巢湖流域不同施肥措施下稻田氮磷流失特征与产量研究

为了减少巢湖流域的农业非点源污染,保护农业生态环境,寻求高产稳产和环境友好的最佳结合点,研究了巢湖流域3种施肥措施大田示范条件下水稻田地表径流氮磷流失和排水沟渠水质特征及水稻产量情况。结果表明：减量化施肥的地表径流总氮（TN）浓度比常规施肥的低23%,总磷（TP）浓度低16%;减量化施肥沟渠的TN浓度比常规施肥的低38%,总P低49%。优化施肥的地表径流TN浓度比常规施肥的低13%,TP浓度低约3%;优化施肥的沟渠TN浓度比常规施肥的低26%,TP浓度低7%。优化施肥的产量最高,减量化与常规施肥的产量差异不显著。在巢湖流域优化施肥和减量化施肥技术是值得推广的水稻大田示范施肥技术。     

施肥与耕作对红壤坡地养分流失的影响

采用田间小区试验方法,通过田间实地监测,在自然降雨条件下,对南方典型红壤坡耕地采取不同施肥量及不同耕作方式对作物养分利用率及地表径流的影响进行了研究。结果表明,萝卜优化施肥（减氮增钾）和花生优化施肥（减氮增磷）,作物对氮磷养分吸收量均不会减少,同时提高了氮素养分利用率,萝卜提高15%,花生提高3.3%,优化施肥对磷素利用率没有影响且利用率较低,萝卜为8.55%～8.73%,花生为2.47%～2.63%。花生垄作氮肥利用率提高12.15%～12.77%,磷肥利用率提高1.24%～1.28%;同时期的径流量与降雨量呈显著正相关,相关系数达0.86;垄作使径流总量降低0.43×105L·hm-2,垄作＋秸秆覆盖比单纯垄作径流总量降低0.14×105L·hm-2;除对照（CK）外,径流水中TN、TP浓度处理间差异不显著,但可溶性养分（NO3--N、NH4＋-N、STP）后期有所不同,不同时期径流水中养分浓度变化较大,主要与施肥、农事活动及降水养分浓度有关;径流水氮磷养分流失总量与施肥量呈正比;旱地土壤氮素主要以泥沙结合态流失,NO3--N是可溶性无机氮流失的主要形态,占TN的10.53%～12.48%,NH4＋-N次之,占TN的6.19%～8.33%,磷素也以泥沙结合态流失为主,STP占TP的29.38%～40.74%。     

植物篱埂垄向区田技术对坡耕地水土和氮磷流失控制研究

针对松干流域农田面源污染控制需求,该文开展了植物篱埂垄向区田技术在坡耕地上的水土及氮磷流失控制效应研究。田间设置8个试验处理,包括两个对照即传统顺垄种植(CK1)与横垄种植(CK2)、3个间距的顺垄种植植物篱埂(1 m间距,T1;3 m间距,T2;5 m间距,T3)和3个间距的土埂(1 m间距,T4;3 m间距,T5;5 m间距,T6)。选择三叶草为植物篱材料。结果表明:1)与传统顺垄种植相比,横垄种植泥沙量减少46.9%,径流量减少52.9%;植物篱埂T1、T2与T3泥沙量分别减少44.6%、44.1%和42.1%,径流量分别减少50.6%、49.8%和49.2%;T4、T5和T6也能降低水土流失量,但与T1、T2与T3相比,泥沙流失量分别增加16.3%、12.6%和29.5%,径流量分别增加29.6%、46.8和76.9%;植物篱埂垄向区田技术的泥沙量与径流量控制效果相对接近横垄种植。2)与传统顺垄种植相比,各处理泥沙与径流TN浓度增大,TP浓度无变化;各处理的径流TN与TP浓度增大,其中各处理间的TN浓度有较大差异,TP浓度无明显差异;径流液TN浓度增加并没有引起农田氮流失增加,农田氮流失平均降低19.7%。3)考虑到经济投入问题,推荐植物篱埂间距3～5 m,较大坡度和坡上坡中采用较小间距,较小坡度和坡底采用较大间距;植物篱埂垄向区田技术能够提高玉米产量,平均增产5%～5.6%。     

