造纸废水灌溉对盐碱芦苇湿地土壤活性氮的影响

为研究造纸废水灌溉对黄河三角洲芦苇湿地土壤主要活性氮组分的影响,以低盐分和高盐分芦苇湿地为研究对象,设置废水不同灌溉次数的随机区组试验,分析微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)、溶解性有机氮(Dissolved organic nitrogen,DON)的变化。结果表明:与对照相比,废水灌溉并不能提高土壤MBN,但废水灌溉1³次处理明显提高高盐分芦苇湿地土壤NO3--N,增幅为108.3%3次处理明显提高高盐分芦苇湿地土壤NO3--N,增幅为108.3%¹36.2%,而对低盐分芦苇湿地的影响较小,废水灌溉4次处理可明显降低土壤MBN与NO3--N含量。废水灌溉1136.2%,而对低盐分芦苇湿地的影响较小,废水灌溉4次处理可明显降低土壤MBN与NO3--N含量。废水灌溉1⁴次处理明显提高低盐分芦苇湿地NH4+-N含量,增幅为88.7%4次处理明显提高低盐分芦苇湿地NH4+-N含量,增幅为88.7%¹70.8%。高盐分芦苇湿地只是在废水灌溉1次处理时土壤NH4+-N含量明显高于对照,增幅为45.3%,废水灌溉2170.8%。高盐分芦苇湿地只是在废水灌溉1次处理时土壤NH4+-N含量明显高于对照,增幅为45.3%,废水灌溉2⁴次处理与对照差异不显著。废水灌溉处理对DON的影响较小。说明合理的废水灌溉有利于提高土壤NO3--N和NH4+-N含量,而对MBN和DON的影响较小,但废水灌溉次数以不超过3次为宜。合理的废水灌溉对提高低盐分芦苇湿地土壤NH4+-N的效果较佳,对提高高盐分芦苇湿地NO3--N的效果较佳。     

猪场废水灌溉对潮土硝态氮含量变化的影响

该文应用猪场废水处理工艺中3个阶段的出水（原水—猪圈舍干清粪后冲洗直接流入积水池的水;厌氧水—原水经厌氧池处理后的出水;仿生态塘水—经曝气和植物吸收处理的厌氧水）与地下水1︰5（体积比）配比和厌氧水不同灌溉量进行冬小麦小区灌溉试验,通过监测土壤硝态氮含量动态变化和残留量筛选适宜的混合水类型和厌氧水灌溉量,为制定合理的猪场废水灌溉制度提供理论依据。试验结果表明：应用3种混合水灌溉0～100 cm土壤剖面硝态氮含量随深度增加呈现“S”形变化趋势,小麦收获后各层土壤硝态氮含量均比初始值有所增加;收获后3种混合水灌溉处理0～100 cm土层中的硝态氮累积量比拔节期均有很大增加,仿生态塘水︰地下水1︰5处理变化幅度最小,较适宜灌溉;厌氧水灌溉量与土壤中硝态氮淋溶量和残留量成正相关关系,中灌水量（500 m3/hm2）较适宜。灌浆期灌水大大增加了收获后土壤中的硝态氮含量,灌浆期宜使用地下水灌溉。     

滴灌点源施肥灌溉对土壤氮素分布影响的试验研究

利用室内试验,研究了点源施肥灌溉条件下硝态氮和铵态氮的分布规律。试验土壤为砂壤土,滴头流量的变化范围为0.6～7.8L/h、灌水量为6～15L、肥液(NH₄NO₃)浓度为100～700mg/L。销态氮在距滴头17.5cm范围内呈均匀分布,其浓度随肥液浓度的增加而增加;在湿润边界上硝态氮产生累积;肥液浓度是影响硝态氮分布的主要因子。在距滴头15cm范围内,滴头流量和灌水量对土壤中硝态氮分布的影响不明显,在此范围以外,随滴头流量的增大或灌水量的减小,硝态氮浓度增加。铵态氮浓度在滴头附近出现高锋值,肥液浓度越高,锋值越大,且施肥灌溉对铵态氮分布的影响范围较小,一般在距滴头10cm范围以内     

