有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的整合分析

分析有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的影响，旨在为科学评估有机肥的生态环境效应提供基础。以“有机肥”“农田”和“氮”为关键词，在中国知网和“Web of Science”数据库检索2000—2022年期间发表的文献，筛选出符合要求的文献30篇，获得数据116组。以单施化肥为对照，利用整合分析（Meta-analysis）方法揭示有机肥施用对农田土壤氮素累积和淋失的影响，明确有机肥氮投入量、有机肥氮替代化肥氮比例等因素的综合效应。结果表明：与单施化肥相比，有机肥氮替代化肥氮可以显著降低农田土壤淋溶液中硝态氮和可溶性总氮浓度，有效阻控土壤氮素淋失；同时，有机肥施用能显著增加土壤全氮和微生物量氮含量以及提高土壤细菌、真菌和放线菌等微生物群落的数量，起到培肥土壤、改善微生物群落结果的作用；有机肥施用对作物产量有显著影响。当有机肥氮替代化肥氮百分比控制在20%～50%时，可以有效控制土壤氮素淋失，并保证作物产量。综上可知，有机肥施用显著影响土壤氮素累积和淋失，但有机肥氮替代化肥氮百分比等因素对土壤氮素累积和淋失的影响还需深入探讨。     

辽北棕壤土氮肥淋溶特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同氮肥处理下土壤氮素在东北棕壤土中的淋溶特征。结果表明:铵态氮、硝态氮和全氮的淋溶量均随施肥量的增加而提高;肥料中氮的淋失率在35.85%~47.50%之间,总氮的淋失量(y)与施氮量(x)之间的关系均可用线性回归方程进行模拟y=0.4817x+197.07(R2=0.9991)。棕壤土的土壤氮素淋溶流失以硝态氮为主要形态,经过12次土壤淋洗以后,硝态氮淋失量占氮素淋失总量70%以上,而铵态氮的比例不到3%;铵态氮淋失主要集中在前5次淋洗,硝态氮和总氮的淋失持续时间更长。     

浅析水氮耦合对土壤硝态氮积累与淋失的影响

有很多因素会影响农田土壤硝态氮积累淋失量，其中较为重要的有施肥和灌水。水氮耦合作用对土 壤中的硝态氮的累积和淋洗存在显著影响。过量施氮造成硝态氮在土壤中大量积累；降水和灌溉带入农田中的 水分是累积在土壤中的硝态氮向下迁移引起淋失的必要条件， 鉴于此，从水肥耦合的含义及其对农田土壤硝 酸盐积累与淋失的影响等方面进行综述。     

基于大型渗漏池监测的褐潮土农田水、氮淋失特征

【目的】明确华北平原褐潮土农田典型种植模式下水分和氮素的输入及淋失特征,阐明施氮量对淋失水质的影响,为从源头减少氮素淋失、防控农田面源污染提供科学依据。【方法】2007-2012年在“国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地”上,针对玉米单作种植模式,设置不同施氮梯度（不施氮CK,优化施氮T1,习惯施氮T2）,利用“渗漏池”监测玉米生育期间土壤水分和氮素淋失过程,同时利用田间小气候气象站监测降雨发生过程,并详细记录灌溉事件。【结果】降雨和灌溉发生在4-10月,淋失发生在5-11月,相对降雨和灌溉时间有所滞后。年际间降雨量差异较大（134-525 mm）,除2009年降雨少、无灌溉且未监测到淋失事件以外,其他年份水分输入总量均高于500 mm,并均监测到淋失事件。施氮处理比不施氮处理的淋失发生次数和淋失水量均有所减少,其中CK共发生淋失37次,淋失水量422 mm,T2共发生淋失31次,淋失水量310 mm。5年监测期间,灌溉和降雨携带的全氮共计157 kg·hm^-2,其中可溶性总氮106 kg·hm^-2,但年际间差异较大（7.53-34.1 kg·hm^-2）;灌溉和降雨携入氮量越多的年份,任一处理的氮素淋失量明显高于其他年份相同处理。硝态氮是淋失水中的主要氮素形态,并且施氮量越高,淋失水中硝态氮比重越大;无论是单次淋失事件还是年度淋失总量,T2淋失的可溶性总氮和硝态氮均明显高于CK和T1。CK和T1处理5年内全部淋失事件中的硝态氮平均浓度分别低于2.0、5.0 mg·L^-1,而T2处理的5年31次淋失事件中硝态氮浓度平均为29.5 mg·L^-1,超过地下III类水标准（20 mg·L^-1）的次数有15次,最高浓度达79.0 mg·L^-1。【结论】灌溉和降雨是导致淋失的主要原因,输入的水量越多,越易发生淋失,硝态氮是淋失水中的主要氮素形态;年际间,氮素淋失量与灌溉和降雨携入的氮量呈正相关关系,灌溉和降雨携带氮量越多的年份,农田氮素淋失量越多;同一年内,硝态氮淋失量和硝态氮淋失浓度均随施氮量的增加而增加。因此,只有合理施氮才能减少氮素淋失量并保证淋失水硝态氮含量不超标,但在确定合理的农田施氮量时,要充分考虑灌溉和降雨携带氮量对氮素淋失的影响。     