习惯施肥对菜地氮磷径流流失的影响

对菜地进行连续3年的定位监测试验。结果表明:与不施肥对照相比,菜农习惯施肥处理显著提高降雨径流中的总氮(TN)和硝态氮(NO3--N)流失质量浓度及流失量,3年监测期内总氮(TN)径流流失负荷为321kg/hm2,总磷(TP)流失负荷为134kg/hm2,分别占氮、磷养分投入总量的13.6%和13.2%,氮肥的流失系数约为5.6%。菜地氮素流失以硝态氮(NO3--N)形式为主,磷素流失以颗粒态磷(PP)形式为主。菜地氮、磷养分径流流失与径流量呈显著线性关系,菜地每流失1kg的总磷(TP),可溶性总磷(TDP)、总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)、铵态氮(NH4+-N)所需要的径流量分别为77.5,322,52.5,67.5,404m3。     

施肥对浙北平原桑园地表径流中氮磷流失的影响

为了研究浙北平原区桑园氮磷径流流失负荷与肥料流失系数,开展了典型桑园原位定位试验,设置了常规施肥区和不施肥区对照处理,通过一个施肥周期(2年)内的径流氮磷流失量监测分析,研究了桑园氮磷养分的径流流失负荷与肥料氮磷流失率。结果表明,桑园年平均降雨径流系数约为0.253,一次施肥周期内常规施肥区TN和TP累积流失总负荷达到36.13 kg·hm~(-2)和3.49kg·hm~(-2),其中由施肥引起的N、P养分径流流失量分别达到6.415 kg·hm~(-2)和1.090 kg·hm~(-2),肥料N、P径流流失系数分别为0.744%和3.047%。常规施肥区径流氮流失以可溶态为主,其中NO_3-N和NH_4-N分别占比约38.3%和14.4%;而常规施肥区径流液磷的流失以颗粒态为主,占比约为68.9%。施肥后前期的肥料氮磷养分流失较为严重,且磷流失风险比氮更大,施肥周期内桑园由降雨地表径流引起的氮、磷养分累计流失量与产流次数呈幂函数增加(R~20.95)。     

汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应

[目的]研究汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应,为农业非点源污染的控制提供重要参考和依据。[方法]设置生态沟渠在不同时间对不同断面水体进行监测。[结果]同段沟渠内,侧面外来水对沟渠径流氮浓度变化影响比磷浓度变化明显;径流TN,NO3-N浓度在上游、中游和下游断面变异系数分别达到19.81%~31.88%,9.57%~16.73%和32.14%~42.81%;NH+4-N和TP在4个断面变异系数在33.33%~88.46%范围内变化;生态沟渠断面之间,水草拦截净化沟渠段氮、磷含量降低幅度在9.52%~31.11%。[结论]沟渠生态拦截对径流氮素净化效果较明显,同时适当布局拦沙工程可以削减磷素流失。     

不同农作措施对黄绵土坡耕地地表径流养分流失及玉米产量的影响

选取典型黄绵土种植区域,通过自然降雨径流小区田间实测方法,研究了不同种植模式及施肥量下地表径流的氮、磷流失特征及玉米产量,结果表明:横坡平作的产流量和产流系数高于垄作,平作不利于遏制坡耕地地表径流;施肥增加了地表径流中氮、磷的质量浓度,优化施肥的4个处理地表径流中流失的总氮和总磷的平均质量浓度为12.421和0.253 5 mg/L,较对照分别增加38.52%和102.80%;优化施肥的4个处理中优化施肥+全膜双垄沟+免耕(OPT+TR+FM+NT)处理总氮、总磷流失量最小,分别为2.756 3和0.051 3 kg/hm2,氮、磷流失系数也最小,分别为0.229 4%和0.028 1%;OPT+TR+FM+NT处理玉米产量最高,达到6 907.78 kg/hm2,较对照增产19.53%。综合考虑,陡坡地种植稀播作物的最佳模式为OPT+TR+FM+NT。     

