农田氮、磷向水体迁移原因及对策

农田氮、磷向水体迁移,不仅造成化肥的利用率低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化。综合评述了农田氮、磷向水体迁移的原因及其控制方面的国内外研究进展。氮、磷肥的过量施用和施用比例不合理是导致农田氮、磷向水体迁移的主要原因;氮、磷向水体迁移量受土壤质地、施肥种类、降雨条件等因素影响;相应措施如优化土地利用、合理施肥和处理农田径流等均可有效地降低农田氮、磷向水体迁移风险。在当前的非点源污染治理中,应采取有力措施控制农田养分流失。     

农田氮、磷的流失与水体富营养化

农田氮、磷的流失，不仅造成化肥的利用率降低，农业生产成本上升，还对水环境造成污染，引起水体富营养化。本讨论了农田氮磷流失对水体富营养化的贡献、农田氮磷流失途径及影响因素。提出了减少农田氮磷流失、控制水体富营养化的措施。     

施肥对北京山区农田地表氮磷流失的影响——以密云水库流域为例

农田非点源污染是最普遍的非点源污染类型之一,直接威胁北京市密云水库的水质状况;施用化肥是农田非点源污染物的主要来源.以北京市山区的农田化肥施用现状为基础,紧邻密云水库布设径流试验小区,种植当地的主要作物——夏玉米,设置常规(施肥)和对照(不施肥)2种处理,分析天然降雨条件下,施肥对农田地表氮和磷流失的影响.结果表明:施肥显著提高地表径流中氨态氮的浓度,但对径流硝态氮、总氮、可溶磷和总磷的影响有限;附着于泥沙上的颗粒态磷质量分数因施肥显著增加,但颗粒态氮质量分数仅在底肥施用后的首次产流中,表现出较大差异;泥沙是地表径流中氮和磷流失的主要载体,试验期间常规和对照小区,氮随泥沙流失负荷分别占氮流失总量的58.6％和53.6％,磷随泥沙流失负荷占比分别为97.2％和96.5％.研究结果可为密云水库流域农业生产管理和非点源污染治理提供参考.     

农田氮磷流失与农业非点源污染及其防治

农田氮、磷的流失,不仅造成化肥利用率的降低,还会引起农业非点源污染。通过分析国内外由于农田氮磷流失而引起的农业非点源污染现状和流失途径,提出加强污染源监控预警,综合运用管理措施和生态工程等,控制和减少农田氮磷流失对水体环境的污染。     

蟒河流域农林地表径流氮磷流失状况研究

济源市蟒河流域农田、林地连续2 a的地表降雨径流水质监测数据表明:该地区农田地表降雨径流氮、磷流失远远大于林地,且农田地表径流氮污染负荷较磷高;2 a间,氮和磷流失量分别为7 773 g和963 g,氮、磷年际流失量差异较大;施用化肥是造成农田径流氮、磷流失量大的主要原因.农林地表径流氮磷流失的研究,对蟒河流域造成的水...     

滇池流域农田土壤氮磷流失分析研究

采用实地调查与田间模拟实验相结合的方法,研究了滇池流域沿湖15个乡镇农田地表径流氮、磷流失状况及其影响因素。结果表明,研究区农田地表径流氮、磷污染负荷很高,年均流失量差异较大,总氮为5.07~113.16 kg/hm2,总磷为0.15~10.14 kg/hm2。高强度的化肥施用是造成农田径流氮、磷流失量大的主要原因,同时也与土地利用方式、水肥管理方式及种植制度有关;不同坡度农田径流中氮、磷的输出量不同,从6°~12°氮、磷流失急剧增大,12°以后流失量增加减缓;无论在一次降雨中,还是在作物生长周期内,径流中氮、磷流失速率均表现出随时间参数增加而递减的趋势;施肥处理不同,氮、磷流失量存在一定差异,其中尿素与普钙配合施用可减少氮、磷流失,同时获得较高的白菜产量。     

