模拟降雨条件下黄棕壤坡耕地磷素流失规律研究

为揭示暴雨条件下磷素的流失规律,在湖北省香溪河流域选择具有代表性的黄棕壤坡耕地进行原位人工模拟降雨试验,研究磷素随地表径流和壤中流的流失特征.结果显示:次暴雨过程中产生两种径流形式(地表径流和壤中流),地表径流约占总径流的68.4％,壤中流约占31.6％;地表径流和壤中流磷素输出过程差异明显,地表径流中总磷(rP)和颗粒态磷(PP)变化过程较为一致,呈波浪式起伏无明显降低趋势,溶解态总磷(DP)和溶解态无机磷(DIP)在降雨初期浓度较高,之后随降雨持续迅速减小并逐步趋于稳定.壤中流中TP和PP在初期出现浓度峰值(6.44 mg·L-1 、5.87 mg·L-1),之后迅速减小并趋于稳定,DP和DIP则在降雨过程中均无明显变化,各形态磷素的平均浓度均超出水体富营养化的阈值;TP随径流的流失量为0.262 kg· hm-2,不同形态的磷素流失均以地表径流为主,贡献率均达72.7％以上,可见土壤对磷素具有较强的滤减作用.地表径流TP流失形态以PP为主,占总量的92.8％,壤中流中PP和DP所占的比例相当,无论在地表径流还是壤中流中,DIP的输出负荷均占DP的78.3％以上.降雨后总磷和速效磷沿剖面的养分含量均明显低于降雨前,表层养分含量的损失量最大,速效磷养分的损失比例比全量损失比例大.     

利用大型径流场研究太湖地区稻田磷素径流排放

2001~2002年利用大型径流场在太湖地区乌栅土上研究常规施肥条件下稻田径流磷排放情况。结果表明:稻季径流磷主要为颗粒磷,比例为50.1%~98.8%,溶解磷比例较低;磷素径流排放主要发生在水稻生育前期,稻季后期排放量较少;2001、2002年稻季径流输出总磷量分别为0.97、0.24 kg.hm-2,均低于同期降雨和灌溉输入总量,用磷浓度较高的水体灌溉稻田可能是减少周围水体磷总量的有效方法。研究该地区水体富营养化时不可忽视降雨输入磷。     

自然降雨条件下紫色土区磷素的非点源输出规律

2003年8月8日在中国科学院盐亭紫色土研究站采集动态降雨径流样并进行分析,研究了紫色土区典型土地利用方式下磷素的非点源输出规律。结果表明,在该区各形态的磷随地表径流的输出不一定随时间递减。旱地径流输出主要以颗粒吸附态磷素为主。水田在该区中因降雨引起的磷素迁移而造成的非点源污染不可忽视,其磷酸盐随径流的排放浓度在0.06mg·L-1左右波动,远超过富营养化的警戒线浓度0.02mg·L-1,溶解性磷与磷酸盐随径流迁移的浓度均达水体富营养化的警戒线。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C／N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田袁水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18．9％～28．8％;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量Ⅲ类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理以及水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响分析（摘要）

[目的]分析氮素在盐碱稻田内的动态变化及潜在环境影响。[方法]以松嫩平原典型苏打盐碱地水稻田为研究对象,采用田间试验方法研究了该区水稻田中的氮素动态变化及其对环境的潜在影响。[结果]试验区土壤属强碱土,CEC、C/N比值都较高,保肥能力差;2年试验期内,田表水中的盐碱化指标含量波动较大;试验初期总氮和氨氮浓度达到最高值,之后随时间的推移而下降,强降雨对其影响较大;硝态氮浓度出现峰值晚于总氮和氨态氮,之后随时间的推移而下降;试验期间,氨挥发损失占总氮损失的18.9%～28.8%;田面水中总氮浓度均高于国家地表水环境质量III类标准;农田退水中的非离子氨浓度较高,对下游查干湖鱼类养殖存在危害。[结论]为盐碱地治理和水体和渔业资源保护提供了理论依据。     