窄草篱对径流中氮、磷的影响

在农田中施用有机肥料后 ,地表径流所挟带的氮和磷可导致地表水污染。草篱可以减少径流中氮和泥沙的流失。在耕作和免耕两种情况下 ,研究 0 75m宽的窄牛尾梢草草篱对施用牛粪的地块中磷和氮流失的影响。试验布置在平均坡度为 12 %、土质为莫诺纳粉质壤土上。采用裂区设计 ,免耕和耙耕处理系统安排在主区 ,施用有机肥、无机肥处理及设草篱和不设草篱的对照处理布置在副区 ,分别在初始模拟降雨阶段和随后的多雨模拟阶段采集径流样。只有 38%的免耕小区和 6 3%耙耕小区在降水量为 6 40mm/h的初始模拟降雨阶段有径流出现。与不设草篱的对照小区相比 ,单条窄草篱可以使施用有机肥的免耕小区在多雨模拟阶段径流中的可溶性磷 ,生物有效性磷 ,颗粒态磷的含量分别降低 47% ,48% ,38% ,同时使全磷含量降低 40 % ,使NH+ 4 N的含量降低 6 0 %。窄草篱与没有草篱小区相比使耙耕小区的径流中的上述磷氮含量分别降低了 2 1% ,2 9% ,43% ,38%和 5 2 %。窄草篱对减少农田施用有机肥和无机肥后径流中磷和氮的流失具有显著的效果。     

施肥措施及灌木缓冲带对雷竹林不同形态磷流失及雷笋产量的影响

通过连续2a的野外采样测定,研究了不同施肥措施和灌木缓冲带对雷竹林不同形态磷径流流失及雷笋产量的影响。结果表明:与常规施肥相比,减量施肥可以使雷竹林径流中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷的浓度分别降低21.95%,17.60%和33.52%,累积流失量分别减少16.06%,10.29%和30.26%。减量施肥处理与常规施肥处理相比雷笋产量无显著差异,但每公顷经济效益比常规施肥处理高696元。减量施肥处理比常规施肥处理具有更高的产投比。灌木缓冲带可以分别减少常规施肥雷竹林径流水中总磷、可溶性总磷和颗粒态磷浓度的67.98%,69.10%和64.06%,减少累积流失量的78.25%,78.80%和76.52%;可以分别减少减量施肥总磷、可溶性总磷和颗粒态磷浓度的60.68%,64.09%和49.32%,减少累积流失量的75.55%,78.12%和67.57%。可溶性总磷是雷竹林径流水中磷流失的主要成分。不同处理雷竹林地表径流量、总磷累积流失量和可溶性总磷累积流失量与降雨量均存在极显著正相关关系。减量施肥措施和灌木缓冲带对雷竹林径流水中不同形态磷流失均有很好的控制作用。     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

选取南方典型坡耕地红壤为试验区,采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,于2008—2010年连续3 a对不同农业管理方式下地表径流及氮磷流失特征进行田间实地监测。结果表明,试验区域干湿季极其分明,3 a平均降雨量为838.6 mm,主要集中在5月到10月,坡耕地红壤地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性,在常规施肥处理下径流量和氮磷流失量之间呈极其显著的指数相关性,相关系数分别为R=0.897 4＊＊和R=0.529 7＊＊。坡耕地红壤地表径流量、径流系数及氮磷流失量变化规律一致,不施肥条件下,总氮、总磷流失量最大,优化施肥、揭膜、横坡垄作及秸秆覆盖等农艺措施能降低氮、磷流失量,尤其是横坡垄作种植,相对于顺坡垄作氮、磷流失总量降低了2/3左右。不同处理之间径流中各种形态氮磷含量无显著差异,说明不同农业措施主要通过地表径流流失量而影响坡耕地地表径流氮磷流失量的多少。坡耕地红壤地表径流氮磷流失以颗粒态为主,TDN占TN比例年均为24.58%,TDP占TP的比例年均为7%,TN流失量是TP的3倍左右;优化施肥和揭膜条件下可溶性氮磷所占比例增加,横坡垄作和秸秆覆盖条件下降低。在可溶性氮素中,NO3-N、NH3-N占TN的比例年均分别为8.41%、12.65%,但是2009、2010年NH3-N均小于NO3-N。因此,关于坡耕地地表径流不同流失氮素形态的影响因素较多,目前研究结果不确定,且年际之间差异较大,尚需要进一步研究。     

自然降雨条件下秸秆还田对巢湖流域旱地氮磷流失的影响

本文通过野外径流小区观测试验,开展了自然降雨条件下秸秆覆盖对巢湖流域旱地地表径流、泥沙和氮磷流失影响的研究。试验结果表明,秸秆覆盖能有效减少地表径流量、侵蚀产沙量以及因地表径流引起的土壤氮磷流失。在整个玉米生长期间,秸秆覆盖小区的总产流量与产沙量比传统耕作小区分别减少30.47%和22.88%,表现出显著的水土保持作用。与传统耕作小区相比,秸秆覆盖小区随地表径流迁移的氮、磷流失总量分别降低27.42%和32.29%,但秸秆覆盖对径流中氮磷浓度的影响却不明显。溶解态氮是氮素流失的主要形态,颗粒态磷是磷素流失的主要形态。秸秆覆盖可以作为源头控制农业面源污染的较好措施之一加以推广。     

