农田氮_磷的流失与水体富营养化(精)
简论氮-磷循环特征对水体富营养化影响的论文
简论氮\磷循环特征对水体富营养化影响的论文摘要：通过对朱庄水库营养物质监测分析，氮含量比磷含量大几百倍。
氮和磷都是造成水体富营养化的主要因子。
由于受外界环境条件和水体性质的影响，外界污染源调查，氮污染源远远大于磷污染。
水库水体溶解氧较大，ph值呈碱性，硝化作用的结果使水体中硝酸盐氮累计；同样的条件，导致不溶性磷的积累，大部分沉积于库底。
水体富营养化条件是氮磷达到适合的比例，才会导致水华的爆发。
该水库水体磷含量低，是抑制水体富营养化的关键。
因此，该水库属于磷限制性水库。
控制水库上游磷的排入量，可有效控制水体富营养化。
关键词：氮磷营养物质；氮磷循环特征；富营养化形成机理；朱庄水库effect of nitrogen and phosphorus cycling characteristic on eutrophication of water bodywang zhen-qiang1，liu chun-guang1，qiao guang-jian 2（reservoir administrative，xingtai 054000，china; city hydrology & water resources survey bureau，xingtai 054000，china)abstract: analysis on nutrients monitoring of zhuzhuang reservoir shows that nitrogen content is hundreds of times more than and phosphorus are both major causes of water to external environmental conditions and water properties,investigations on pollution sources show that nitrogen caused pollutions is much more than water dissolves lots of oxygen,the ph value reflect on alkalescence,then by the reaction of nitrification,nitrate accumulated in water;in the same conditions,insoluble phosphorus is also accumulated,and most of them deposit at the bottom of nitrogen and phosphorus get to certain ratio in water,may cause the water eutrophication,then will lead to algae bloom the low phosphorus content in reservoir water is crucial to curb ,the reservoir is phosphorus restricted control the phosphorus quantity comes from upper reaches can effectively control the eutrophication.key words: nitrogen and phosphorus nutrients;cycling characteristic of nitrogen and phosphorus;eutrophication mechanism;zhuzhuang reservoir朱庄水库地表水资源是邢台市供水水源。
土壤氮素淋失
农田土壤氮素淋失摘要：农田氮素的流失，不仅造成化肥的利用率降低，农业生产成本上升，还对水环境造成污染，引起水体富营养化。
氮肥进人土壤后，其损失途径主要是氨挥发和反硝化。
本文讨论了农田氮流失对水体富营养化的贡献、农田氮流失途径及影响因素，并且提出了如何防止氮素淋失、控制水体富营养化的措施。