宁夏引黄灌区日光温室集约种植区浅层地下水硝态氮含量与耕层土壤硝态氮含量的关系

  目的  探讨宁夏引黄灌区日光温室集约种植区地下水硝态氮污染现状及其与土壤硝态氮含量之间的关系,为有效防治地下水硝态氮污染及土壤盐渍化提供理论依据。  方法  通过抽样调查方法,采集7个典型日光温室集约种植区不同时期的214个地下水样及102个0 ~ 20 cm土壤样品,分析了地下水和土壤的硝态氮含量及电导率等。  结果  地下水样本硝态氮含量超过Ⅲ类水标准的达53.3%;近80%的土壤样本呈现出不同程度的盐渍化,其中中度盐化土占57%。当地下水硝态氮含量大于40 mg L?1时,地下水电导率、土壤电导率和土壤硝态氮含量均随地下水硝态氮浓度增加而急剧增加。土壤电导率与土壤硝态氮含量之间呈极显著线性函数关系,决定系数达0.376。土壤硝态氮含量与地下水硝态氮含量之间呈极显著的指数函数关系,土壤电导率与地下水电导率之间呈极显著的线性函数关系。  结论  宁夏典型日光温室集约种植区的地下水硝态氮污染和次生盐渍化严重,并与土壤硝态氮含量和盐渍化密切相关。     

不同种植方式下农田渗漏水硝态氮含量的动态变化特征研究

该文选取江阴市沿江平原地区的3种典型农业种植区:即大棚葡萄集约化种植基地、蔬菜集约化种植基地和常规种植农田为研究对象,通过田间现场采样分析的试验方法研究了不同种植方式下农田渗漏水硝态氮含量的动态变化特征。结果表明,大棚葡萄集约化种植区渗漏水硝态氮含量随着时间的变化波动较大,硝态氮平均含量达到31.94mg/L,其中硝态氮含量峰值高达45.90mg/L,这主要是由于大棚葡萄集约化种植条件下长期过量施肥导致土壤氮素累积水平过高,过量灌溉又加大了土壤氮素的淋失强度;而蔬菜集约化种植区和常规种植区渗漏水硝态氮平均含量分别仅为4.02,3.54mg/L,显著低于大棚葡萄集约化种植区,其中常规种植区渗漏水硝态氮平均含量最低,这与常规种植区施肥强度较低有关。大棚葡萄集约化种植条件下过量灌溉和施肥加剧了土壤氮素的渗漏损失,是引起农田地下水环境硝态氮污染的主要原因。研究结果可为优化田间管理措施、减轻农田氮素淋失以及防治农业非点源污染提供科学依据。     

灌溉量对冬小麦产量和土壤硝态氮含量的影响

研究了池栽条件下灌溉量对冬小麦籽粒产量和土壤硝态氮含量的影响。结果表明:与对照相比,灌溉增加了籽粒产量,显著提高蛋白质含量和蛋白质产量。试验还表明:灌溉处理0～80cm土层的土壤硝态氮含量显著低于对照,而在80～200cm土层的土壤硝态氮含量显著高于对照。在成熟期,两次灌溉总量为180m(m每次灌90mm)的处理W6硝态氮含量在160～200cm显著高于其他处理,向深层运移幅度最大。本试验中,两次灌溉总量为90m(m每次灌45mm)的处理W3的籽粒产量、蛋白质含量、蛋白质产量和收获指数均较高,且土壤硝态氮损失少,为最佳灌溉量。     