基于GIS的福建农田氮磷地表径流流失与污染风险评估

为了掌握福建省农田氮磷地表径流流失特征,以福建省的9个地级市为研究边界,通过对其辖区1985—2016年间农田氮、磷化肥施用量的调查,计算农田化肥氮磷的地表径流流失量,并在耦合农田化肥地表径流流失量、降雨和河网密度3个因素的基础上,分析福建省各地级行政区域农田化肥氮磷的污染风险等级,应用地理信息系统(GIS)分析其氮、磷污染的空间分布。结果表明:32年间福建省化肥施用量由4.911×105 t增加到1.239×106t,年均增长3.03%;漳州市氮肥和磷肥的施用强度最大,分别达880.40 kg×hm~(-2)和429.21 kg×hm~(-2);氮磷地表流失量较高的区域主要集中在漳州市,其氮、磷地表流失强度分别达8.71kg×hm~(-2)和1.99kg×hm~(-2)。从氮、磷污染风险等级看,南平市氮、磷肥的流失风险值均最高,分别达63.19%和63.37%,属于高氮磷污染风险区域;厦门市氮、磷肥的流失风险值均最低,分别为0.53%和0.53%,属于低污染风险区域;其他市处于两者之间。可见,漳州市农业发展中应注重氮、磷肥的减量化;南平市则注重对农田氮、磷地表径流流失的风险防范;全省应加大力度发展生态农业,以助力福建省生态文明先行示范区、生态文明试验区的建设。     

不同施肥模式对小白菜生长、营养累积及菜地氮、磷流失的影响

在天然降雨条件下, 通过田间小区试验, 研究了7种不同施肥模式（不施肥, 化肥基施, 化肥基追肥各半, 化肥和双氰胺基施, 化肥和双氰胺基追肥各半, 化肥和有机肥各半, 有机肥）对小白菜植株株高、株重、产量、氮磷钾累积量、肥料利用率及菜地硝态氮、氨态氮及水溶性总磷随地表径流流失的影响。结果表明, 与不施肥对照处理相比, 化肥和有机肥各半、化肥和双氰胺基追肥各半2种施肥模式不仅能改善小白菜生长农艺性状, 可分别提高产量154.44%和172.18%, 增加植株氮、磷、钾累积量183.20%和327.21%、310.49%和247.67%、205.95%和189.39%, 蔬菜种植期间菜地土壤硝氨态氮总量、水溶性总磷随地表径流的流失量还能分别减少63.10%和56.53%、39.97%和48.44%, 从而明显减少了菜地土壤造成的农业面源污染, 因此, 该2种施肥模式值得在今后蔬菜生产上加以推广应用;而化肥基施的施肥模式明显促进了菜地土壤硝态氮、氨态氮和水溶性磷随地表径流的流失, 故此种施肥模式在蔬菜生产上应加以避免。     

不同施肥模式对小白菜生长、营养累积及菜地氮、磷流失的影响

在天然降雨条件下, 通过田间小区试验, 研究了7种不同施肥模式(不施肥, 化肥基施, 化肥基追肥各半, 化肥和双氰胺基施, 化肥和双氰胺基追肥各半, 化肥和有机肥各半, 有机肥)对小白菜植株株高、株重、产量、氮磷钾累积量、肥料利用率及菜地硝态氮、氨态氮及水溶性总磷随地表径流流失的影响.结果表明, 与不施肥对照处理相比, 化肥和有机肥各半、化肥和双氰胺基追肥各半2种施肥模式不仅能改善小白菜生长农艺性状, 可分别提高产量154.44%和172.18%, 增加植株氮、磷、钾累积量183.20%和327.21%、310.49%和247.67%、205.95%和189.39%, 蔬菜种植期间菜地土壤硝氨态氮总量、水溶性总磷随地表径流的流失量还能分别减少63.10%和56.53%、39.97%和48.44%, 从而明显减少了菜地土壤造成的农业面源污染, 因此, 该2种施肥模式值得在今后蔬菜生产上加以推广应用;而化肥基施的施肥模式明显促进了菜地土壤硝态氮、氨态氮和水溶性磷随地表径流的流失, 故此种施肥模式在蔬菜生产上应加以避免.     

排水沟渠中非点源氮控制的节约型自然处理

农业是导致水体富营养的主要原因,引起富营养化的原因很多,但最主要的是水体中碳、氮、磷的增加。实行排水管理可减少这些污染负荷。使氮素利用率达到最大的农艺措施是使农业生态系统中氮流失达到最小的主要手段。提高水质的措施是利用植草明渠来处理农田流出物。研究表明植草沟渠的应用是减轻农业污染的有效措施。控制排水可以减少排水过程中的氮损失。装上渗透过滤的装置是降低进入沟渠中氮的有效方法。河边或其他缓冲地带也是反硝化作用活跃区域,能有效地减少沟渠中氮含量。然而缓冲带要有一定的宽度。     

