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雷竹(Phyllostachyspraecox)是我国优良的笋用竹,仅浙江省栽培面积已达13万多hm2,成为产区农民经济收入的主要来源。在栽培过程中,大量肥料及冬季地表覆盖有机物输入土壤,使养分大量累积,随着降雨,土壤氮、磷等养分通过径流,侧渗、下渗水输入竹林周边水域,造成水体营养物质的富集,水体污染。本文通过野外调研和定位试验相结合的方法,研究了临安雷竹产区土壤养分状况,不同施肥雷竹林氮磷径流流失特征,不同植物篱对雷竹氮磷渗漏流失的拦截作用,同时分析粗放经营半野生态雷竹林作为植物篱的可行性和实地养分管理(Site-specificNutrientManagement,SSNM)减少面源污染的效果。主要研究结果如下:
(1)为了解临安盛产期雷竹林地土壤养分现状,于2009年7-8月采集了临安市20个乡镇的108个有代表性雷竹土壤,对其养分状况进行分析。结果表明:土壤pH值显著下降,平均值为4.89,土壤有机质和氮磷钾养分积累明显,有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为35.9g.kg-1和177.0mg.kg-1、100.7mg.kg-1和160.0mg.kg-1,变异系数分别为48.31%、36.78%、96.59%和65.31%。
(2)为研究不同施肥对雷竹林氮磷径流流失的影响,通过径流小区定位监测发现,与常规施肥相比,优化施肥和施用微生物肥的雷竹林径流水中总氮浓度分别下降了35.3%和39.2%;氮流失量分别减少了3.63mg.kg-1和4.88kg.hm-2,总磷浓度下降了27.2%和55.9%,磷流失量减少了0.49mg.kg-1和0.93kg.hm-2,但并未减少农民的经济收入。相关性分析显示,雷竹林地表径流量、氮磷流失量均与降雨量存在极显著正相关(P<0.01)。优化施肥和施用微生物肥对小流域雷竹林氮磷养分流失起到了良好的控制作用。
(3)为探讨不同植物篱对雷竹林氮磷渗漏流失拦截的效果,在集约经营雷竹林下坡设置黑麦草(草篱)、红叶石楠+金森女贞(灌木篱)和半野生状态粗放经营雷竹林(雷竹篱)等3种植物篱,于2010年6-10月采样并分析其渗漏水。结果表明,3种植物篱对集约经营雷竹林氮磷渗漏流失拦截效果明显,拦截前后氮磷浓度差异达极显著水平,但不同植物篱的拦截效果差异并不显著。对氮的拦截量表现为雷竹篱(81.3kg.hm-2),草篱(81.1kg.hm-2).灌木篱(77.0kg.hm-2),拦截率分别为61.0%和60.8%和57.7%;对磷的拦截量同样表现为雷竹篱(4.9kg.hm-2),草篱(4.7kg.hm-2),灌木篱(4.3kg.hm-2),拦截率分别是49.0%、46.9%和43.1%。半野生态粗放经营雷竹作为植物篱,既可减少氮磷面源污染,又可同时收获笋材,具有较大的推广价值。
(4)比较分析了SSNM技术在减少土壤氮磷流失中的作用,发现渗漏水中各形态氮磷浓度、淋失负荷及流失系数均小于常规施肥:总氮和总磷的淋失负荷分别为130.5kg.hm-2和7.64kg.hm-2,分别是常规施肥的73%和77%。半粗放野生态雷竹作为植物篱,对氮和磷的拦截效果亦显著,拦截量分别为70.2-102.9kg.hm-2和2.85-4.35kg.hm-2,拦截率分别为53.8%-57.7%和37.3%-43.8%。兼顾经济和环境的共同发展,SSNM+雷竹篱模式作为临安特色的新型经营方式值得推广运用,在林地控制面源污染中也具有重要意义。