关键词：氮；淋失；富营养化；措施Nitrogen leaching In farmlandAbstract:Nitrogen leaching in farmland results in the low availability of fertilizer and the pollution of water invironment, eventually cause eutrophic. After applying nitrogenous fertilizer,its main loss ways are ammonia volatilization and denitrification. In this article , we report the contribution of nitrogen leaching to the eutrophic and leaching ways and its influence factors,and propose the measures to prevent nitrogen leaching and eutrophic.Key words: nitrogen;leaching; eutrophic.;measures氮素是人类提高粮食产量的巨大动力。
自六十年代“绿色革命”以来,大量的化肥进入农田，肥料提供了植物生长必需的营养元素，对保持作物高产稳产起了重要的作用，但是由施肥不当或过量施肥带来的环境污染问题也越来越突出，加上不合理的农业管理措施，导致作物利用率降低,氮素损失加剧，其中淋失作用被认为是氮素损失的重要途径之一，且农田氮流失引起的水体富营养化问题目前已受到人们的普遍关注。
目前湖泊等水体富营养化的原因主要是由排放的大量氮和磷所造成
目前湖泊等水体富营养化的原因主要是由排放的大量氮和磷所造成近年来，湖泊等水体富营养化现象日益严重，给生态环境和人类健康带来了重大影响。
富营养化是指水体中的氮、磷等营养物浓度过高，导致水体中的植物和藻类生长过盛，甚至形成大规模的藻华。
这一现象主要是由排放的大量氮和磷所造成的，以下是造成水体富营养化的主要原因。
首先，农业活动是水体富营养化的主要原因之一、农业活动中广泛使用化肥和农药，这些化学品中的氮、磷等营养物质在农田中往往过量施用。
随着降雨和灌溉的作用，这些营养物质被冲刷到附近的河流和湖泊中，导致水体富营养化的发生。
此外，农田排水、农作物残渣的堆肥和农业环境的变化等因素也会导致氮、磷等营养物质进入水体。
其次，工业排放也是导致水体富营养化的重要原因。
工业生产中大量使用化学试剂和工业原料，会产生大量含氮、磷的废水和废气。
如果这些废物没有经过充分处理，就会直接排放到河流、湖泊等水体中，导致水体富营养化的发生。
工业排放对水体造成的污染通常更为严重，因为其中的氮、磷等营养物质浓度更高，污染程度更严重。
此外，城市化进程中的快速发展也是导致水体富营养化的原因之一、随着城镇的扩大和人口的增加，建设用地的扩大和水泥化程度的提高，导致了大量的土地表面裸露、城市排水体系的完善和城市污水的集中处理。
这些城市发展的过程中，排放的大量污水中含有高浓度的氮、磷等营养物质，如果不能得到充分的处理，就会直接排放入水体中，造成水体富营养化。
最后，生活污水排放也是导致水体富营养化的重要原因。
随着人们生活水平的提高和城市化的进程，生活污水产生量也大幅增加。
生活污水中含有大量的氮、磷等营养物质，如果没有经过充分处理，就会直接排放到水体中，导致水体富营养化的发生。
综上所述，当前水体富营养化的主要原因包括农业活动、工业排放、城市化进程和生活污水排放等。
为了解决水体富营养化问题，应采取相应的措施，包括加强农田管理，合理使用化肥和农药，加强工业废水的处理和排放控制，推进城市污水处理设施的建设，加强生活污水的处理和回用等。
农业种植中氮磷肥施用对水体富营养化的影响
农业种植中氮磷肥施用对水体富营养化的影响作者：周广飞来源：《农业工程技术·综合版》2017年第02期摘要：氮磷作为植物重要的营养元素，在农业种植过程中，氮磷肥的施用是作物生产必需手段措施，但其过度施用对环境造成一些负面问题，尤其是水体富营养化现象。