闽西北烟-稻轮作系统地表氮、磷流失特征研究

为了明确福建省高温多雨气候条件下烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失情况,在连续3a定位试验条件下研究了不同施肥措施对烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失的影响。研究结果表明,福建省烟-稻轮作系统中氮、磷流失主要集中在上半年（烟季）,而且氮、磷流失总量主要受降水量的影响,与产流降雨量呈显著或极显著相关关系。当地习惯施肥条件下,烟-稻轮作系统中氮、磷的流失量分别为4.71～14.86kg·hm-·2a-1和0.93～2.20kg·hm-·2a-1,流失系数分别为0.76%～1.27%和0.47%～1.71%。与习惯施肥相比,优化施肥处理氮、磷的流失量分别减少了1.25%～13.82%和8.82%～14.99%,流失系数分别为0.76%～1.43%和0.41%～1.54%。增施50%氮肥和增施50%磷肥的氮和磷流失量分别比优化施肥处理提高7.6%～37.6%和21.5%～27.4%。此外,同等施肥量条件下,稻草还田的氮、磷流失量分别提高6.4%～16.4%和-3.4%～14.0%,流失系数分别达到0.86%～1.91%和0.36%～2.00%。综上所述,优化施肥处理可以减少氮、磷的流失量,而增量施肥明显增加肥料流失量,稻草还田也提高了氮、磷流失的风险。     

安徽省园地氮磷径流流失

茶园、桑园和葡萄园在安徽省分布面积较广,果园的施肥量一般较大,但利用率低,很大一部分氮、磷随地表径流流入水体,给水体污染带来严重威胁。研究安徽省园地径流氮磷流失规律,对于控制安徽省农业面源污染具有重要意义。研究采用径流池收集降雨径流的方法测算出安徽省园地在常规施肥条件下,总氮的年径流流失量为1.85～13.70kg/hm2,其中茶园为2.127kg/hm2,桑园为8.380kg/hm2,葡萄园为7.940kg/hm2;总磷的年径流流失量为0.202～1.770kg/hm2,其中茶园为0.261kg/hm2,桑园为0.263kg/hm2,葡萄园为1.148kg/hm2;总氮的径流流失率在0.049%～0.453%之间,总磷的径流流失率在0.046%～0.416%之间;且铵态氮和硝态氮是园地中氮素径流流失的主要形态,约占总氮的58%,大多数园地中磷素主要以可溶磷的形态径流流失,但在桑园中却只有29.77%的磷素以可溶磷的形态流失。     

不同养分管理措施下常年菜地蔬菜生长及氮素径流特征

【目的】蔬菜生产超量施肥现象十分普遍,由此导致的面源污染问题日益严重。研究探讨常年菜地的合理施肥技术,明确蔬菜合理的氮肥投入阈值范围,从污染源头控制氮的迁移、流失,对于降低氮肥对水体的污染风险具有积极意义。【方法】本试验采用大田小区试验方法,设置不施肥对照和不同用量化肥配施有机肥处理(N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾),研究了不同养分管理措施对常年菜地甘蓝—茄子—甘蓝轮作模式下蔬菜生长及氮素径流流失的影响。【结果】连续三茬、为期一年的蔬菜试验,共采集径流样品18次。整个试验期间,不同处理的菜地地表径流铵态氮浓度均低于2.0mg/L的地表水V类水标准限值,且施肥对铵态氮的影响无明显规律性。地表径流硝态氮和总氮具有相似的浓度变化特征,浓度范围分别为0.03 28.43 mg/L和1.06 31.79 mg/L,硝态氮是土壤矿质氮流失的主要氮素形态。施氮不同程度增加总氮和硝态氮浓度,且化肥氮的作用尤为明显。几乎所有径流样品的总氮浓度均超过2.0 mg/L的地表水V类水的标准限值,OPT+NPK处理总氮浓度及硝态氮超标率均最高。对照处理的菜地总氮年流失负荷为30.8 kg/hm2,化肥氮空白处理与对照间无显著差异。其他有机无机肥配施处理中CON、OPT、OPT+N、OPT+P和OPT+NPK处理总氮年流失负荷分别为69.81、54.95、76.6、55.45和90.73 kg/hm2,分别较对照显著提高126.51%、78.29%、148.54%、79.92%和194.39%,且以OPT+NPK处理的流失负荷(90.73 kg/hm2)最高、OPT处理负荷较低(54.95 kg/hm2)。菜地施肥处理的氮肥流失系数在1.47%3.44%之间,总体随化肥氮用量增加而升高。施肥显著增加蔬菜产量,化肥氮空白处理的甘蓝和茄子产量较相应对照处理分别增加67.50%和114.20%,其他有机无机肥配施处理下两种蔬菜产量的增幅分别为5.1 5.5倍和4.5 5.9倍。相同有机肥用量条件下,施用氮、磷、钾化肥对蔬菜的增产作用明显,且以氮、磷、钾肥用量均最高的OPT+NPK处理的蔬菜产量增幅最大。【结论】从兼顾经济效益和环境效益角度出发,综合分析蔬菜产量、肥料投入成本及总氮流失负荷,优化施肥(OPT)处理可作为常年菜地推荐施肥技术方案。     