太湖地区直播稻田氮素渗漏损失试验研究

在太湖流域丹阳地区,通过田间试验研究了旱直播稻田氮素的渗漏损失特征。结果表明,在当地正常的水肥管理模式下,旱直播稻田氮素的渗漏主要发生在水稻生长前期,施入的基肥不易迅速水解,部分仍滞留在表层土壤,灌溉或强降水时增大了氮素渗漏流失的风险。稻田40 cm深度土壤硝态氮和铵态氮浓度平均值分别为5.79和0.49 mg/L,硝态氮浓度最大值出现在苗肥施入后的第7 d,达到21.8 mg/L。以土壤深度40 cm为界面计算的氮素渗漏通量表明,铵态氮和硝态氮在整个稻季的平均渗漏量为N 3.8和28.4 kg/hm2,氮素渗漏的形式主要为硝态氮。直播水稻萌芽至幼苗期对氮素的吸收量少,应适当减少前期基肥或苗肥的施用量,充分利用基肥与苗肥的叠加效应,减少前期氮素渗漏流失。     

退耕湿地典型植被群落土壤氮分布及储量特征

为阐明退耕湿地植被恢复对土壤氮素的影响,以黄河中游湿地河南武陟渠首段为研究对象,分析滩区耕地和退耕恢复区3种典型湿地植被群落土壤pH、有机质、总氮、硝态氮、铵态氮和氮储量的变化。研究结果表明,随着退耕恢复时间的增加,土壤pH呈下降趋势;土壤有机质、总氮总含量和氮储量呈逐渐增加趋势,分别由未恢复前的7.69~10.08g/kg,174.44~344.13mg/kg和0.07~0.09kg/m2增加到恢复1.5a后的15.83~29.53g/kg,739.13~1 076.99mg/kg和0.22~0.33kg/m2。恢复区土壤有机质、总氮总含量在空间上的变化表现为上层大于下层,土壤硝态氮含量均低于氨态氮含量。不同湿地植被土壤中总氮、有机质含量和氮储量存在显著差异(P0.05),其含量大小均依次为水蓼群落水烛群落芦苇群落。相关分析结果表明,研究区土壤中有机质含量与总氮之间存在极显著正相关关系(r=0.80;P0.01),铵态氮含量与有机质、总氮之间均存在极显著正相关关系(r=0.69,0.50;P0.01),硝态氮含量和有机质、总氮、铵态氮之间均存在一定正相关性,土壤pH与有机质和总氮之间均存在显著负相关关系(r=-0.49,-0.46;P0.05)。     

养殖污水回用对水稻产量及土壤肥力的影响研究

采用田间小区试验方法,研究了不同浓度养殖污水灌溉对水稻产量及土壤肥力的影响.试验结果表明:一定浓度的养殖污水灌溉配合追肥可增加水稻的产量,养殖污水灌溉在一定程度上起到了增肥的作用,而且可有效增加稻田土壤中全氮、全磷、硝态氮和有机质含量,提高了土壤肥力.土壤中硝态氮在多次灌溉及降雨淋洗作用下,逐渐向土壤深层迁移,污水灌溉增加了土层中硝态氮含量,因此,长期进行养殖污水灌溉是否会发生氮的淋溶,污染地下水体环境,还需进一步研究.     

粒径对冻融过程中加氮灌溉土壤N2O排放的影响

通过室内模拟的方法,研究了冻融过程潮土两种粒径（1 cm和0.25 mm）在加氮灌溉条件下N2O的排放通量,并且分析比较了3种氮素形态（铵态氮、硝态氮和酰胺态氮）和3种浓度（40、200和800 mg/L）对土壤N2O的排放通量的影响。结果表明：冻结前,除硝态氮浓度在大于200 mg/L时,细土N2O排放通量小于粗粒径土壤,其他氮素形态和浓度得到相反结果;冻结过程细土达到N2O稳定排放通量的时间要早于粗粒径土壤;融化后细土比粗粒径土壤早出现N2O排放峰,并且该峰值总体比粗粒径土壤小;随氮素浓度增加,粗粒径土壤3种氮素形态平均N2O累积排放量分别比细粒径土壤多45.46%、7.81%和46.87%。建议土壤在加氮灌溉时应尽量避免施加硝态氮肥,铵态氮肥的施用应尽量考虑降低浓度,并建议在灌溉越冬水且土壤冻结后耙碎大土块以减少N2O排放。     