因而转变农业种植方式，加强生态建设，改变水体富营养现状具有重要意义。
该文将从农业种植对水体富营养化的影响出发，论述相应防治措施，从而提高水生态系统循环。
关键词：农业种植；水体富营养化；防治措施水体富营养化是指水体中磷和氮等营养物质过多从而造成的水质污染现象，即因营养盐输出和输入失衡，引发水生态系统中的物种分布失去平衡，单一物种生长疯狂，从而破坏水系统能力和物质的流动，使水生态失衡。
随着人类活动加剧，自然环境和生态系统遭到破坏，大量工业废水、生活污水、农业化肥等排放影响着水环境平衡，水体富营养化现象严重。
水体富营养化造成水质透明度下降，导致阳光穿透水层作用减弱，影响水中植物进行光合作用，引发溶解氧过饱和，从而导致鱼类大量死亡[1]。
造成水体富营养化主要原因为氮磷营养物质过剩，其中农业种植过度施用化肥是导致氮磷物质过多的主要因素。
一、农业种植对水体富营养化的影响农业种植作物主要包括有水稻、玉米、小麦等，为促进农作物生长，提高产量，在种植过程中不可避免地使用氮磷化肥，但使用过程不科学，从而导致化肥过度流失，易引发周围水域富营养化现象。
1、磷肥对水质富营养化影响农业种植使用最多的为氮肥，而农作物生长对磷肥需求量较大，因此磷肥也是农业生产必需肥料之一。
不同于氮肥在水体中移动性强，磷肥在土壤中的移动性较低，且溶出率也较低，因而磷肥通过土壤转移入水体可能性有限。
农田中磷肥进入水体主要是因水土流失进入的，水土流失使颗粒流入河流，之后进入水底成为淤泥[2]。
常规条件下，磷肥成为淤泥沉积于水底对水体影响较小，但当其因氧含量较低从而处在还原状态中，会导致水体保护层消失，从而使得磷酸盐大量释放，造成水体磷含量增加，从而出现富营养化。
大气中氮和磷的沉降特征与水体富营养化关系研究
大气中氮和磷的沉降特征与水体富营养化关系研究引言：水体富营养化是当今全球面临的一个严重环境问题，且其影响越来越大。
大气沉降是水体富营养化的重要途径之一。
氮和磷是水体生态系统中的关键营养元素，因此研究大气中氮和磷的沉降特征，对于理解水体富营养化的原因和机制具有重要意义。
大气中氮的沉降特征：大气中的氮主要来自于人类活动产生的废气以及自然界的氮循环过程。
氮在大气中主要以氨气和氮氧化物的形式存在。
气溶胶是氮沉降的一种重要形式，颗粒物中的氨和氮氧化物可以随着气溶胶粒子的沉降进入水体。
此外，大气中的氮可以与水蒸气结合形成酸雨，颗粒物中的氮也可通过干沉降的方式进入水体。
研究发现，氮的沉降通常呈现出明显的季节性和空间分布特征，如春季和夏季的氮沉降量明显高于其他季节。
大气中磷的沉降特征：大气中的磷主要来源于土壤、湖泊和海洋等环境中的粉尘和颗粒物。
磷主要以颗粒物的形式存在于大气中，并通过降雨和干沉降进入水体。
研究发现，大气中磷的沉降量通常较稳定，但也存在一定的季节性和空间分布特征。
磷的沉降量在农田周边和工业区域通常较高，而在河流和海洋附近较低。
大气中氮和磷的沉降与水体富营养化的关系：大气中氮和磷的沉降是水体富营养化的重要来源之一。
沉降的氮和磷进入水体后，会促使水中藻类和植物生长，形成大规模的藻华。
藻华对水体生态系统造成了严重的影响，破坏了水中的生态平衡。
此外，藻华的分解会消耗大量的氧气，导致水体富氧化程度下降，造成水体富营养化进一步恶化。
因此，研究大气中氮和磷的沉降对于预防和控制水体富营养化具有重要意义。
结论：大气中氮和磷的沉降特征与水体富营养化之间存在紧密的关系。
氮和磷的沉降通常呈现出季节性和空间分布的特征，且沉降量通常较高的地区更容易出现水体富营养化问题。
研究大气中氮和磷的沉降特征对于预测水体富营养化的发展趋势，制定相应的环境保护措施具有重要意义。
同时，进一步深入研究大气中氮和磷的来源、转化过程以及对水体富营养化的具体影响机制，有助于更好地理解和解决水体富营养化问题，保护水资源的可持续利用。
水体富营养化的来源与控制策略
水体富营养化的来源与控制策略水体富营养化是指水体中的营养物质浓度过高，导致水生态系统失衡的现象。
营养物质主要包括氮、磷等元素，其来源与控制策略是保护水体生态环境的重要课题。