精确滴灌施肥技术对大棚土壤盐渍化和氮磷流失控制的研究

针对温室大棚盐渍化土壤灌水洗盐而导致的农业面源污染问题,以常规肥水管理方式为对照,在上海崇明东滩温室大棚采用土壤次生盐渍化监测、灌水洗盐过程模拟和农作物生产试验等方法研究精确滴灌施肥技术在降低土壤次生盐渍化程度和减少农田氮磷流失中的作用。结果表明,滴灌施肥技术可有效降低农田表层土壤的盐分积累速度,以此降低洗盐频次,进而显著削减温室大棚因灌水洗盐而引起的氮磷流失负荷。当滴灌施肥区洗盐频次降低为常规区的一半时,总氮、总磷、硝氮和氨氮的年流失负荷较常规方式削减45％-53％,而作物产量基本可以保持;当洗盐频次降低为常规区的1／4时,总氮、总磷、硝氮和氨氮的年流失负荷的削减率达58％-75％,但后茬作物减产明显。     

稻麦两熟农田茬口衔接期养分径流流失特征

采用田间小区定位试验研究自然降雨条件下稻麦两熟农田"稻季-麦季-稻季"茬口衔接期养分径流流失规律。结果表明:麦季常规施肥条件下麦稻茬口衔接期径流水量达77.59m3/hm2,径流侵蚀泥沙量达48.30kg/hm2,麦季少免耕处理较常规施肥处理增加径流水量达41.41%;径流水氮磷浓度分别达2.22,0.46mg/L,径流侵蚀泥沙氮磷浓度分别达1.15,1.65g/kg;麦稻茬口衔接期氮素径流流失量达227.84g/hm2,以径流水流失为主,占氮素总径流流失量的75%以上;磷素径流流失量达115.57g/hm2,以径流侵蚀泥沙流失为主,占磷素径流流失总量59%以上;麦季秸秆还田、秸秆还田减肥处理减少麦稻茬口衔接期氮素和磷素径流流失量分别达6.04%～9.74%和5.73%～11.54%,而麦季少免耕处理则增加21.75%和13.42%。     

改进灰色模式识别模型评价洱海雨季灌排沟渠水质

为揭示洱海流域农田生产与农村生活单元交替分布对灌排沟渠水质的综合影响及污染物贡献率,选取流域典型灌排沟渠不同断面进行连续取样观测,在分析化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)及铵态氮(ammonium nitrogen,NH_4~+-N)浓度变化特征基础上,采用"中心化"灰色模式识别模型和综合平均污染指数对沟渠农田入口-农田出口-村落出口-农田出口-村落出口-农田出口断面水质进行综合评价。结果表明:沟渠断面TP和总可溶磷(totaldissolved phosphate,TDP)浓度沿水流方向持续增加,TN和硝态氮(nitrate nitrogen,NO_3~--N)浓度先增加随后稳定,沟渠农田出口段NH_4~+-N和COD浓度分别削减13.43%～57.88%和2.88%～19.33%,而流经村落段浓度相应增加。灰色模式识别模型分析发现沿水流方向沟渠断面水质类别分别为Ⅲ类、Ⅱ类、Ⅳ类、Ⅳ类、Ⅴ类和Ⅴ类,综合平均污染指数法表明沟渠中TN和COD是水体主要污染因子,而NO3--N是水体TN的最主要形态。该研究可揭示洱海流域氮磷污染来源与贡献,为明确面源污染防治的主要污染因子提供科技支撑。     

菜田种养复合系统氮/磷平衡分析

通过田间试验,设置菜田种养复合模式（VE）和常规菜田单一种植模式（对照,CK）两个处理,采用投入−产出法,于蔬菜收获后对种植（种养）系统内土壤、水体和产品（包括花菜和水产动物）中氮磷含量进行测定,研究VE模式下土壤（耕作区、底泥、边沟）、蔬菜（花菜）、水产（螃蟹、黄鳝、鱼）和水体内氮、磷平衡和循环特征。结果表明：系统内总氮/总磷（TN/TP）含量均以肥料输入最大,VE模式和CK模式肥料氮、磷输入分别占TN/TP总输入量的89.09%、99.73%和89.20%、99.86%,收获季花菜花球氮、磷输出分别占TN/TP总输出量的37.74%、33.69%和38.26%、34.50%。VE模式中的系统TN/TP输出/输入比分别为67.01%和39.51%,均高于CK模式,VE模式降低了系统氮、磷表观损失35.19kg和24.38kg。当前投入水平下,两种模式的系统TN/TP盈余量均为负,说明均需投入适量肥料以利于作物产出和系统平衡。研究结果有助于为菜田种养复合模式氮、磷循环和平衡管理提供参考。     