水肥管理与生物炭对作物产量和氮效率及氮淋失的影响

【目的】探讨关中平原冬小麦/夏玉米轮作模式下，水分优化、养分优化以及生物炭对作物产量、氮效率和氮素淋失的影响。【方法】2016-2018年，利用田间渗漏池试验，设计习惯水肥1（CP1）、习惯水肥2（CP2）、灌水优化（CP1-W）、养分优化（CP1-F）、水分养分优化（OPT）、习惯水肥2+生物炭（CP2+B）以及水分养分优化+生物炭（OPT+B）7个处理，测定2016-2017，2017-2018年不同处理的作物产量、氮肥偏生产力、氮素淋失的变化。【结果】与CP1处理相比，CP1-W、CP1-F和OPT处理未显著影响作物总产量，但是CP1-F和OPT处理显著降低了第二个轮作年（2017-2018年）小麦产量。就2个轮作年而言，CP1-F和OPT较CP1处理总体上显著增加了氮肥偏生产力，平均增幅分别为33.6%和21.7%。在2016-2017和2017-2018两个轮作年，CP1-W、CP1-F和OPT处理的TN淋失量均降低，其中OPT处理显著降低2个轮作年硝态氮（NO^-₃-N）和总氮（TN）淋失量。在2个轮作年，与CP2处理相比，CP2+B处理显著提高了作物总产量和氮肥偏生产力，显著降低TN淋失量。与OPT处理相比，OPT+B处理未能显著影响作物总产量和氮肥偏生产力，但显著降低了TN淋失量。【结论】陕西关中平原农户水肥施用过量，在习惯水肥的基础上合理调控水肥，可以保证作物产量，提高氮肥利用率，降低氮素淋失量，而施用生物炭的效应不明显。     

不同降雨强度对农田土壤氮素淋失的影响及LEACHM模型验证

云南抚仙湖北岸农田平原区地下水埋深较浅,约0.6m,农田土壤氮素的淋失易对地下水和湖泊造成污染.采自抚仙湖北岸典型农田-蔬菜地土壤,应用3组不同降雨强度作用下室内土柱实验方法,通过测定土壤中铵态氮、硝态氮的含量以及渗漏液流量及其氮索浓度来探讨氮在土壤中的淋失规律.选用土壤营养物淋失模型(LEACHM模型),模拟了实验条件下水分运移和铵念氮、硝态氮浓度变化过程,并对实验数据作了拟合分析.结果表明,在不出现地表径流的情况下,降雨强度越大,水分下渗速率、铵态氮和硝态氮淋失速率也越快,总氮的淋失量也越大.实验中渗漏液铵态氮、硝态氮含量分别达10和120 mg·L-1,说明地下径流是营养盐损失的途径之一,硝态氮是氮素淋失的主要形态.营养盐淋失是地下水氮素污染的原因之一.模拟结果与实验数据较为吻合,表明该模型适用于研究区农田氮素淋失的模拟,为评估氮素淋失提供有效工具,同时也为现场模拟工作提供研究基础.     