本文将探讨水体富营养化的主要来源和可行的控制策略。
一、水体富营养化的主要来源水体富营养化的主要来源包括农业面源污染、城市雨水径流、工业废水排放和生活污水等。
1.农业面源污染农业活动中广泛使用的农药、化肥以及养殖业废弃物等，会通过农田径流和洪水侵蚀等途径进入水体，导致水体富营养化。
农业面源污染是导致水体富营养化的重要原因之一。
2.城市雨水径流城市建设中的道路、屋顶、人行道等硬质表面，会导致降雨后的雨水无法渗透，形成大量径流，携带着油污、固体废弃物和化学物质等进入水体，加剧水体富营养化过程。
3.工业废水排放工业活动中产生的废水中含有大量的有机物、重金属等污染物，如果没有经过适当的处理，直接排放到水体中会造成水体富营养化，危害水生态系统的健康。
4.生活污水人类日常生活中产生的污水中含有大量的有机废物和营养物，如果处理不当，释放到水体中会加速水体富营养化的过程。
二、水体富营养化的控制策略要有效控制水体的富营养化现象，需要采取综合的控制策略，包括源头控制和治理措施。
1.源头控制源头控制是最重要的策略之一，通过减少污染物的产生和排放，从根本上降低水体富营养化的风险。
其中包括农田管理的改进，合理使用化肥和农药，推广有机农业等；加强城市雨水的管理，采用绿色景观和雨水花园等方式减少径流；加强工业废水和生活污水的净化处理，推广水污染防治技术和设施等。
通过源头的控制，可有效减少富营养化现象的发生。
2.水体治理措施水体富营养化的现象已经发生后，需要采取相应的治理措施进行修复。
治理措施包括生态修复、人工修复以及生物修复等。
生态修复可以通过建设湿地和植被带等方式恢复水体生态系统的平衡；人工修复则包括人为添加化学剂、物理修复等方式进行水体净化；生物修复则是利用特定的水生生物来降解营养物质，提高水质。
农田土壤中磷素流失与水体富营养化
关键词 ：磷 ；富营养化 ；农业 面源 污染
中图分类号 ：Ｓ５ ． １ １３ ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ － ３ ２０ ）０ －０ １ ３ ０ ８１ １（ ０ ８ ７０ ９ － ６ ０
Ｐ ｏｐ ｏ ｕ ｏｓｓｆｏ Ａｇ ｉｕｔ ｒ ｌ ｎ ｓａ ｄ Ｗ ａｅ ｕ ｒ ｐ ｉａｉｎ ｈ ｓｈ ｒ ｓＬ ｓｅ ｒ ｍ ｒｃ ｌ ａ ｄ ｎ ｔｒＥ ｔｏ ｈｃ ｔ ｕ Ｌａ ｏ
据对 我国 ２ ５个 湖泊 的调查 ，水体 中全 氮均 超过 了 富营养化指标 ，只有 ２个湖泊 （ 大理洱海和新疆博斯 腾
湖 ）全磷低 于 ０ ０ ｇ Ｌ的临界指标 ，其余 的湖泊 皆超 ．２ ／ ｍ
过 了这个标 准 。 ，比国际标 准高 出 １ 甚 至 １ 以 ０倍 ０倍
上 。 目前 已有更 多的学者意识 到磷素 已成 为水体 富营 ｊ
维普资讯
河北 农 业 科 学 ，２ ０ ，１ （ ） １— ３，９ ０ ８ ２ ７ ：９ ９ ９ Ｊｕｎｌ ｆ ｂｉ ｃ ｌ ｒ ｃ ｎ ｅ ｏｒａ ｅ Ａ ｕｔ ａ Ｓｉ ｃｓ ｏ Ｈｅ ｕｌ ｅ
责任 编 辑
朱 新 秀
农 田土壤 中磷 素 流 失 与水 体 富 营 养化
有磷 。磷在植物体干 重 中的质量分数 为 ０ ２ ～１ １ ， ．％ ．％
一
般为 ０ ３ ～ ． ％ 。此外 ，磷 还能使 作物具 有抗旱 、 ．％ ０５ 自然存在 的磷化合物大多只有很低 的溶 解度和挥发
抗 寒 、抗 病 和 早 熟 的性 能 。
碳和有机物分解产生的二氧化碳 作为 自身生长所需 要 的
碳源 ，而氮和磷 就成 为限制性 因素。在一般情 况下 ，水 体 中藻类可利用 的氮远 比可利用 的磷 多 ，因此 ，磷 的含 量通常被作为富 营养化 的标 志。研究 表 明，对 于湖 泊 、 水库等封 闭性 水 域 ，当 水 体 内无 机 态 总 氮 含 量 大 于
夏季水体富营养化的原因与防控措施
夏季水体富营养化的原因与防控措施夏季水体富养分化是指水体中的氮、磷等养分含量过高，导致水体中藻类过度繁殖，形成藻华现象。
这种现象不仅对水生生物造成威胁，还会引发一系列环境问题。
本文将探讨夏季水体富养分化的原因以及相应的防控措施。