沼液灌溉对紫色土菜地土壤特性的影响

三峡库区山地城镇重肥效的沼液灌溉,既需做到能够充分利用粪污资源,又要不破坏植物的生长与土壤环境。试验采用某大型奶牛养殖场粪污处理站不同阶段的废水进行灌溉,其中包括:沉砂池污水(grit chamber wastewater,GCW)、集水池污水(collection basin wastewater,CBW)、厌氧池沼液(anaerobic tank wastewater,ATW)、好氧池出水(aerobic effluent,AE),并以清水(clean water,CW)作为对照组,5组试验平行同步对紫色土试验样地进行灌溉。土壤剖面铵态氮含量在0～5cm土层ATW为最大860mg/kg,5～10cm土层5个试验组含量略有升高,10～20cm土层试验组GCW、CBW、ATW、AE呈下降趋势。硝态氮含量在0～5cm土层仍是ATW最大为23.95mg/kg。有效磷在0～5cm土层5组试验都低于100mg/kg,5～10cm土层试验组CBW和CW含量上升较大分别为10%和11%,5个试验组总体磷吸收能力都为弱。在沼灌土壤自身承载量的试验中,土壤承载铵态氮最大值为1355mg/kg,硝态氮24.65mg/kg,有效磷为163.66mg/kg,磷吸收系数在第5～9d高于500。通过前期不同阶段污水灌溉研究氮、磷积累吸附及土壤自身承载力的试验,确定沼液灌溉能提供较多有效氮、磷的优良可行性,并为进一步提出合理灌溉量和实际操作提供指导。     

再生水加氯对滴灌系统堵塞及番茄产量与氮素吸收的影响

加氯处理是防止再生水滴灌系统生物和化学堵塞的常用方法,但有关加氯处理对作物生长影响的研究尚不充分。通过在日光温室内的田间试验,研究了加氯浓度和加氯频率对再生水滴灌灌水器堵塞特性、番茄产量和品质的影响;建立了土壤硝态氮含量随土壤电导率、含水率和温度变化的多元回归模型,分析了加氯处理对根区土壤硝态氮变化动态和氮素吸收的影响。结果表明,加氯处理能够有效防止再生水滴灌引起的灌水器流量降低;再生水滴灌增加了硝态氮在土壤表层（15 cm深度）的累积,促进了作物对氮素的吸收;加氯处理使植株吸氮量明显降低,加剧了硝态氮在土壤表层的累积,累积量随着加氯浓度和加氯频率的增大而增大;再生水滴灌的番茄产量略高于地下水滴灌,而再生水加氯处理会使产量有所降低;再生水滴灌使番茄口感指标（可溶性糖和水溶性总酸）显著提高、营养指标（Vc含量和可溶性固形物）显著降低,加氯处理能够有效缓解营养指标的降低趋势。采用浓度低于50 mg/L、频率低于两周1次的加氯处理对作物的氮素吸收有一定的抑制作用,但不会对作物生长造成明显不利影响。     

蓄水坑灌单坑土壤氮素迁移转化的数值模拟

为了提高蓄水坑灌条件下土壤氮素的利用率,建立了蓄水单坑土壤氮素迁移转化的数学模型,利用有限体积法进行了求解,并利用室内蓄水单坑灌施尿素条件下土壤水分和氮素运移转化实测数据进行了验证。结果表明,蓄水单坑灌施尿素1 700 mg/L条件下,土壤铵态氮主要分布在20～70 cm深度范围内,1～3 d内土壤铵态氮含量明显增大,7 d后开始减小;土壤硝态氮主要分布在湿润锋附近,1～7 d内硝化作用逐渐增强,20～70 cm范围内硝态氮浓度不断增大。土壤含水率、湿润锋、铵态氮、硝态氮含量计算值与实测值吻合较好,说明所建立的蓄水单坑土壤氮素迁移转化的数学模型是正确的,采用有限体积法求解是可行的。该模型可较好地模拟蓄水坑灌单坑土壤氮素迁移转化的动态变化。     

