土壤磷水平对草坪草磷径流浓度的影响外文翻译资料

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水、空气、土壤污染(2009)199:33-44 DOI 10.1007/s11270-008-9857-y

土壤磷水平对草坪草磷径流浓度的影响

Douglas J. Soldat amp; A. Martin Petrovic amp; Quirine M. Ketterings

收到:2008年6月3日/接受:2008年9月6日/在线发布:2008年9月27日#施普林格科学 商业媒体B.V. 2008

城市地区磷的流失被认为是造成地表水质量下降的主要原因。本研究的目的是确定可提取土壤磷、土壤取样深度和径流中溶解活性磷(DP)浓度之间的关系。在每个场地，径流产生在草坪和邻近地区的草坪覆盖被移除。在所有6个地点和多种养分管理方案下，0-2cm样品可提取土壤磷浓度和饱和比的变化占裸地和草被土壤径流DP浓度变化的49-59% (r= 0.49-0.59, n = 92)。² 尽管土壤磷分层程度较高，但改变取样深度一般不会改善土壤试验之间的关系

D. J. Soldat (*)

Department of Soil Science, University of Wisconsin-Madison, 1225 Observatory Drive, Madison, WI 53706, USA e-mail: djsoldat@wisc.edu

1. M. Petrovic
2. Department of Horticulture, Cornell University, 27 Plant Science Building, Ithaca, NY 14853, USA

Q. M. Ketterings Department of Animal Science, Cornell University, 323 Morrison Hall, Ithaca, NY 15853, USAP和径流DP浓度。在窄范围的草坪土壤P水平普遍在纽约摩根(0-50mg公斤minus;1可榨出的土壤P),所有的土壤测试或P饱和度水平(0-2cm深度)准确预测径流P浓度与草坪草覆盖土壤(r = 0.02 ~ 0.23, n = 72)。² 对于裸地，将分析限制在相同的范围内(lt;50mg kg - 1 Morgan extractable P)并没有改变土壤试验P和径流DP浓度之间的关系，在土壤试验P浓度的整个范围内(0 - 658mg kg - 1)都观察到了这种关系。这些结果表明，土壤测试将不是一个有效的工具，以预测径流从草坪地区的土壤P水平的范围内共同的纽约州。

关键字草坪草。的地盘。决选。土壤

磷。土壤测试

富营养化是美国地表水水体损害的主要原因(USEPA 2002)。在大多数淡水水体中，磷限制了藻类的生长，因此磷的富集是导致富营养化的主要原因(Correll 1998)。农业和城市地区被认为是磷对地表水的主要贡献(USEPA 2002)。关于农业管理措施和提高土壤试验磷水平对地表径流中磷流失的影响已经有了大量的研究(例如，Sims和Sharpley 2005)。然而，我们对城市地区，特别是草地上的磷流失知之甚少

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几乎占了城市和郊区所有透水表面(Milesi et al. 2005)。

在潜在磷损失方面，草坪生态系统与农业系统不同。与农业系统,P可以从草坪草地区失去了微粒或溶解P .然而,由于密集的地面覆盖,颗粒从草坪草地区损失往往低于农田径流和大多数的P从草坪草在溶解形式(总值et al . 1990年)。

溶解的磷可能来自土壤溶液、活的或死的植被或肥料颗粒。研究表明，磷肥对草坪草径流中磷的贡献较小(Easton和Petrovic 2004)，特别是在施完肥后立即进行少量灌溉以促进肥料进入土壤后(Shuman 2004)。另外，Augustin(2007)估计美国50%的房主不给他们的草坪施肥。因此，土壤中P的损失(除了活的或死的植被中P的损失)可能被证明是径流P的一个重要来源，土壤测试可能有助于确定容易增加溶解径流P损失的地区。

提出了几种估算土壤中环境可用磷的方法，包括用去离子水(Hartikainen 1982)或0.01M CaCl(McDowell and Sharpley 2001)提取磷，用氧化铁浸渍滤纸吸附磷(Sharpley 1993)。₂ 然而，考虑到执行这些环境土壤测试所涉及的时间和成本，商业土壤测试实验室不太可能广泛采用这些环境土壤测试。为了更容易获得环境可用P的估计值，Mehlich-3 (Sims等，2002年)，Morgan检验(Kleinman等，2000年;(Brock et al. 2007)和其他标准农艺试验已被视为环境P损失的预测因子。

研究人员尚未成功地确定一种普遍的农艺土壤试验P阈值，该阈值以上的P损失对环境有害，因为从土壤到水的P释放可能是土壤特异性的(Sharpley 1995;施罗德等，2004)。此外，磷的输送依赖于流域水文流动路径(Gburek和Sharpley 1998)，而接收地表水对磷输入的容忍度可能有很大差异(Foy 2005)。以草酸盐中可提取的磷与铁、铝的比值来衡量土壤磷饱和度，并以此来量化潜在的磷吸附