井、渠灌区典型粮田厚不饱和层土壤氮磷钾累积与淋失特征

为研究井、渠灌区厚不饱和层土壤氮磷钾累积与淋失特征,本试验进行了试验区水肥投入调研,对应采集0～1 000 cm厚不饱和层土壤样品,并测定各土层硝态氮和水溶性磷钾含量。结果表明:井、渠灌区施肥量无明显差异,灌水量渠灌区显著高于井灌区,平均可达井灌区的2.7倍;土壤含水量渠灌区高于井灌区,500 cm以上差异不显著,500 cm以下差异显著;渠灌农田氮素淋洗强烈,0～1 000 cm土体硝态氮呈锯齿状分布且高于井灌农田,土壤深层硝态氮累积严重;井灌区表层土壤水溶性磷钾累积量高于渠灌区;水溶性磷在100 cm以下渠灌区显著高于井灌区,水溶性钾在200 cm以下渠灌区显著高于井灌区。渠灌区常年过量灌溉,养分淋洗强烈,氮磷钾在深层土壤累积严重;本研究结果为河北省井、渠灌区粮田合理灌溉提供了理论依据。     

减施氮肥与调节土壤C/N对黄瓜-番茄轮作体系下土壤氮素淋失及产量的影响

针对宁夏引黄灌区设施菜田氮肥施用过量造成的氮素淋失问题,以两季设施黄瓜-番茄轮作体系为研究对象,采用田间小区试验研究农民常规施肥(CK)、氮肥减量28%(OPT)和氮肥减量39%+秸秆添加(OPT+C/N)对设施蔬菜产量、氮肥偏生产力、氮排放通量以及氮素淋失动态变化规律的影响。结果表明:两季蔬菜的不同形态的氮排放通量表现为CKOPTOPT+C/N。OPT+C/N处理较OPT处理各形态氮素排放通量都有所下降,各处理之间蔬菜产量无显著差异,OPT+C/N处理对两季蔬菜的养分吸收量和肥料偏生产力影响最大,黄瓜吸氮量较CK处理提高11.1 kg/hm2,番茄季吸氮量提高2.9kg/hm2。黄瓜和番茄两季蔬菜总氮、硝态氮、铵态氮淋失量动态与淋溶水淋失动态规律基本一致,淋洗高峰多出现在黄瓜和番茄移栽后第1次大水灌溉和休闲期大水漫灌期间,设施菜田氮素淋失以NO3--N为主,占总氮的淋失比例为52.3%～87.6%。     

施用生物炭对云南烟区典型土壤养分淋失的影响

土壤养分尤其是氮、钾的淋失是制约云南烟叶生产可持续发展的重要因素之一。近些年来的一些研究表明,生物炭在减少土壤养分淋失方面有着很好的应用效果。然而,关于生物炭在云南植烟土壤上的应用效果研究报道较少。本文基于土柱淋洗模拟试验,研究了添加生物炭对南方紫色土、赤红壤和黄棕壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,以期为生物炭的合理广泛应用提供理论依据。研究结果显示,添加生物炭后,紫色土、赤红壤和黄棕壤的硝态氮淋洗总量分别减少16%、14%和22%;紫色土、赤红壤的磷素淋洗总量分别减少41%和32%,黄棕壤磷素淋洗总量变化不明显;紫色土和黄棕壤的钾素淋洗总量分别增加19%和23%,赤红壤的钾素淋洗总量变化不明显。研究表明,施用生物炭是控制云南植烟土壤氮磷淋失的有效措施。     