平衡施肥对紫色土坡耕地磷素径流流失的影响

通过对川中丘陵不同施肥试验田径流、泥沙和磷素流失的观测与测定分析,研究了暴雨下平衡施肥对紫色土坡耕地水土流失与土壤磷素随径流流失的特征。结果表明:相对于无肥区和单施氮肥区,平衡施肥试验田的泥沙量减少了60%～65%,径流量减少了28%～33%,表现出显著的水土保持作用;在作物不同生育期,土壤磷素随地表径流迁移的强度依次为:成熟期>拔节期>抽雄期;暴雨下地表径流磷含量呈现先升高后下降的变化趋势;颗粒态磷是径流磷的主要组成部分,占总磷迁移量的54%～79%,说明泥沙吸附态迁移是紫色土坡耕地的主要迁移形式;不同施肥处理的径流磷损失存在显著差异,平衡施肥处理的总磷流失减少了52%～61%;径流量、泥沙量与径流磷迁移量显著线性相关;作物生长情况显著影响土壤磷素流失,地上部分生物量与径流磷流失量呈明显负相关。为了防止紫色土磷流失而加剧农业非点源污染,应在该区坚持以氮、磷、钾为主的平衡施肥。     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点,于2008-2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明,稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L^-1,11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准（0.4 mg·L^-1）,施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值,具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷,对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大,常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm^-2。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%,可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。     

湖北省稻田地表径流氮磷养分流失规律初探

在湖北省水稻主要种植区设置3个田间原位监测点,采用径流池收集地表径流的方法,研究水稻田地表径流产生和氮磷养分流失的规律.结果表明,2010年,全省稻田平均产生地表径流8次,产流量平均为304.5 mm,产流系数为34.7％,径流主要发生在4～8月降雨比较集中的时段;施肥后全省稻田年平均总氮的流失量为4.90-10.67 kg/hm2,总磷流失量为0.63～1.44 kg/hm2;径流水中总氮平均浓度为1.83～3.83 mg/L,总磷浓度为0.16～0.49 mg/L;可溶态氮是地表径流氮素流失的主要形态,约占总氮的70.2％～86.7％,其中尤以硝态氮的流失量最大,占总氮的51.8％～69.5％,铵态氮流失量较小,约占总氮的7.4％～34.9％;磷素的流失以颗粒态磷为主,占总磷的60.4％～87.7％;肥料氮、磷养分流失量平均分别为当季施肥量的0.46％和0.37％.施肥和径流量是影响地表径流氮、磷流失的主要因素,施肥导致氮、磷养分流失量增加,径流产生量大的时段,其氮、磷的流失量也增加.     

不同施肥模式对早稻季农田氮磷径流流失的影响

为探究湖南双季稻区早稻季防控稻田氮、磷养分流失污染的施肥模式,通过田间试验,设置了不施氮磷肥处理(CK)和常规施肥(CF)、有机肥替代(OM)、控释肥减施(CRF)、绿肥还田(GM)4种施肥模式,研究了不同施肥模式对稻田氮、磷养分径流流失的影响。结果表明:相较于常规施肥模式,有机肥替代、绿肥还田和控释肥减施模式稻田总氮径流流失量分别减少了12.80%、16.62%、28.55%,各施肥处理早稻总氮素流失率大小表现为:常规施肥有机肥替代绿肥还田控释肥减施,氮素流失形态主要以可溶性氮为主,占流失总氮的80.48%~91.96%,可溶性氮中以铵态氮为主。控释肥减施和绿肥还田模式均能减少稻田磷素径流损失量,与常规施肥模式相比,总磷径流流失量分别减少了6.26%和28.30%;有机肥替代模式稻田总磷径流损失量较常规施肥模式增加26.33%;各施肥处理早稻总磷流失率表现为:有机肥替代常规施肥绿肥还田控释肥减施,磷素流失形态前期以颗粒态磷流失为主,后期以可溶态磷为主。在4种施肥模式中,控释肥减施和绿肥还田模式能降低稻田氮磷径流流失量,在南方双季稻区推广这两种施肥模式可有效防控农田氮、磷流失污染风险。     

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0.095～0.360 mg.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0.060～0.079 kg·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.     

