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。     

盐碱地稻田径流中磷素的动态变化特征及其潜在环境效应

[目的]研究盐碱地稻田径流中磷素的动态变化特征及其潜在环境效应。[方法]以松嫩平原苏打型盐碱地前郭灌区为研究对象,探讨了不同灌溉条件下稻田径流中磷素的动态变化规律及其潜在环境效应。[结果]盐碱地稻田表水呈碱性,土质分散,保肥能力差;土壤总磷在表层富集,增加了磷素随径流流失的风险。稻田磷素流失的主要时期为灌溉期及暴雨径流发生期,稻田径流中总磷、颗粒态磷、总溶解态磷和溶解性活性磷的浓度均随时间的推移呈下降趋势,磷素流失以颗粒态磷为主,而且磷素浓度均超过导致富营养化发生的临界值,直接影响下游查干湖的水质安全。各退水渠磷素浓度均随时间的推移而增大,并在高温时期出现不同程度的富营养化现象;各稻田表水与退水渠总磷浓度呈高度负相关,相关系数R2（α=0.05）分别为0.8509、0.8964和0.9153。灌排条件最好的稻田磷素流失负荷较大,污染风险等级最高,应作为磷素输出的关键源区进行重点监控和防治。[结论]该研究为合理开发盐碱地资源、制定盐碱地最佳磷素管理措施、控制农田磷素流失和保护当地水资源提供了理论依据。     

施用尿素稻田表层水氮素的动态变化及模式表征

稻田表层水氮浓度高低是决定氨挥发、硝化、反硝化及径流氮排放多少的关键因素。在太湖地区乌栅土上,采用田间实验方法及原状土渗漏液,研究了不同尿素品种、不同施肥量在稻麦轮作下,稻田表层水氮浓度的动态变化。结果表明,包膜尿素表现出明显的缓释特性,在基施情况下,表层水总氮和NH4+-N浓度低,始终接近对照水平,氮素通过径流和氨挥发损失的可能性很小。施普通尿素后表层水总氮素负荷及流失潜能随时间呈指数递减,而表层水NH4+-N浓度及氨挥发潜能在施肥后约50h内随时间呈指数增加,之后又随时间呈指数递减的趋势,表层水总氮(TN)和NH4+-N变化均符合一级动力学方程y=C0×e-kt,反应速率常数在不同施肥量之间差异不显著,而在不同时期有显著差异。施肥与降雨的时间间隔将是决定径流氮损失的关键因素。施尿素后4d内是控制水田氮素流失的关键时期。在施尿素后1～4d内,稻田有较高的氨挥发潜能,而此后氨挥发损失的可能较小。适当增加田埂高度,或在施肥初期减少灌水以降低表层水深度,均可有效地减少径流氮素损失。     

稻田施肥后田面水氮素动态变化特征

采用具有独立排灌系统的田间试验分析研究了施氮后水稻田面水总氮、铵态氮、硝态氮的动态变化特征。结果表明,施氮能明显提高田面水氮素含量,其中铵态氮和总氮的含量远高于硝态氮含量,并且总体上随施肥量的增加而增加。施氮后田面水总氮、铵态氮浓度均在次日达到最大值,并随时间的推移而快速下降。第1次追肥后9 d,各小区田面水总氮浓度降至施肥后1 d的7%~12%,田面水铵态氮浓度则降为1.66%~3.96%,接近于对照小区,施氮后1周是防止水稻田面水铵态氮和总氮流失的关键时期。     

不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响

[目的]研究不同施氮量对稻田氨挥发损失的影响,为解决稻田氮素低利用率提供参考依据.[方法]利用双季稻田间试验,采用动态室法监测基肥和穗肥施用不同用量氮素后的土壤氨挥发特征及田面水氮形态含量特征.[结果]早稻基肥期土壤氨挥发损失峰值于施肥后第5d出现,第9d接近对照水平;晚稻同期及穗肥期土壤氨挥发损失峰值均于施肥后第1d出现.基肥氨挥发损失量低于穗肥,晚稻高于早稻.早、晚稻平均氨挥发损失率分别为12.99％和21.79％.施氮提高氨挥发损失量和累积损失量,且随施氮量的增加而呈现不同程度地增加.氨挥发损失率随施氮量的增加而降低.相关分析表明,氨挥发损失量和磷肥施用量均与田面水铵态氮、硝态氮和溶解性总氮含量呈显著或极显著直线正相关.[结论]施氮通过提高田面水氮含量促进稻田氨挥发损失.通过合理施肥、改变肥料特性等措施降低施肥后田面水中氮含量降低,从而减少稻田土壤氨挥发损失.     