一、原因分析1.农业活动：夏季是农作物生长旺盛的季节，农业活动中的化肥和农药会随着雨水流入水体，增加水体中的养分含量。
此外，农田灌溉和农作物收割等操作也会导致土壤中的养分流失，进一步加剧水体富养分化。
2.城市污水排放：城市化进程加快，城市污水排放量不断增加，其中含有大量的有机物和养分。
如果污水处理不当或处理设施不完善，这些养分会进入水体，造成富养分化。
3.工业废水排放：工业生产过程中产生的废水中含有大量的有机物和化学物质，这些物质进入水体后会导致水质恶化，促进藻类生长。
4.气候变化：气候变化会导致降雨量和温度的变化，进而影响水体养分的分布和浓度。
夏季高温和降雨增多，有利于藻类生长，从而加剧了水体富养分化。
二、防控措施1.加强农业管理：农业是导致水体富养分化的主要原因之一，因此加强农业管理至关重要。
农民应合理使用化肥和农药，减少用量，避免过度施用造成养分流失。
此外，科学合理地进行农田排水和灌溉，减少养分的流失。
2.改善污水处理设施：城市污水排放是导致水体富养分化的重要原因之一，因此改善污水处理设施非常关键。
政府应加大对污水处理设施的投入，提高处理效率，确保污水排放符合标准。
同时，加强对污水处理厂的监管，防止违规排放。
3.加强工业废水治理：工业废水中含有大量的有机物和化学物质，必须加强治理。
企业应建立完善的废水处理设施，严格按照国家排放标准进行处理。
政府应加强对企业的监管，确保废水排放符合要求。
4.推广生态修复技术：生态修复技术是防治水体富养分化的有效手段之一。
例如湿地修复和水生植物修复等方法可以有效去除水体中的养分，提高水质。
政府应加大对生态修复技术的研究和推广力度，鼓励广大市民积极参与。
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农田氮、磷的流失与水体富营养化①司友斌王慎强陈怀满②(中国科学院南京土壤研究所南京210008摘要农田氮、磷的流失,不仅造成化肥的利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化。
本文讨论了农田氮磷流失对水体富营养化的贡献、农田氮磷流失途径及影响因素,提出了减少农田氮磷流失、控制水体富营养化的措施。
关键词农田氮素;农田磷素;淋溶作用;水体富营养化肥料提供了植物生长必需的营养元素,对保持作物高产稳产起了重要的作用,但是由施肥不当或过量施肥带来的环境污染问题也越来越突出,其中农田氮磷流失引起的水体富营养化问题目前已受到人们的普遍关注。
1水体富营养化的表现及形成原因水体富营养化通常是指湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性的水体,以及某些滞留(流速<1米/分钟河流水体内的氮、磷和碳等营养元素的富集,导致某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻等的异常增殖,致使水体透明度下降,溶解氧降低,水生生物随之大批死亡,水味变得腥臭难闻。
引起水体富营养化起关键作用的元素是氮和磷。
研究表明,对于湖泊、水库等封闭性水域,当水体内无机态总氮含量大于0.2mg/L,PO3-4-P的浓度达到0.02mg/ L时,就有可能引起藻华(Algae Bloms现象的发生。
据对我国25个湖泊的调查,水体全氮无一例外超过了富营养化指标,全磷只有2个湖泊(大理洱海和新疆博斯腾湖低于0.02mg/L的临界指标,其余92%的湖泊皆超过了这个标准,比国际上一般标准高出10倍或10倍以上(表1。
表1我国25个湖泊中的全N全P浓度(mg/L及所占比例[1]全N全P<0.2>1.0>2.0>5.0<0.02>0.1>0.2>0.5 湖泊数%0218413525202816641248624另外,我国的22个湖泊调查表明,除1个属贫营养湖外,其余63.3%的湖泊是营养湖。
如滇池、巢湖、甘棠湖(九江、西湖、东湖、玄武湖、蘑菇湖(石河子、于桥水库(天津等早已是富营养湖泊[1]。
水体富营养物质氮、磷的来源主要有城镇生活污水、含氮含磷的工业废水和农田氮磷肥。
其中,农田氮、磷的流失是引起水体富营养化的重要原因[2,3]。