黄淮海平原冬小麦生长期土壤水氮利用效率模拟分析

 【目的】以黄淮海平原为研究区域，采用基于地理信息系统（GIS）的模拟模型对区域农田土壤水氮行为进行模拟和评价。【方法】建立和验证土壤水、热、氮和作物生长联合模型并与GIS相结合，在1999～2000年黄淮海平原的农村社会经济和土壤、气候等条件背景下，对冬小麦生长期土壤水氮利用效率和氮素损失量的区域分布规律进行分析。【结果】区域模拟结果表明，水分利用效率(WUE)、氮素利用效率(NUE)及土壤氮素淋失情况的空间分布在各地貌区之间有明显差异。多元线性逐步回归分析表明，1 m土体的氮素淋失量与灌水和降水量、施氮量、土壤饱和导水率（Ks）呈极显著的正相关；WUE与施氮量和日照时数呈极显著的正相关，而与降水和灌水量、Ks呈极显著的负相关；NUE与降水和灌水量、日照时数呈极显著的正相关，与施氮量、Ks呈极显著的负相关。【结论】黄淮海平原区域农田土壤水氮行为受自然条件和农田管理措施的显著影响，其空间分布规律可利用基于GIS的过程模型进行模拟和评价。     

Advances in Nitrogen Loss Leached by Precipitation from Plant Canopy

Function of canopy in changing nutrient cycle and flux is one of the focuses in recent years. On the basis of comprehensively appraising published research, we analyzed the nitrogen loss leaching from plant canopy and several factors which affected it. We pointed out the disadvantages of the published researches and the key issues that ought to be solved： （1） The menstruation need to be advanced, and the research should be carried out on nitrogen loss leaching from the canopy of the field plant. （2） If the nitrogen is leached from the plant canopy, the research on the type of nitrogen loss should be carried out, and the nitrogen use efficiency of different varieties should be dealt on a research perspective with regard to the nitrogen leaching. （3） The research should be conducted on the mechanism and pathway, and the progress of nitrogen leaching; and the factors affecting nitrogen leaching should be included in the research, such as the leaf area of different growth stages, stomata densities, stomata conductance, and the apparent free space, which are beneficial to explain the mechanism of nitrogen leaching from the plant canopy.     

大冲流域不同土地利用类型土壤的氮素淋溶模拟研究

为了解氮素在不同土地利用类型土壤中的淋溶过程,以具有代表性的、封闭的大冲流域不同土地利用类型土壤为研究对象,通过原状土柱试验,模拟806.4mm降雨量对其氮素淋溶过程的影响。结果表明:1)在不同土地利用类型土壤中,总氮、硝态氮和氨态氮淋溶总量的大小顺序分别为菜园地>坡耕地>梯平地>水稻田>杉木林地>混交林地>疏林地、菜园地>梯平地>坡耕地>疏林地>水稻田>杉木林地>混交林地和菜园地>杉木林地>疏林地>梯平地>水稻田>混交林地>坡耕地,其淋溶量的空间变异以坡耕地最大,水稻田最小。2)影响不同土地利用类型土壤氮素淋溶的因素有水解氮、全氮、自然含水量、比重、无定形铁和全钾等。结论:菜园地的氮素淋溶总量高于其他利用类型土壤,因此,在进行蔬菜种植时必须采取相应措施防止氮素淋溶损失造成水体污染。     

生物质炭对土壤硝态氮淋洗的影响

在过去10年中,施用生物质炭降低氮素淋洗正逐渐成为研究热点。为全面总结分析生物质炭在降低农田土壤硝态氮淋洗方面的影响,本文收集了2010-2016年在中国知网和Web of science上发表的相关中英文文献41篇,采用加权平均法对数据进行处理。结果表明：在农业生产过程中,86%的研究数据表明施入生物质炭可降低土壤硝态氮淋洗,且降低比例随生物质炭施入量的增加而升高。同时,98.2%的研究数据显示生物质炭的施入可以减少土壤水分淋溶体积,平均降幅达10.0%。生物质炭的施用效果以在中性土壤（pH=6.48）为最佳,硝态氮的淋失减少量达30.7%。研究表明,生物质炭可以降低土壤硝态氮的淋洗,平均降幅达24.6%,其淋洗效果主要与生物质炭施用量及原材料有关,此外土壤类型、土壤酸碱度等也是相关影响因素。但是目前关于生物质炭对硝态氮淋洗的研究主要集中在室内土柱模拟,未来仍需长期的田间定位试验来进一步验证其作用效果。     