不同水深条件下的青萍除氮效果试验

以长江三角洲地区的浮萍优化种质——青萍为试验材料,研究不同水深条件下青萍的除氮效果与氮素在不同水层中的浓度变化情况。结果表明,随着水深的增加,下层水体处于厌氧状态,厌氧产酸作用使得水体pH值随试验时间的增加而降低;水越浅,硝态氮浓度的平均下降速率越快,且去除率越高;总氮浓度与硝态氮浓度的下降规律大致相同。综合试验结果可知,从同一水深处理下各水体不同水层硝态氮、总氮浓度的变化情况看,水体中硝态氮、总氮浓度随着深度的增加均呈现出较稳定的变化趋势。     

秸秆填埋对水稻土表层水三氮动态的影响

采用盆栽试验方法研究了秸秆填埋对水稻土表层水三氮动态变化的影响。结果表明,施肥后,表层水总氮、铵态氮浓度迅速增加;随时间的推移,表层水氮素浓度下降较快。全氮在施肥后第1d达到峰值,铵态氮在施肥后第2d达到高峰,施肥后7d氮素含量基本与施肥前水平一致。秸秆还田有效地降低了水稻土表层水氮素含量,秸秆深埋处理有利于土壤对氮素吸收,使氮素的流失几率降低（DS处理比N处理表层水全氮浓度平均低10.2%）,流失潜能趋势大大减小。结果显示,施肥后1周内是控制表层水氮素流失的关键时期。     

秸秆填埋对水稻土表层水三氨动态的影响

采用盆栽试验方法研究了秸秆填埋对水稻土表层水三氮动态变化的影响.结果表明.施肥后,表层水总氮、铵态氮浓度迅速增加;随时间的推移,表层水氮素浓度下降较快.全氮在施肥后第1 d达到峰值,铵态氮在施肥后第2 d达到高峰,施肥后7 d氮素含量基本与施肥前水平一致.秸秆还田有效地降低了水稻土表层水氮素含量,秸秆深埋处理有利于土壤对氮素吸收,使氮素的流失几率降低(Ds处理比N处理表层水全氮浓度平均低10.2%),流失潜能趋势大大减小.结果显示,施肥后1周内是控制表层水氮素流失的关键时期.     

水稻田面水中氮磷素的动态特征研究

采用独立排灌系统的田间试验研究了水稻田面氮素、磷素的动态特征。结果表明,分次施肥后的次日,田面水中氨氮、总氮浓度明显升高,随着时间的推移,氮素浓度下降很快。特别是第1次施氮后第9d,各处理氨氮浓度分别为施后第1d浓度的1.19%～2.70%,全氮则变为6.03%～18.74%(对照N-I除外)。氨态氮/全氮比值也呈类似趋势,相比较而言,硝态氮含量要远远低于氨氮,最大值为2.07m g·L-1。同时还表现出不同的趋势,其峰值在第3d出现。另外,不同的施氮量的作用下,等量的磷肥所产生的田面效应表现不同,且大体表现为施氮量多者,田面水磷含量也相应多的现象。从环境污染角度考虑,控制氮素、磷素田面流失主要时期为施肥后1周内。     

太湖地区小流域水文过程对氮素迁移的影响

分析了太湖地区农业小流域逐日降雨径流和暴雨事件对氮素营养物输出的影响规律。结果表明：总氮、铵态氮和硝态氮流失日平均浓度随降雨量和径流量的增大而增大,总氮最大,硝态氮次之,铵态氮最小。暴雨事件中,径流起涨初期氮素浓度迅速升高,之后逐渐降低,在退水时期会有所反弹。暴雨事件中的瞬时流量与氮素输出浓度关系按流量大小可分为3段：在小流量段,氯素浓度低且数量平稳;中流量段,各态氮素流失浓度变化大;高流量段,总氮和铵态氮流失浓度显著降低并逐渐平稳,硝态氮浓度略为降低但变化较大。     