南方丘陵地区生物黑炭和有机肥配施化肥的应用研究

研究生物黑炭和有机肥配施化肥对旱地作物种植和养分损失的影响,旨在进一步探索高温多雨的南方丘陵地区旱地作物合理施肥和高产高效种植以及资源优化利用的有效途径。采用田间小区试验,设置了5个处理:不施肥(CK)、单施化肥(CF)、化肥+生物黑炭(CF+B)、有机无机肥配施(OF+CF)和有机无机肥配施且添加生物黑炭(OF+CF+B),探讨了生物黑炭和有机肥施用对春玉米产量、地表氮磷径流损失、作物氮磷肥料利用率的影响。结果表明:生物黑炭或有机肥的施用可显著增产8.2%~11.1%,但有机肥和生物黑炭结合施用增产效果最佳,增产率可高达13.7%。相比CF处理,CF+B处理可显著降低15.9%的氮素径流损失和24.2%磷素径流损失,显著提高26.3%和11.8%的地上部氮磷累积量;OF+CF处理可显著降低17.5%的氮素径流损失和25.0%磷素径流损失,提高36.5%(P0.05)和8.2%(P0.05)地上部氮磷累积量;OF+CF+B处理可显著降低33.3%的氮素径流损失和35.2%磷素径流损失,显著提高52.1%和29.0%地上部氮磷累积量,且氮磷肥料利用率最高,分别达49.1%和26.4%。OF+CF+B处理施肥方式一方面可促进春玉米旺盛生长,增加地表植被覆盖度和增强土壤的抗蚀性,显著降低了地表的径流体积;另一方面可以全面降低土壤氮磷养分溶解态和颗粒态的径流损失,培肥了地力。因此,从产量经济效益和环境效益方面综合来看,认为添加生物黑炭和有机肥部分替代化肥结合化肥施入土壤是最合理的施肥方式,值得在该区域进行推广和应用。     

添加生物黑炭对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响

为了寻找一种既能使作物高产、优质又环境友好的施肥模式,在天然降雨条件下,通过田间小区试验,研究了5种不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响。结果表明:与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施和有机无机肥配施对玉米产量无明显影响,有机无机肥配施添加生物黑炭可使玉米产量显著提高21.14%;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可提高粗蛋白含量和氮、磷肥利用率,其中对粗蛋白含量提高幅度为12.14%~19.64%,并以有机无机肥配施添加生物黑炭对其提高幅度最大;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著减少氮、磷径流损失量,降幅分别为30.47%~59.69%和12.08%~31.22%,其中,有机无机肥配施添加生物黑炭的氮素径流损失降幅最大,生物黑炭与化肥共施的磷素径流损失降幅最大。因此,从提高玉米产量、品质,氮、磷肥利用率以及减少土壤氮、磷径流损失的角度综合考虑,在旱地作物种植施肥模式中推荐有机无机肥配施添加生物黑炭施肥模式。     

有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响

为探讨不同有机肥替代率对小麦减肥增效及减少麦田氮磷流失的效果,在等氮有机养分替代条件下进行田间小区监测试验,设置8种不同处理,分别为空白对照(CK),常规施肥(CF),100%、50%、30%猪粪有机养分替代氮肥(M1、M2、M3)及100%、50%、30%秸秆有机养分替代氮肥(F1、F2、F3),研究有机肥替代率对小麦产量、麦田氮磷流失、肥料利用率和土壤肥力的影响。结果表明,100%有机养分替代处理与常规施肥处理相比小麦产量均显著降低,但减少了麦田氮径流流失,提高了土壤肥力。麦田不同处理下总氮流失量为21.90~33.66 kg·hm^-2,与常规施肥处理相比,不同比例猪粪、秸秆有机养分替代处理总氮流失量减少了8.44%~25.94%;总磷流失量为0.60~2.00 kg·hm^-2,100%有机养分替代处理相比于常规处理总磷流失量升高了24.64%~44.93%。不同处理下小麦氮、磷肥利用率分别为17%~35%、5%~19%,其中30%~50%猪粪有机养分替代处理下氮、磷肥利用率较高,而100%猪粪、秸秆有机养分替代氮、磷肥利用率较常规施肥处理均显著降低。有机养分替代能够缓解土壤酸化,使土壤pH值维持稳定,与常规施肥处理相比,有机养分替代处理下土壤肥力有所提高。综合不同比例猪粪、秸秆有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响,30%~50%猪粪有机养分替代在保证小麦高产稳产的同时,能有效降低麦田氮径流流失量,且维持较低水平磷径流流失量,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机养分替代模式。本研究结果为小麦生产中合理利用养分资源、减少化肥投入、控制麦田氮磷径流流失提供了参考。     