预测荷兰的P淋失和径流损失(Breeuwsma和Silva 1992)。类似地，美国也采用了mehlich - 3p、Fe和Al的P饱和比概念(Maguire和Sims 2002)。

除土壤P提取剂外，取样深度还可能影响土壤试验P或P饱和比与草坪草径流中P的关系。地表径流与上部几厘米土壤相互作用。如果P在土壤剖面内分层，在更深深度取样的土壤可能不具有代表性。未耕作的草坪草施用化肥和堆肥有助于城市土壤中磷的高度分层(Soldat和Petrovic 2007)。相比之下，耕作和/或其他文化措施可以防止顶部20cm内的分层，这限制了浅层(0 - 2或0 - 5cm)代替传统农艺取样深度(0 - 15或0 - 20cm)的优势(Schroeder et al. 2004;戴利和凯西2005;Pote et al. 1999;Andraski和Bundy 2003)。

虽然新法规现在要求在城市景观施用磷肥之前进行土壤试验，但土壤试验P和/或P饱和比与草坪草径流中P流失的关系仍有待评估。此外，土壤中磷的解吸量与死草和活草中磷的释放量之间的相对关系，我们所知甚少。本研究的目的是将Morgan、Mehlich-3和0.01M可计算的土壤P水平的变化联系起来;₂ 取样的深度;在纽约的六个不同的地方，从接受了P肥料或堆肥的草坪区域的径流中，草皮覆盖到溶解的P浓度。

1材料与方法

1.1研究地点描述

为了捕捉纽约各地土壤类型和气候的变化，研究人员对分布在全州各地的6个城市的再研究区收集了数据。这些城市包括:纽约州的法明代尔，位于长岛贝斯佩奇州立公园高尔夫球场;康奈尔大学草地与景观研究中心(纽约中心);纽约州普莱西德湖，位于纽约州东北部阿迪朗达克州立公园的普莱西德湖度假俱乐部;罗彻斯特

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纽约，在一个足球场在Genesee山谷公园(安大略湖岸);位于纽约东南部米尼林克学区足球场上的石板山;和克拉伦斯，纽约，在镇公园的草坪上(纽约西部)。

克拉伦斯、石板山和罗彻斯特的这些地点是研究堆肥施用对冷季草坪草质量影响的一部分(Soldat和Petrovic 2007)。该研究开始于2003年，治疗(三次重复)包括:(i)未受精对照;包硫尿素(98kg N haminus;1 yrminus;1);(iii)施用于12mm yrminus;1深度的堆肥(62Mg干物质haminus;1 yrminus;1);(iv)施用于24mm yrminus;1深度的堆肥(124Mg干物质haminus;1 yrminus;1)。土壤和堆肥特性分别列于表1和表2。在我们的径流产生和数据收集之前，9mplot获得了一年的堆肥或肥料，分为两个年度应用。² 径流是在2005年5月，大约9个月后的最后堆肥或肥料应用。

普莱西德湖和法明戴尔的遗址

混合了肯塔基蓝草

(Poa pratensis L.)，硬羊茅(Festuca longifolia)

和多年生黑麦草(黑麦草属)

分别在2001年和2002年。这些地点是Petrovic等人(2005)详细描述的草坪草肥料推荐的土壤试验校准研究的一部分。从研究中选择了10个处理中的3个(0、19、或38kg POhaminus;1 yrminus;1作为三重超级磷酸盐，每个处理3个重复(0-45-0)，除了对照(0 P)有6个重复)，以提供广泛的可提取土壤磷水平。₂₅ 的

普莱西德湖和法明戴尔分别进行了3年和2年的年度施肥量分配。2005年6月在普莱西德湖进行了降雨模拟，2005年5月在Farmingdale进行了9个月后的最后一次磷肥施用。

网站在伊萨卡岛成立检查5 N和P的影响肥料来源包括无机来源,堆肥肥料和有机固体残率和应用0,100或200公斤公顷minus;1(三个复制)从草坪草站径流水质的混合物组成的大约25%肯塔基蓝草(P . pratensis)和75%黑麦草(l为(伊斯顿和佩特2004年)。2003年9月，在32个试验田进行了降雨模拟，这是最后施肥2年后的事了。

本研究选择的土壤具有广泛的物理和化学性质(表1)。在6个地点7.6cm处的土壤测量范围包括47-78%的沙子、53-156g kg - 1土壤有机质、4.9-6.8pH和64-833mg kg - 1 P最大吸附量。

1.2降雨模拟与径流

径流是使用Ogden等人(1997)描述的便携式微型降雨模拟器在研究地块上生成的。模拟器位于离土壤表面9cm的地方，上面有一个直径为24cm(面积= 456cm)的不锈钢环，环插入土壤7cm(图1)。²² 第一个7.5毫米径流从每个模拟

表1纽约6个研究点的土壤分类和性质(0-7.6 cm深度)