钻石T黑麦草产量和品质对浇灌的响应研究

[目的]研究钻石T黑麦草产量和品质对浇灌的响应,摸清钻石T黑麦草在不同条件下的生育特性。[方法]采用旱地、稻田浇水、灌水和室内测试分析的方法对其产量和品质进行试验。[结果]钻石T产草量对水分很敏感,其中,稻田浇水对产草量影响最大,其产草量最高,为70 285.13 kg/hm2,其次稻田灌水处理(产草量68 951.13 kg/hm2),与其他4个处理之间达极显著水平,旱地浇水处理影响最小,产草量仅54 152.06 kg/hm2;干鲜比以稻田对照最高,为0.158 3,其次稻田浇水为0.137 5,而稻田灌水对干鲜比影响最小,产草量仅0.091 9。在浇灌条件下,钻石T黑麦草无氮浸出物和钙含量降低,降幅为1.27%～5.06%,含水量、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和全磷含量提高,其中粗灰分提高达12.37%,其余大多提高不明显,增幅为0.8%～6.52%。[结论]钻石T黑麦草产量和干物质积累受土壤的保水能力和含水量影响较大,品质的影响不显著,稻田不浇水或适量浇水、旱地则以灌水有利于钻石T干物质含量的提高;在少雨缺水的冬季和地区,生产中无论稻田还是旱地种植钻石T黑麦草,都应重视水分管理。     

旱田改水田对黑土pH及微生物类群的影响

[目的]探明旱田改水田后黑土酸碱度及土壤微生物的变化。[方法]通过5点采样法取样,利用平板菌落计数法对相关微生物类群数量进行研究。[结果]旱田改为水田后,土壤pH显著上升;细菌和真菌数量明显增多,放线菌数量变化不明显,纤维素分解菌数量逐渐下降,在5~10 cm土层,其数量较旱田显著降低(P0.05),有机磷细菌和无机磷细菌数量略有增加;在0~5 cm土层水田的B/F比旱田显著降低,但其他土层间B/F差异不大。[结论]短期旱田改水田能初步缓解土壤的酸化问题;旱田改水田后土壤微生物数量发生了变化;水田中各土层间B/F较一致,说明土壤微生物类群结构更为稳定。     

基于GIS的广东省"旱改水"项目新增水田适宜性评价方法研究

[目的]构建科学性、实用性强的广东省新增水田适宜性评价指标体系,解决占补平衡过程中水田补充不足的问题。[方法]将GIS空间分析技术、层次分析法及特尔菲法相结合,选取灌溉保证率、地形坡度、田面坡度、有机质含量、田块规模5个因素作为新增水田适宜性评价因子,构建广东省"旱改水"项目新增水田适宜性评价模型,对广东省旱地、可调整地类、未利用地以及现有补充耕地进行新增水田适宜性分析。[结果]研究区新增水田适宜性分为4个等级,即最适宜、适宜、勉强适宜、不适宜,面积分别为366 142、419 483、497 581、179 800 hm~2,分别占研究区总面积的25.03%、28.67%、34.01%、12.29%。评价分析结果与实际情况较为吻合,确认该适宜性评价方法精确、易操作和符合广东省实际情况。[结论]该评价方法及结果为广东省开展"旱改水"工程新增水田实际项目提供了参考。     

宁夏灵武水田和旱田浅层地下水水位及氮磷特征研究

[目的]研究宁夏灵武水田和旱田浅层地下水的水位及氮磷的变化特征。[方法]于2009～2010年对灵武示范区地下水水位、总氯、总磷等指标进行连续2年监测。[结果]监测结果表明,监测区的旱田和水田的地下水位走势是一致的,地下水位的最高值为每年的6、7月份,为30cm左右,水位最低在每年的2、3月份,为180em左右;灌溉季节,水田地下水总氮含量高于旱田,非灌溉季节,水田地下水总氮含量低于旱田;水田和旱田地下水总磷含量年变化趋势是相同的,灌溉期间总磷含量相对较低,非灌溉期间相对较高。[结论]该研究可为进一步探究灌溉与氯磷水平之间的关系提供依据。     