盐碱草甸植被退化对土壤硝化作用强度的影响

为了解不同退化阶段盐碱草甸草原土壤硝化作用强度特征及其影响因素,采用空间代替时间的方法,以松嫩平原盐碱草甸草原植被退化过程中4种典型植物群落为对象,以未做处理为参照,设置刈割、施氮和刈割同时施氮3种处理,测定了土壤的硝化作用强度(NI)、pH值、电导率(EC)、含水量(SMC)和有效磷(OP)、硝态氮(NO^-₃-N)、铵态氮(NH+4-N)及全氮(TN)的含量。结果显示:(1)土壤NI与pH值、电导率、含水量、OP和NO^-₃-N呈极显著正相关关系(p<0.01);通过逐步回归分析的方法得出土壤NI的重要影响因子,重要影响因子对土壤NI影响强弱表现为:pH值>有效磷含量>含水量>硝态氮含量,并推断土壤硝态氮含量可作为土壤NI的一个重要表征参数。(2)未作处理时,星星草群落与碱蓬群落土壤硝化作用强度分别为13.4,13.5 mg/(kg·h),显著高于羊草群落和退化羊草群落的5.0,2.5 mg/(kg·h),刈割和施氮处理分别使星星草群落土壤NI提高96.88%,253.77%,混合处理使其提高413.70%,显著高于其他3种植物群落,由此可见,在人为刈割和施氮肥的干预下,星星草群落土壤铵态氮可能更易转变为硝态氮,氮素流失的风险也更大,因此可认为星星草群落处于盐碱草甸退化过程中的关键阶段。     

不同农业种植方式对土壤中硝态氮淋失的影响研究

农田氮素损失是造成农业非点源污染的主要原因之一,其中由于大量施用氮肥引起的土壤氮素淋溶损失又是农田氮素损失的重要途径。针对农业不同种植条件下氮素损失控制难题,本文通过田间试验研究集约化种植和常规种植两种土地利用方式下,土壤硝态氮迁移特征及动态变化规律,来评估不同农业种植方式对地下水污染的潜在风险。结果表明:集约化种植区施肥量和灌溉量较大,硝态氮的淋失浓度明显大于常规种植园,土壤硝态氮浓度随时间和空间变化也最为显著。集约化种植区的地下水污染程度远远大于常规种植区,集约化种植葡萄园地下水中的硝态氮含量平均值11.2mg/L,是常规种植区平均值1.35 mg/L的8倍,集约化种植区过量施肥增大了土壤硝态氮的淋失风险,对生态环境构成了潜在的污染威胁。研究结果可为农业集约化种植区防治农业非点源污染和优化田间管理措施提供科学依据。     

灌溉量与减氮配施有机肥模式对温室黄瓜及土壤的影响

为探究设施农业中不同灌溉量与施肥模式对土壤理化特性、作物产量、品质、水分利用效率（water use efficiency,WUE）及氮肥偏生产力（nitrogen partial productivity,NPP）的影响。该研究通过对温室黄瓜设置充分（W1）与亏缺（W2）灌溉下不同比例减氮（N1：275 kg/hm²、N2：220 kg/hm²、N3：165 kg/hm²）配施腐熟羊粪有机肥（O1：12 t/hm²、O2：8 t/hm²）处理试验,分析充分与亏缺灌溉下不同减氮配施有机肥处理对土壤理化特性、黄瓜品质、产量、WUE及NPP的影响。结果表明,在相同灌溉条件下,减施氮肥和配施有机肥均能有效改善土壤结构,O1N3处理较其他处理土壤容重平均降低5.8%,孔隙度平均增加7.7%,三相组成优化,大粒径水稳性团聚体含量平均提高25.4%,0～30 cm土层土壤硝态氮含量平均降低21.8%。同时,配施有机肥能提高温室黄瓜WUE和NPP,在相同灌溉和氮肥条件下,O1较O2水平黄瓜WUE和NPP分别平均提高14.5%和15.7%。综合对比分析不同指标得出W1O2N2处理表现最佳,黄瓜可溶性葡萄糖、可溶性固形物、维生素C（VC）含量及产量较W1O1N1处理无显著差异（P>0.05）,同时能有效改善土壤环境,减少肥料用量,保证生产经济效益。研究结果对于设施农业科学水肥管理及绿色高效生产具有重要的参考意义。     