Evaluation of methods of nutrient and water management on tea performance and nutrient loss in the Danjiangkou Reservoir area,China

The long-term control of fertilizer pollution in the Danjiangkou Reservoir is an important task, and promoting good fertilizer pollution control methods is necessary to conserve water quality. A 3-year experiment was conducted to evaluate the fertilizer losses, economic benefits, and feasibility of different nutrient and water management methods in the area. The experiment included the following treatments: (1) local recommended fertilizer dose (450, 144, and 189 kg ha^?1 y^?1 of N, P₂O₅, and K₂O) under rain-fed conditions (CK); (2) chicken manure at 7500 kg ha^–1 without drip irrigation (OF); (3) same dosage of treatment OF but with drip irrigation (OFD); and (4) drip fertigation with 30% of the fertilization dose of CK (DF). The results showed that organic fertilizer and drip fertigation treatments reduced total N (TN) and total P (TP) losses compared to CK due to considerably less amounts of N and P nutrient inputs. Total N runoff losses, and TN and TP concentrations in leaching water did not differ significantly among treatments OF, OFD, and DF. Net income among the CK, OF, and OFD treatments did not differ significantly. Treatment DF resulted in 19.5% and 13.8% more net income than CK and OFD, respectively. Such results provided guidance for promotion to maximize benefits and minimize environmental impacts.     

节水防污型农田水利系统构建及其效果分析

不合理的农田水肥管理是造成农业面源污染的主要原因之一。为了探寻灌区水稻节水、增产和减污相统一的措施,提出运用由田间、草沟、塘堰湿地和骨干沟"四道防线"组成的系统净化农田排水,并在广西桂林市青狮潭灌区及广西灌溉试验中心站开展了系统的试验研究。通过站内不同水肥处理下对田间节水、水稻增产、氮磷流失减少指标的分析,优选水稻田间最优水肥管理模式,即采用间歇灌溉模式、施氮肥总量不变、适当减少氮肥基肥增加追肥用量;在站外根据现有的水系分布构建"四道防线"系统,分析了各道防线对农田排水的净化效果以及提高净化效果的主要措施。由"四道防线"构成的节水防污型农田水利系统对农田氮磷排放具有良好的净化效果,实现了减少农田面源污染和修复农田水环境的目的。     

丹江口库区土壤氮磷养分流失特征

[目的]研究丹江口库区土壤的水土流失和非点源污染物氮磷流失的特点,为农业非点源污染模型的建立提供理论依据。[方法]通过室内人工模拟降雨试验,研究了坡度和施肥等处理对产流产沙、氮磷养分(硝态氮、铵态氮、总氮、有效磷和总磷)流失特点的影响。[结果](1)随着坡度的增加,平均入渗率和初始产流时间呈减小趋势,而径流总量和泥沙总量呈增加趋势。(2)相同施肥处理下,随着坡度的增加,泥沙中硝态氮、总氮、有效磷和总磷的流失浓度呈减小趋势,铵态氮流失浓度在不施氮肥条件下呈减小趋势,而在施氮肥处理下呈增加趋势。(3)在相同坡度条件下,随降雨时间推移,总氮浓度呈先减小后趋于稳定的趋势;铵态氮浓度随施肥处理的变化均呈现出波浪形变化;在施氮肥时,径流中硝态氮的浓度随着时间的推移,呈逐渐减小并趋于平缓的趋势,而在不施氮肥时几乎无变化。[结论]在不同施肥措施和坡度条件下,硝态氮主要随径流而流失,为随泥沙流失的8~11倍;铵态氮主要是随径流泥沙而流失,为随径流流失的1~17倍;总氮则是随径流和径流泥沙共同流失;有效磷和总磷都是以泥沙结合态流失为主,分别为随径流流失的1 000~6 200和1~3倍。