填闲作物防治保护地土壤硝酸盐淋溶损失的研究进展

填闲作物在设施蔬菜生产轮作体系中的应用是近年防治土壤氮素损失和土壤硝酸盐淋溶的新兴措施.研究表明,这一措施的应用,能有效地控制氮素的淋溶,对设施蔬菜生产产生了显著的经济效益和生态效益,同时对设施蔬菜可持续生产具有重要的意义.根据国内外文献资料,概述了填闲作物在保护地蔬菜种植中的作用、土壤硝酸盐淋溶的阻控机制及影响填闲作物阻控硝酸盐淋溶的因素.     

模拟强降雨条件下硝态氮在土壤剖面的累积及淋溶研究

[目的]为了探讨硝态氮在土壤中累积和淋溶水平。[方法]采用野外冬小麦田间试验,选定不同降雨强度和施肥水平,分析土壤不同深度水分含量和硝态氮含量。[结果]降雨强度和土壤施肥水平是有效影响土壤氮素在土壤中运移和淋溶的重要因素,表现在:土壤降雨强度越大,施肥水平越高,会造成土壤中主要氮素类型硝态氮明显的流失。此外,土壤质地类型也是造成土壤氮素流失的重要因素,表现为土壤质地砂性越强,其淋溶效果越明显。[结论]土壤施肥水平和降雨强度是影响土壤氮素流失的重要因素。     

小麦氮素积累动态的高光谱监测

 【目的】研究小麦地上部氮积累量与冠层高光谱参数的定量关系,分析多种高光谱参数估算地上部氮积累量的效果。【方法】连续3年采用不同蛋白质含量的小麦品种在不同施氮水平下进行大田试验,于小麦不同生育期采集田间冠层高光谱数据并测定植株不同器官生物量和氮含量。【结果】植株氮积累量随着施氮水平的提高而增加,不同地力水平间存在明显差异。植株氮积累量的光谱敏感波段主要存在于近红外平台和可见光区,而地上部氮积累量与冠层光谱的相关性明显降低。对植株氮积累量的光谱估算,在不同品种、氮素水平、生育时期和年度间可以使用统一的光谱模型。在籽粒灌浆期间植株氮积累量自开花期随时间进程的积分累积值与对应时期籽粒氮素积累状况存在显著的定量关系,根据特征光谱参数植株氮素营养籽粒氮积累量这一技术路径,以植株氮积累量为交接点将模型链接,建立高光谱参数与籽粒氮积累量间定量方程。将植株氮积累量与籽粒氮积累量相加,确立了基于高光谱参数的籽粒灌浆期间地上部氮积累量监测模型。经不同年际独立资料的检验表明,利用光谱参数SDr/SDb、VOG2、VOG3、RVI（810,560）、[（R750-800）/（R695-740）]-1和Dr/Db建立模型可以实时监测小麦地上部氮素积累动态变化,预测精度R2分别为0.774、0.791、0.803、0.803、0.802和0.778,相对误差RE分别为16.7%、15.5%、15.6%、18.5%、15.5%和17.3%。【结论】利用关键特征光谱参数可以有效地评价小麦地上部氮素积累状况,其中尤以植被指数VOG2、VOG3和[（R750-800）/（R695-740）]-1的效果更好。     