①②通讯联系人国家自然科学重大基金资助项目(39790100在美国,对非点源污染进行了鉴别和测量,发现农业是一个主要的非点状污染源,农田径流是全国64%受到污染河流和57%受到污染湖泊的主要污染源[4];瑞士雨水径流中氮、磷含量相当于工业废水和城市污水中这类污染物量的总和[5]。
我国五大淡水湖之一—巢湖,从60年代始至80年代,由于湖水的富营养化,导致湖内100多种水藻大量繁殖。
巢湖目前主要受到氮、磷营养盐与有机物的污染,总氮、总磷严重超标。
1997年巢湖西半湖水体总氮、总磷分别为4.14mg/L和0.310mg/L,分别超过Ⅲ类水标准3.14倍和5.2倍,劣于V类水标准[6]。
造成巢湖严重污染的原因,除了沿湖城市排放的大量工业废水和生活污水,与农业非点源污染量越来越大有很大关系。
巢湖沿湖四周均是农田,是安徽省的重要产粮区。
近年来,农民施用化肥量平均每公顷1200kg,比10年前增加8倍,因肥料结构和施肥方法不当造成化肥大量流失,成为巢湖水质总氮、总磷超标的重要原因[7]。
我国第三大淡水湖—太湖,目前97%面积的水体已呈中~富营养化状态。
富营养化使太湖近几年大面积爆发蓝藻,数次大规模地影响到自来水厂取水。
太湖水富营养化主要由沿湖的工农业排污引起。
据研究,进入太湖的污染物中,总氮排放量最多的是太湖流域的农业非点源污染,总磷排放量最多的是来自城镇居民。
苏南太湖流域是我国农业最发达的地区之一,农业集约化程度较高,是高投入、高产出区,全区面积仅占全国的0.4%,而化肥消费量占全国的1.3%[8]。
过量施肥、施肥结构不合理、农田排水直接进入河流等一系列因素,加剧了水体富营养。
由水体富营养化引起的水质恶化、水源紧缺、生态环境破坏,严重制约着国民经济的健康持续发展。
因此,减少农田氮磷流失,控制水环境污染成为世界各国学者所面临的最重要研究课题之一。
2农田氮、磷流失对水体富营养化的贡献2.1农田氮素的流失各种形态的氮肥施入土壤后,在微生物作用下,通过硝化作用形成NO-3-N,因土壤胶体对NO-3的吸附甚微,易于遭雨水或灌溉水淋洗而进入地下水或通过径流、侵蚀等汇入地表水,对水源造成污染;土壤颗粒和土壤胶体对N H+4具有很强的吸附作用,使得大部分的可交换态铵得以保存在土壤中,但是,当土壤对N H+4的吸附量达到最大值时,亦即土壤对N H+4的吸附达到饱和时,在入渗水流的作用下N H+4还是可能被淋失出土体。
在土壤—作物系统中,氮素的作物利用率仅为20~35%,大部分被土壤吸附,逐渐供作物吸收利用,有5~10%挥发到大气中。
随降水径流和渗漏排出农田的氮素中有20~25%是当季施用的氮素化肥[9]。
就地表水(湖泊等硝态氮的污染而论,氮素化肥占了50%以上[10]。
研究表明,瑞典西海岸的拉霍尔姆湾,由河流输运的氮60%来自农业,瑞典最南端的谢夫灵厄流域,来自农业的氮占此流域总输入氮量的84~87%[11]。
我国苏南太湖流域,农业面源氮素对地表水的污染负荷量高达2.55×104t/a,占氮素化肥施用量的16.8%[12]。
2.2农田磷素的流失磷肥施到土壤后易被固定,应用32P示踪研究石灰性土壤磷素的形态及有效性表明,水溶性磷肥施入土壤后,有效性随时间的延长而降低,在两个月内有2/3变成不可提取态磷(Olsen法,其主要形态是Ca8-P、Al-P、Fe-P型磷酸盐[13]。
磷在土壤中扩散移动极弱, H2PO4-离子在土壤中的扩散系数为0.0005~0.001cm2S-1×10-5,相当于NO-3离子扩散系数的千万分之一或万分之一。
磷在土壤中迁移一般主要集中在表土层,较难穿透较厚的土层[14,15]。
据英国洛桑试验站进行的100多年的研究结果表明:磷的移动每年不超过0.1 ~0.5mm,它只能从施肥点向外移动1~3cm的距离[16]。
作物对磷肥的利用率很低,通常情况下当季作物只有5~15%,加上后效一般也不超过25%,所以约占施肥总量75~90%的磷滞留在土壤中[17]。
长期而过量地施用磷肥,常导致农田耕层土壤处于富磷状态,从而可通过径流等途径加速磷向水体迁移的速度[18]。
