农业生产中的化肥和有机肥经过降雨径流和渗透，最终进入河流、湖泊等水体，容易导致水质恶化，水体富营养化，保护性耕作措施可有效减少养分流失。由于气候、经济等因素，鼓励长期休闲的农田（如种植覆盖作物）采取保护性耕作措施。该项目主要研究德克萨斯州中部耕地管理措施对农业经济和环境的影响。

1材料与方法

1．1试验地概况

试验地点位于德克萨斯州里塞尔流域。耕地分为六个社区。土壤类型为粘土，砂粒、粉粒和粘土含量分别为17%、饱和导水率为18%和55%．5mm/h，2002年8月6个小区有机肥(鸡粪)施用量0．0～13．4×103kg/hm2。

1．2管理措施

管理措施包括耕作、除草、收获、施肥、病虫害防治等，2001年各社区休耕，不施肥。从2002年到2017年，6个小区每年有机肥用量为0．0～13．4×103kg/hm2。第一阶段(2002-2008年)玉米、小麦N肥施用量分别为170kg/hm2、67kg/hm2。第二阶段(2008-2012年)玉米、燕麦、饲草N肥施用量分别为170kg/hm2、根据土壤试验结果，增加了67kg/hm2和135kg/hm2。第三阶段(2012年以后)，玉米、小麦、饲草N肥施用量分别为170kg/hm2、67kg/hm2和135kg/hm2。在土壤试验结果的基础上，增加了N肥。在整个研究过程中，将化肥与社区施用的有机肥进行了比较。、P利用率由40%提高到50%，土壤有机质矿化能力由5%提高到10%。在整个研究过程中，对作物产量、粮食价格、种子价格进行了调查；肥料种类、价格和施肥量。

1．3水文、水质

V型集流槽安装在每个小区，连续记录5～15min径流采用自动取样设备采集径流水样，每次产流后48小时内采集径流水样，测量各社区的降水量。分析前，所有水样均存放在4℃的恒温箱中，硝酸盐（NO3）采用比色法测定－N)、亚硝酸盐(NO2)－N)、铵氮(NH4－N)和可溶性磷(DＲP)质量浓度，径流为NO3－N为主。水样沉淀3～在116℃烘箱中烘干18d后，～24小时，测定颗粒N(TKN)和颗粒P(TKP)质量浓度。

1．4有机肥

每年施肥前的NO3取样分析－N、NO2－N、NH4－N、DＲP质量浓度，总氮(TN)、总磷(TP)和有机碳(SOC)质量浓度。

1．5土壤性质

每年冬天使用直径2．54cm、每个小区采样深度15cm的土壤采样器分为三层。自2009年以来，对土壤样品中NN进行了测定。、P总量。

1．6统计分析

利用minitab软件包进行统计分析，采用5%概率下差异显著性检验。

2结果与分析

2．1施肥

6个小区的N、P施用量不同，对比只施无机氮和P，其他社区施用有机肥。有机肥施用量大于9种。×超过合理施肥量的103kg/hm2，×103～13．4×103kg/hm2的施肥量是为了评估过度施肥对环境的影响。2013年和2016年没有化肥，2013年第三阶段减少了部分社区的N肥施用量。方差分析结果表明，第一阶段不同N肥用量的土壤中N含量差异不明显；第二阶段有两种不同的N肥用量与对照明显不同，其他三种不同；第三阶段，一种N肥用量与对照明显不同，另外四种不同。

2．2.经济效益分析

三个阶段有机肥施肥量与对照成本差异明显，但总收入与利润差异不明显。虽然统计分析差异不明显，但实际利润也不同，其中三个处理利润较高，分别为152、157和182美元/hm2，其他三个处理的平均利润小于145美元/hm2。2002-2008年平均降水量高于30a平均值11%，有机肥施肥量4．5×103kg/hm2的利润比其他处理方法高7．3美元/hm2，比较高9．7美元/hm2。2009年至2012年，年降水量低于30a平均值7%，所有处理利润均有所提高。第一阶段施用有机肥成本最低的平均利润最高，但有机肥用量为13．4×103kg/hm2的利润排名第二。2013-2017年，虽然产量不低，但由于肥料成本、种子成本增加、粮食价格低，所有加工利润大幅下降。研究表明，降水量与总收入和利润呈负相关，干旱对该地区收入影响较大，但年降水量过多对收入影响较大。2015年晚春降雨提高了小麦的质量和产量，但小麦价格下跌，收入下降。此外，N肥利用率与收入有关，但与利润无关。在多元化回归分析中，N肥料用量、降水量、肥料价格和收入对利润的影响明显不同，但P肥料用量对利润的影响不明显。这可能是因为农田和有机肥的P含量超过了作物的需求。

2．3土壤养分

2009年实施土壤测量配方施肥技术。2009年至2016年，随着有机肥用量的增加，无机N含量呈下降趋势，但差异不明显。覆盖作物和保护性耕作降低了土壤无机N含量，增加了土壤有机N含量。土壤P含量没有明显变化，有机肥用量为4．5×103kg/hm2、9×103kg/hm2．3×104kg/hm2时，土壤中的P含量略有增加，而有机肥用量为6．7×103kg/hm2．1×土壤中P含量在104kg/hm2时略有下降。

2．4水文、水质

施肥对降雨径流量和沉积物数量没有明显影响。2015年和2016年，N肥和P肥的最低径流量高于其他处理。由于多次降雨产流量大于75mm，两个处理梯田损坏，沉积物数量增加。16a试验期间，径流中的N流量逐年减少，径流中的NO3－质量浓度也逐年明显下降，这与N肥用量逐年减少有关。径流中的P流失量逐年增加，这与降雨和径流的变化趋势不一致。磷酸盐(PO4)在有机肥的各种处理中－P)浓度逐年增加，过量施用有机肥可以提高土壤中的P含量。建议少施或隔年施用有机肥，减少P损失，保护生态环境。N损失与N肥施用量无线性关系，P损失与P肥施用量无线性关系。在多元回归分析中，N损失与降雨、径流、沉积物之间存在明显的线性关系；P损失与径流和沉积物之间存在明显的线性关系。

3结论

N肥施用量与收入有显著相关性，但N肥施用量与利润的相关性不显著。研究结果表明，受产量、粮食价格等因素影响，处理利润差异不明显，但实际利润明显不同，较高利润为152、157和182美元/hm2，其他三个处理的平均利润为138～144美元/hm2。降雨量与收入和利润呈负相关。这一观察结果违反了干旱对半湿润地区旱地农业影响较大的假设。事实上，降雨量过多降低了小麦的质量、产量和收入。16a研究表明，径流中的N流失量和NO3－质量浓度呈逐年下降趋势，径流中P流失量和PO4－P呈逐年增长趋势。