农田氮磷流失对水体富营养化的影响及防治对策

来源:用户上传      作者: 王艳丽 张冬梅 李春阳

　　摘要 从水体富营养化的概念入手，综述了农田氮磷流失对水体富营养化的致害机理，通过分析农田氮磷流失的主要途径，提出相应的防治对策，以期为水体富营养化防治提供参考。
　　关键词 农田；氮；磷；流失；水体富营养化；影响；防治对策
　　中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）03-0305-01
　　水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。总氮、总磷等营养盐是水体发生富营养化的先决条件。这种现象出现在河流湖泊中称为水华，出现在海洋中称为赤潮。在自然条件下，随河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢的过程[1]。而当人们进行农业生产活动时，将多余的植物营养物质排入缓流水体后，水生生物特别是藻类大量繁殖，使生物种群、种类数量发生改变，将会破坏水体的生态平衡。
　　1 致害机理
　　在地表淡水系统中，磷酸盐是植物生长的限制因素，而在海水系统中氨氮和硝酸盐通常是限制植物生长的因素。而导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，即在淡水系统中磷含量通常是有限的[2-3]。因此，增加磷酸盐可导致植物过度生长。而在海水系统中不缺乏磷，氮含量却有限，因而含氮污染物的加入就会促使植物过度生长。化肥及农田排水中含有大量氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些养分后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又将大量的氮、磷等营养物质释放到水中，供新生代藻类利用[2-4]。因此，富营养化的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净而恢复到正常状态。
　　2 农田养分流失途径
　　2.1 氮流失
　　氮素流失的机制有2个方面：一是通过淋溶移出植物根区；二是通过地表径流和土壤侵蚀流失[5]。施入土壤中各种形态的氮素在化学和微生物作用下，首先转变为NH4+，然后转变为NO3-，在热带和亚热带耕作土壤中矿质化作用迅速，NO3-不能被植物完全吸收，就会产生淋溶，淋溶速率主要由水渗漏的速率决定，而渗漏速率主要取决于土壤特性和降水程度。当表施氮肥时，就会流失更多从地表径流产生的氮素。若氮肥施入到一定深度的土层，氮素流失主要通过土壤侵蚀来完成。据统计，在缺乏管理、休闲耕作的土壤上，氮素的流失会更严重。
　　含有尿素、氨氮为主要氮形态的污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循环短路，即二者的大量排入会破坏正常的氮、磷比例，并且导致这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类所取代，而蓝藻的大量出现是富营养化的征兆。
　　2.2 磷流失
　　农田土壤磷素的累积导致磷素大量流失，其中磷肥的施用（比例、方法和时间等）、土壤性质和磷的运输途径等与土壤磷素的流失关系密切[6]。长期大量、重复施用磷肥造成土壤磷素淋失，在砂质土壤、高磷含量的土壤上表现突出[7]。有机肥是改良土壤、增加土壤肥力的有效手段，而持续大量施用有机肥可使土壤固持磷的能力下降，从而导致磷对地下水的污染。据报道，高有机质、频繁耕作和表层土壤速效磷含量过高都是引起土壤磷素大量淋洗的主要原因[8]。
　　3 防治对策
　　一是通过开展测土配方施肥、科学分配氮肥施用数量和时期、合理施用氮肥品种、结合农业机械混施深施氮肥等途径，提高氮肥利用率，减少流失。二是将磷肥优先分配在瘦地、新垦地、新平整的地块及边远的低产田，在施足氮肥的基础上，合理施用磷肥以达到高产。由于磷移动性小，用于追肥一般很难将肥料施用到目标位置，若肥料数量充足，应在用作基肥的基础上再配合作种肥，则施用效果较好。而磷肥不适合撒施，否则与土壤接触面大，因此会增加被土壤固定的磷元素，故可采取条施或穴施，分层施用的效果最好。三是通过水土保持和耕作措施，不断改善土壤孔隙和容重，使有限的肥料发挥最大的增产效果，既能实现农业生产的高产、稳产、低成本，又能预防和有效降低水体富营养化的风险。
　　4 参考文献
　　[1] 崔凯杰，郝洋，王千.浅析近岸海域富营养化与赤潮[J].天津科技，2010（5）：47-49.
　　[2] 郭燕.几种类型矿物对磷的吸附对比研究[D].合肥：合肥工业大学，2007.
　　[3] 宋雪丽.浅型湖库沉积物――水界面氮、磷迁移转化的实验模拟与动力学模型研究[D].昆明：昆明理工大学，2009.
　　[4] 白雪梅.三种生态方法去除晋阳湖中氮磷的实验研究[D].太原：太原理工大学，2009.
　　[5] 全为民，严力蛟.农业面源污染对水体富营养化的影响及其防治措施[J].生态学报，2002，22（3）：291-299.
　　[6] 李学平，邹美玲.农田土壤磷素流失研究进展[J].中国农学通报，2010， 26（11）：173-177.
　　[7] SIMS J T，SIMARD R R B，JOERN C.Phosphorus loss in agricultural drainage：Historical perspective and current research[J].J Environ Qual，1998，27（2）：277-293.
　　[8] SOMMERS L E，NELSON D W，OWRIS L B.Status of inorganic phosph- orus in soils irrigated with municipal wastewater[J].Soil Sci，1979，127（6）：340-350.

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