川西山地不同土地利用方式下土壤磷迁移特性研究

农用地土壤中磷的流失是非点源污染的主要来源,通过定点取样分析对比不同土地利用方式下土壤吸磷特征,以期识别不同土壤磷流失的潜在风险。研究结果表明,川西山地旱地土壤磷素水平较高,但其对磷的固定能力较差,标准需磷量最低,磷吸持饱和度和磷零吸持平衡浓度则高于其他土壤,这就决定了旱地土壤中的磷被淋溶或随地表径流流失的风险明显高于其他土壤。水田土壤对磷的固定能力很强,土壤磷含量较低,土壤磷向液相释放的风险较低,而茶园和林地土壤的磷流失风险则介于旱地和水之间。     

川西山地不同土地利用方式下土壤磷迁移特性研究

农用地土壤中磷的流失是非点源污染的主要来源,通过定点取样分析对比不同土地利用方式下土壤吸磷特征,以期识别不同土壤磷流失的潜在风险.研究结果表明,川西山地旱地土壤磷素水平较高,但其对磷的固定能力较差,标准需磷量最低,磷吸持饱和度和磷零吸持平衡浓度则高于其他土壤,这就决定了旱地土壤中的磷被淋溶或随地表径流流失的风险明显高于其他土壤.水田土壤对磷的固定能力很强,土壤磷含量较低,土壤磷向液相释放的风险较低,而茶园和林地土壤的磷流失风险则介于旱地和水之间.     

不同磷源及用量对冷浸田水稻磷素吸收利用的影响

[目的]研究不同磷源及用量对冷浸田水稻磷素吸收利用和产量的影响,探求在冷浸田水稻磷肥适宜用量。[方法]以D优202为材料,在皖南山区冷浸田中开展钙镁磷肥和过磷酸钙2个磷肥品种及3个磷素水平田间试验。[结果]在冷浸田开沟降渍的条件下,施钙镁磷肥的增产效果比过磷酸钙好,均以75 kg/hm2P2O5产量最高。冷浸田施磷有利于水稻有效分蘖的形成。过量施磷导致每穗实粒数和千粒重降低,不利于产量的进一步提高。[结论]在研究条件下,冷浸田水稻施磷以75 kg/hm2P2O5为佳,可保证水稻各生育期适宜磷素累积量,增加分蘖数和穗实粒数,提高水稻产量。     

底栖鱼类对水田上覆水中磷素动态的扰动效应

[目的]研究底栖鱼类泥鳅对水田上覆水中磷素动态的扰动效应,探讨生物扰动机制。[方法]基于模拟试验,使用离子色谱法和分光光度法,对比分析上覆水中磷素含量在有/无泥鳅活动时的差异。[结果]扰动组的TP、DTP和PP浓度在试验开始阶段与对照组无显著差异,在试验中、后期显著高于对照（P〈0.05）。扰动组的PP/TP高于对照组,扰动组中TP浓度的增加主要是由于PP的增加。扰动组的D IP/DTP在试验中、后期显著高于对照（P〈0.05）。[结论]底栖鱼类对水田上覆水中的磷素产生了扰动作用,增加了水稻生长可利用的磷素养分。     

冷浸田不同磷源及用量对水稻生长和产量的影响

[目的]为皖南山区冷浸田综合治理和水稻养分管理提供科学依据。[方法]以水稻D优202为材料,在皖南山区冷浸田中设置钙镁磷肥和过磷酸钙2个磷肥品种及3个磷素水平试验。[结果]在冷浸田开沟降渍的条件下,施磷能够在0.05水平显著提高水稻产量。施磷有利于水稻有效分蘖的形成。过量施磷易造成中后期无效分蘖增多,恶化群体结构和质量,每穗实粒数和千粒重降低,不利于产量的进一步提高。钙镁磷肥能够促进水稻前期分蘖,中后期的干物质积累明显增加,钙镁磷肥增产效果比过磷酸钙显著。[结论]冷浸田水稻施磷以75 kg/hm2为宜。