据估计全世界每年大约有300~400万吨P2O5从土壤迁移到水体中[19],美国每年由化肥和土壤进入水生态系统的磷达0.45亿公斤左右[20],日本水田磷的排出负荷量为0.3~ 8.4kg/(hm2a[21],我国广东东江流域农田的磷素流失量为1.16kg/(hm2a[22],四川涪陵地区农田磷流失量为1.17kg/(hm2a[23],陕西黄土高原侵蚀最严重的地区府谷县、米脂县农田中磷流失量分别为9.9kg/(hm2a和8.7kg/(hm2a[24]。
张水铭等采用封闭体系和磷素平衡法对农田排水磷负荷量进行的实验表明,在雨水较丰富的1987年苏南太湖地区排出磷负荷总量440t/a,平均耕地排出537g/(hm2a,在旱地排水中固体物质的含磷量占总磷量的78.7%[25]。
2.3农田氮、磷流失的途径氮、磷肥料等通常通过农田排水和地表径流的方式进入地表水体造成污染。
美国对连续5年的小麦田排水中氮的流失观察表明:每公顷施用48.8kg、96kg 和144kg氮,在生长旺季排水中的氮量分别是不施肥的4.8、9.6、12.7倍;甚至在冬季休闲时,也是不施肥的1.07~1.62倍[26]。
在我国北方地区引水漫灌仍很普遍,从而使得灌田区回水携带着农田中氮、磷进入地表水体。
例如吴岳在宁夏青铜峡县的调查中发现,以漫灌方式在春季灌头水以后和初冬灌冬水时,硝态氮大量随田间渗滤水排出,经计算排出的氮量占施肥量的1/3以上,磷占58.7%[27]。
天然降水和不适当的灌溉形成的地表径流,将农田氮素、农田磷素转移带入到地表水体中,造成土壤氮、磷的大量损失。
地表径流引起的氮、磷损失分为两种,一是土壤全氮(沉积氮、全磷(沉积磷的损失,二是土壤可溶性氮(溶解氮、可溶性磷(溶解磷的损失。
研究表明,美国因地表径流损失的农田氮素每年为450万吨,前苏联因地表径流造成土壤全氮损失每年达300万吨,溶解氮损失每年达46万吨[5]。
我国全年流失土壤达50亿吨,带走的氮、磷、钾等养分约相当于全国一年的化肥施用总量[28]。
据张夫道研究[29],1979年京津地区排污流入渤海的铵态氮为8720t,五氧化二磷638t,因化肥流失进入渤海的氮为8000t,与污水氮接近。
1988~1989年西湖流域非点源调查结果发现,对入湖口河流水质影响的非点源中,氮、磷的单位面积负荷均以水田最高,旱田次之。
水田面积仅占整个流域面积的3.9%,但产生氮负荷量却占16%(5.94t/km2a,磷负荷量占17.5%(0.45t/km2a[30]。
在湖泊富营养化中,肥料(包括有机肥通过地表径流进入湖水中的氮占入湖总氮量的10%左右;由肥料流失的磷占入湖总磷量的4~10%,其中有机肥占3~7%,化肥占1~3%[31]。
3影响农田氮、磷流失的因素农田氮、磷的损失程度取决于当地的降雨情况(降雨强度、降雨时间和降雨分布、施肥状况(种类、时间、数量、地形地貌特点、植被覆盖条件、土壤条件和人为管理措施等多种因素。
农田氮、磷流失量与径流量、以及降雨对地表的侵蚀能力成正相关,氮、磷输出速率基本上随降雨径流过程呈递减变化,变化曲线呈偏态分布,但氮、磷累积输出量基本呈线性上升趋势(图1、图2。
图1天然降雨径流氮输出浓度曲线[32]图2天然降雨径流磷输出浓度曲线[32]降雨条件和施肥状况对农田氮肥的径流损失有很大的影响,施肥后1~5天内发生降雨12.8cm 所引起的农田氮素的损失量几乎占施入氮肥10~20%,而且与肥料的种类有关,例如尿素的地表径流损失在相似条件下比硝酸铵形态的氮要少一半[33]。
表2不同土壤和施肥量对氮素淋溶和径流流失的影响[34]土壤施氮量(kg/hm 2氮淋溶径流流失氮总量(kg/hm 2其中肥料(%总量(kg/hm 2其中肥料(%砂壤土8016045023.143.276.516.318.130.2110.2135.7312.528.349.364.7壤土8016045024.316.842.6 4.35.621.093.2145.0361.033.344.468.4耕地上氮的损失量与施氮量密切相关,每增施1kg/hm 2的氮素,通过径流损失的氮即增加0.56~0.72kg/hm 2,其中肥料氮流失所占比重也随施氮量而增加,即每增施1kg/hm 2的氮素,肥料氮的流失增加0.086~0.091%。