不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物三维荧光光谱特征分析

【目的】揭示不同种植年限苏打盐碱型水稻土水溶性有机物(WEOM)的变化规律,为苏打盐碱型水稻土固定有机碳提供理论基础。【方法】利用三维荧光光谱技术研究种植水稻0、1、3、5、15和20年对苏打盐碱地土壤中WEOM含量(w)及其三维荧光特性的影响。【结果】随种植年限的延长,土壤WEOM的含量先增加后逐渐降低,在种植3年时达最大(259.29 mg·kg-1),而在20年时最小(19.29 mg·kg-1);土壤中WEOM D254 nm随种植年限增加而增加;WEOM的三维荧光图谱形状和荧光线密度不同,荧光线密度随种植年限的增加而增强;随种植年限增加,水稻土中区域Ⅰ和区域Ⅱ的荧光峰的发射光波长发生了蓝移,而区域Ⅲ和区域Ⅴ发射光波长发生了红移;土壤积分值为区域Ⅴ区域Ⅲ区域Ⅳ区域Ⅱ区域Ⅰ;种植20年后,类腐殖物质占WEOM的百分比降低。【结论】苏打盐碱型水稻土中类富里酸、类腐殖物质以及含有不饱和双键的芳香族化合物含量随种植年限而增加。三维荧光技术适用于研究土壤中WEOM的结构和组分。     

云南稻-鸭共作模式对稻田水地温及水稻干物质的影响

[目的]研究云南稻(Orza sativa L.)-鸭共生对稻田水地温及各生育时期干物质重的影响,探讨稻鸭共作模式的可行性。[方法]采用田间对比试验,随机区组排列。测定指标为稻田土温、水温及不同时期水稻干物质重。[结果]稻-鸭共生模式能改善稻田的物理状况,增加稻田水体和土壤温度,提高水稻的干物重。[结论]稻-鸭共作对改善水体理化性质,促进水稻的生长发育具有积极的作用。     

不同氮肥用量对水田旱整机插水稻产量和氮肥利用率的影响

[目的]研究不同氮肥用量对水田旱整机插水稻产量和氮肥吸收利用率的影响。[方法]以常规粳稻品种圣稻18为试验材料,研究了水田旱整条件下,氮肥用量对水稻的茎蘖动态、产量构成、氮肥吸收利用率的影响。[结果]施氮量315.00 kg/hm~2时水稻产量最高,达到10 957.20 kg/hm~2,并能获得较高的出糙率、谷草比和氮肥利用率,过低施氮量不能获得高产,过高施氮量则氮肥利用率显著下降。[结论]该研究可为水田旱整技术的进一步推广提供科学依据。     

生石灰施用增加了酸性双季稻田氮素氨挥发损失

选择南方典型酸性双季稻田,采用通气法研究了不同生石灰用量对稻田氨挥发通量、田面水NH_4~+-N浓度和pH值的影响。结果表明:撒施生石灰显著影响稻田田面水NH_4~+-N浓度和pH值,生石灰用量与田面水NH_4~+-N浓度和田面水pH值之间均存在极显著正相关关系;撒施生石灰,显著增加稻田氮素氨挥发损失,早、晚稻季氨挥发损失量较不施生石灰处理分别增加2.20~22.91和3.08~52.44 kg/hm~2,增幅分别达19.28%~200.79%和6.96%~118.48%;当早、晚稻季分别施纯氮150和180 kg/hm~2时,撒施生石灰450~3 750 kg/hm~2,氨挥发损失量分别达13.61~34.32和47.34~96.70 kg/hm2,氮素损失率分别达7.44%~18.78%和21.66%~44.24%;当早、晚稻季生石灰用量分别超过900和1 800 kg/hm2时,稻田氨挥发显著增加。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

填闲作物对植烟土壤残留氮素吸收利用的影响

【目的】研究填闲作物对植烟土壤残留氮素吸收利用的影响,为浏阳市植烟土壤科学轮作制度提供科学依据。【方法】通过防雨棚内大棚桶栽试验,模拟旱地和水田环境,研究植烟红壤及紫色土上种植水稻、萝卜、小白菜、红薯、大白菜、玉米等6种填闲作物时不同深度土壤氮转化迁移的动态变化,及不同填闲作物对土体残留氮素吸收利用的影响;收获后取植株样测定植株全氮含量,并测定作物产量、经济效益等指标。【结果】旱地红壤上填闲作物干重、全氮含量和总吸氮量均显著高于紫色土。不同土壤类型,作物吸氮规律存在差异,红壤上小白菜吸氮量最高,为68．52kg／ha,大白菜总吸氮量最低,为43．93kg／ha;紫色土上萝卜总吸氮量最高,为48．78kg／ha,大白菜总吸氮量最低,为24．22kg／ha。6种填闲作物经济效益从高到低依次为：萝卜〉大白菜〉红薯〉小白菜〉玉米〉水稻。【结论】适宜与烤烟轮作作物为萝卜,其全氮吸收量和经济效益均高于其他作物。     

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。