保护性耕作与氮肥后移对巢湖流域麦田磷素流失的影响

农田磷素随地表径流向水体迁移可导致磷肥利用率降低、生产成本上升和环境污染风险增加,源头控制农田磷素流失对于治理巢湖水体富营养化具有重要意义。采用野外定位观测结合室内分析的研究方法,对2009—2010年冬小麦生长期间的径流、泥沙和磷素进行了监测与测定分析,研究了保护性耕作和氮肥后移对巢湖流域麦田P素径流损失及其对环境的影响。结果表明,相对于传统耕作处理（T）,传统耕作＋秸秆还田处理（TS）、氮肥后移处理（NFP）和少免耕＋秸秆还田＋氮肥后移（NTS＋NFP）径流量分别减少了20%、10%和22%,泥沙量分别减少了30%、14%和38%,表现出显著的水土保持作用。各处理径流液总磷（TP）浓度范围是0.095～0.360mg·L-1,其中,颗粒态磷（PP）是磷素随地表径流迁移的主要形式,约占TP的51%～69%。长期的保护性耕作提高径流液中溶解态磷（DP）的浓度,降低了PP的浓度,但TP浓度难以看出明显的变化规律,而氮肥后移降低了径流液中各形态磷的浓度。各处理TP流失量在0.060～0.079kg·hm-2之间,约占当季施磷量的0.2%。处理TS、NFP和NTS＋NFP与处理T相比,TP流失量分别减少了20%、21%和24%。作物生长情况显著影响土壤磷素的流失,地上部分生物量、地上部分吸磷量与径流TP的迁移量呈负相关关系。因此保护性耕作和氮肥后移可以作为源头控制农田磷素流失的较好措施加以推广。     

海河流域水稻田氮磷地表径流流失特征初探

选取海河流域水稻田作为研究对象,在自然降雨条件下通过田间实测方法研究其氮磷元素地表径流流失特征。结果表明,氮磷元素流失率分别为0.7%和0.6%,流失负荷分别为4.77kg.hm-2和2.08kg.hm-2。在详细分析试验结果后,找出影响氮磷地表径流流失量的因素,其中颗粒态氮是农田径流流失的主要形式,并与径流量成明显正向相关,而磷素流失量则受施肥量和径流量双重影响,影响规律较氮素更为复杂,尚需进一步研究。进而得出结论：在北方干旱少雨的气候影响下,地表径流并非海河流域农田种植作物氮磷元素流失的首要途径。     

化肥氮磷优化减施对水稻产量和田面水氮磷流失的影响

为探讨氮(N)、磷(P)减量对降低稻田养分地表径流损失风险的影响,以毛里湖稻区为研究对象,连续两年(2016—2017年)进行田间小区试验,研究化肥氮磷优化减施对水稻产量和生长期内田面水N、P动态变化特征及径流流失的影响。结果表明:常规施肥处理(CF)和有机替代20%化肥N处理(0.8FN+0.2ON)稻田田面水总氮(TN)、NH_4~+-N和总磷(TP)浓度在施肥后迅速达到峰值,之后逐渐下降。而控释氮肥减N处理能有效减缓N素释放速度,田面水N素流失量远低于CF处理,且磷肥减量处理TP流失量低于CF处理。与CF处理相比,控释氮肥减N 20%(0.8N)和控释氮肥+过磷酸钙减量20%(0.8NP)处理水稻两年平均分别增产5.55%、3.22%,N素累积量分别提高19.01%、13.66%,氮肥偏生产力分别显著提高31.94%、28.83%,氮肥农学利用率分别提高47.52%、33.75%,氮肥吸收利用率分别提高95.30%、73.31%。0.8NP处理较0.8N处理水稻磷肥偏生产力两年平均显著提高22.08%,而0.8FN+0.2ON处理较CF处理P素累积量和磷肥吸收利用率分别降低11.14%、36.04%。总体而言,控释氮肥与磷肥减量既保证高产稳产,又有效降低稻田施肥初期N、P径流损失风险。在综合考虑农业生产节本增效和控制农田面源污染的前提下,可采用控释氮肥减量的施肥模式。