红壤区肥液浓度对涌泉根灌水氮运移特性的影响

为提高红壤区涌泉根灌水氮利用效率,通过室内肥液入渗试验,研究了不同肥液浓度(0,10,20,35,60 g/L)条件下涌泉根灌土壤的入渗能力、湿润锋运移距离、土壤水分分布以及铵态氮和硝态氮的运移特性,并建立了红壤涌泉根灌土壤累计入渗量及湿润锋在竖直向上、竖直向下和水平方向的运移距离与肥液浓度的关系模型。结果表明:土壤累计入渗量、湿润锋运移距离以及湿润体内水分和氮素的分布均受到肥液浓度的影响。在同一入渗时刻,土壤累计入渗量及湿润锋运移距离随肥液浓度的增大而增大,且与入渗历时均呈幂函数关系;在灌水结束时,相同土层深度内,肥液浓度越大,土壤含水率就越大,土壤中铵态氮和硝态氮的浓度也越大,且与铵态氮相比,硝态氮的分布范围更广。随着肥液再分布的进行,土层内最大含水率位置逐渐下移,且土壤含水率的分布也更加均匀;土壤中铵态氮和硝态氮浓度的变化趋势不同,浅层中铵态氮的浓度逐渐降低,而硝态氮的浓度先降低后增加;深层中铵态氮的浓度先增加后降低,而硝态氮的浓度逐渐增加。该研究成果可为进一步研究红壤区涌泉根灌肥液入渗氮素运移及转化提供理论参考。     

不同灌溉方式对保护地土壤酸化特征的影响

自连续13a在同一地块以不同灌溉方式进行灌溉试验的保护地,分层采集沟灌、滴灌、渗灌3个处理0～60cm土层土壤样品,研究灌溉方式对土壤酸化特征的影响。结果表明,3种灌溉处理土壤活性酸度和交换性酸含量均随着土层加深而降低,各处理间土壤活性酸度在0～40cm土层差异明显,总体为沟灌>渗灌>滴灌;土壤交换性酸差异出现在0～30cm土层,为渗灌>沟灌>滴灌;土壤交换性Al3+随土层加深呈先增加后降低的变化趋势,且以滴灌含量最低。各处理土壤盐基饱和度(BS)随土层加深而增加,在0～30cm土层为滴灌>渗灌>沟灌。土壤pH与交换性酸、硝态氮含量呈极显著负相关,与盐基饱和度、特别是Ca2+饱和度呈极显著正相关;Al3+占交换性酸比例与有机质含量呈极显著负相关。总之,保护地土壤酸化与硝态氮含量、盐基饱和度、有机质含量关系密切;与沟灌和渗灌相比,滴灌更利于抑制土壤酸化。     

外加碳源对污水灌溉系统氮素去除和作物生长影响的实验研究

基于土柱实验，对有作物生长条件下的污水灌溉土地处理慢渗系统氮素去除和作物生长状况开展实验研究，探讨在灌溉原污水中添加有机碳对该系统去除氮素和作物生长状况产生的影响作用。实验研究结果表明，随着灌溉原污水中有机碳含量的逐渐增加，污水灌溉土地处理慢渗系统下排的水量有所增大，排水中的氮素（铵态氮、硝态氮、总氮）淋溶量和化学需氧量有所增加，而作物的干物质量和吸氮量则明显下降；增加灌溉原污水中的有机碳含量，会影响污水灌溉土地处理慢渗系统去除氮素的效果和作物生长条件，在增加基于硝化和反硝化作用的除氮量同时，造成作物生长水土环境的改变，导致作物产量显著下降。