环境污染的现状,在巢湖流域烔炀镇开展定位监测点,设置了磷空白、优化施磷、优化施磷200%、优化施磷400%四个不同施磷量的处理,通过2012-2014年三年的田间监测,研究稻麦轮作种植模式下农田磷养分的流失和磷肥利用情况,为准确测算巢湖流域农田磷流失负荷提供基本参数。并以肥料效应为基础,以作物产量、土壤有效磷、磷肥利用率作为确定磷肥投入阈值的约束条件,寻求作物高产与环境友好双赢的磷肥投入阈值。通过对3年监测的数据进行分析可以得到以下结论:(1)稻麦轮作的种植模式下,水稻对磷养分的吸收量要大于小麦,水稻和小麦的籽粒对磷养分的吸收量都要大于秸秆。随着磷肥施用量的增加,水稻和小麦对磷养分的吸收量也在不断增加。2012-014年,小麦对磷养分的吸收量分别为8.74~28.45 kg/ha、10.38~33.03 kg/ha和12.02~36.44 kg/ha,水稻对磷养分的吸收量分别为12.85~38.95 kg/ha、18.89~42.42 kg/ha和25.44~29.15 kg/ha。(2)磷肥的利用率较低,小麦的磷肥利用率在5.47%~12.57%,水稻的磷肥利用率在8.34%~19.50%。(3)田面水中的总磷浓度在施肥后的第1 d达到峰值,之后随着施肥天数的增加偶尔出现波动但总体呈现逐渐下降的趋势。在施肥后第1 d,随着施磷量的增加,田面水中总磷浓度达到的峰值越大,2012-2014年达到的最大峰值分别为16.64、5.64和43.72 mg/L。并且,控制磷素损失的关键时期是施肥后两周内。(4)2013年麦季和稻季的产流系数分别为28.08%、23.12%,2014年分别为30.39%、30.87%。2013年和2014年不同施磷量下小麦季的总磷流失量分别为0.097~0.345 kg/ha、0.115~0.228 kg/ha,水稻季的总磷流失量分别为0.664~1.368kg/ha、0.592~1.015 kg/ha,随着施磷量的增加,总磷流失量在逐渐增大。从整体上来说,全年总磷流失量主要来自于水稻季,水稻季的总磷流失量约占全年的80.59%~85.56%。小麦和水稻的磷肥流失率分别在0.05%和0.23%左右。(5)在水稻的整个生育期内,土壤渗漏水中磷浓度随着施肥天数的增加整体呈现不断下降的趋势。在施磷肥之后的第5 d,渗漏水中的磷浓度最高,20、40、60、90 cm土层深度下的总磷浓度分别为0.668~1.219 mg/L、0.577~1.021 mg/L、0.324~0.784 mg/L、0.282~0.503 mg/L,可溶性总磷浓度分别为0.095~0.396 mg/L、0.133~0.274 mg/L、0.108~0.202 mg/L、0.089~0.162 mg/L,第5 d之后磷浓度呈波动性下降。从整体上来看,渗漏水的总磷浓度和淋失量与施磷量呈正比,而与土层深度呈反比。2014年稻田的渗漏淋失量为0.112~0.178 kg/ha。(6)小麦季收获后土壤中Olsen-P的含量要大于水稻季,并且土壤Olsen-P含量与施磷量呈正比,各施磷量下土壤Olsen-P含量比不施磷处理有较大幅度的增加,小麦季各施磷肥处理比空白处理分别增加10.48~19.63 mg/kg、18.72~26.26mg/kg、28.43~42.67 mg/kg;水稻季分别增加12.41~16.81 mg/kg、19.85~24.64mg/kg、27.21~30.26 mg/kg。从2012年到2014年,不施磷肥的土壤Olsen-P含量在逐年降低,而各施磷肥处理下的土壤Olsen-P含量却在逐年增加,说明过量施磷肥会出现磷素积累现象。(7)水稻季增施磷肥对产量的增效不如小麦季,且各施磷肥处理之间作物产量的差异基本都不显著,所以增施磷肥并不能显著增加作物的产量。由小麦、水稻3年的产量与施磷量的拟合关系,可以得出小麦3年的最高产量分别为4953.0kg/ha、4081.1 kg/ha、4414.9 kg/ha,小麦达到最高产量时的磷肥施入量分别为239.9kg/ha、273.2 kg/ha、300.2 kg/ha;水稻3年的最高产量分别为11824.2 kg/ha、7860.1kg/ha、8570.6 kg/ha,水稻达到最高产量时的磷肥施入量分别为155.8 kg/ha、175.8kg/ha、147.8 kg/ha。(8)小麦稳产的施磷量范围为167.84~264.77 kg/ha,其中稳产减排推荐最小施磷量为167.84 kg/ha,所对应的土壤Olsen-P含量为28.69~37.86 mg/kg,总磷流失量为0.195~0.243 kg/ha;水稻稳产的施磷量范围为79.49~158.85 kg/ha,其中稳产减排推荐最小施磷量为79.49 kg/ha,所对应的土壤Olsen-P含量为20.00~28.56 mg/kg,总磷流失量为0.957~1.140 kg/ha。