黄土高原由于强烈的水土流失生态环境处于极度退化的状态,土壤与养分的迁移与流失是导致坡地土壤质量退化与生态环境恶化的重要原因。磷素是土壤养分的重要组成部分,坡地磷素的流失不仅造成土壤质量退化,也是导致下游受纳水体富营养化与水环境恶化的重要原因,坡地磷素迁移是土壤科学与环境科学共同关注的焦点。本项目以坡地径流中溶解态磷、有效磷及全磷含量与流失量为主要研究对象,通过人工模拟降雨与野外天然降雨试验,研究磷素与土壤的作用过程、降雨特征、地表坡度等因素对磷素迁移的影响,并建立坡地磷素流失的预报模型。采用33^P同位素示踪技术研究降雨侵蚀条件下坡地表层土壤磷素伴随土壤颗粒的侵蚀-搬运-沉积与流失特征,同时研究坡地土壤理化性质在侵蚀环境中退化的过程与空间变化特征。本研究对于探讨坡地养分迁移机理与防治非点源污染具有重要的理论价值,可为提高坡地农田养分利用效率、保护生态环境提供相关的理论依据。
本项目针对坡地土壤退化、养分迁移及其环境影响研究中存在的主要问题,以水土流失最为严重的黄土高原为研究区域,通过室内培养试验、模拟降雨和野外观测等方法,研究了磷在黄绵土中的形态转化和坡地土壤磷素流失特征。本研究对于防治坡地土壤退化和非点源污染以及提高坡地农田养分利用率具有重要的理论价值。研究结果表明,在常规施肥量(10-30 mg P /kg土,即22.5-67.5 kg P /ha)条件下,水溶性磷肥施入土壤以后其有效性下降的关键期随着施肥量的增大而略有延长(7-23 h),但均在一天以内;施肥会显著增加坡地径流中溶解态磷(DP)、泥沙浸提态磷(SEP)和总磷(TP)的含量,但是磷流失量的变化则与坡地径流量和产沙量呈显著正相关关系,而磷有效性的变化对磷流失量的影响相对较小;SEP(Olsen-P )可以作为评价坡地磷流失特征的主要指标,它对于反映坡地土壤有效磷的迁移,特别是施肥对磷流失的影响具有较高的敏感性;地表坡度、降雨强度、土壤翻耕等均对坡地磷流失产生不同程度的影响,但是在降雨产流过程中DP、SEP、TP的流失均表现为先慢后快的变化趋势,这一过程可以用幂函数模型进行较好的拟合。