滇池柴河流域蔬菜地土壤施用控释尿素与普通尿素的氮损失比较

在滇池柴河流域,蔬菜地施用的氮肥通过径流、淋溶和氨挥发等途径向水体迁移,对周围水体质量有较大影响。通过盆栽试验比较了控释尿素（3个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土和320 mg N/kg土）与普通尿素（4个氮水平：0 mg N/kg土、280 mg N/kg土、320 mg N/kg土和400 mg N/kg土）施用在柴河流域土壤所表现出的肥料氨挥发和氮淋失特征。结果表明,两种氮肥所有施氮水平处理的氮淋溶量都显著大于氨挥发量。在两种施氮水平下（320 mg N/kg土和280 mg N/kg土）,施用普通尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和3.57%,而施用控释尿素产生的氨挥发量分别占施氮量的3.64%和2.78%;施用普通尿素产生的氮淋失量分别占施氮量的14.38%（其中硝态氮占85.34%）和14.46%（其中硝态氮占95.70%）,施用控释尿素产生的氮淋溶量分别占施氮量11.60%（其中硝态氮占91.05%）和8.37%（其中硝态氮占96.84%）。硝态氮淋溶可能是柴河流域蔬菜地肥料氮素向水体迁移的主要途径。随着施氮量的减少,控释尿素的氮淋失量显著下降,而普通尿素的氮淋失量差异不显著。相同施氮水平下,普通尿素氮淋失量显著大于控释尿素。由此可见,控释尿素主要通过减少氮淋溶途径来减少氮损失。减量施氮结合控释尿素的施用对控制该地区氮肥施用对水体污染具有实际的指导意义。     

生物炭对土壤氮磷流失和油菜产量的影响

明确生物炭对土壤氮磷流失和作物产量的影响是生物炭应用技术中的关键问题。采用测筒试验,在20 cm土壤中添加不同比例(0.5%、1.0%、1.5%)的生物炭,并模拟降雨淋溶后收集测筒淋溶液分析氮磷含量,研究生物炭对土壤氮磷淋溶流失和油菜产量的影响。结果表明:(1)与不施用生物炭处理相比,1.5%生物炭处理极显著降低了TN淋溶损失量、TN淋溶浓度比率、NO~-_3-N淋溶损失量、NO~-_3-N淋溶浓度比率、TP淋溶损失量和TP淋溶浓度比率;各处理间NH~(+2)_4-N和PO~-_4-P淋溶损失量差异不显著。(2)油菜生长期间,TN、NO~-_3-N的淋溶损失量随生物炭施用量增加而减少,且以NO~-_3-N的淋溶流失为主;受施肥和作物生长吸收利用的影响,NH~+_4-N、TP和PO~(2-)_4-P的淋溶流失规律不明显。(3)施用生物炭增加了油菜的产量,主要表现为油菜一次有效分支数、单株有效角果数和每果粒数的增加。     

棉花冠层反射光谱与叶片氮含量定量关系研究

对可见光波段至短波红外波段(350～2 500 nm)棉花田间冠层光谱反射率与叶片含氮量间的关系进行了相关分析.结果表明,350～732、733～940和1 970～2 477 nm波段的光谱反射率与叶片含氮量极显著相关;940～1 176 nm波段的光谱反射率与叶片含氮量显著相关,以上波段为叶片全氮敏感波段.通过分析叶片含氮量与高光谱特征参数关系,得出吸收谷特征参数Depth1154和PRI(570,530 nm)可以用来预测盛花期叶片含氮量,其中Depth1154的复相关系数最高达到0.747 3,为运用遥感技术大面积、迅速、无破坏地来预测棉花生长状况以提供可能.     

园林植物化感作用研究现状与问题探讨

化感作用已成为园林植物相互关系研究的热点和焦点之一。从化感作用的概念、争论焦点、研究方法、化感物质的成分及作用机制等方面系统地总结了国内外园林植物化感作用的研究成果,指出现阶段研究存在的6个方面问题并进行了分析讨论:①科学文献少,经验材料多,研究不够深入;②研究对象尚待明确,应更多基于指导实践的目的,选择实际中人工配置频繁的观赏种及品种进行研究;③化感作用的证实缺乏说服力,应区分化感作用与其他植物应激机制,注重研究化感在整个植物相互关系中的作用和地位;④实验室和自然环境之间的差异导致说服力降低,建议将实验室研究与自然环境模拟实验相结合来进行研究;⑤化感作用物质的报道少;⑥化感物质的作用机制研究不够深入,应深入研究园林植物化感作用的机理及一般规律,以指导园林植物配置。参56