不同蓄水深度的水分管理对稻田养分流失潜力的影响

为探明施用单质混合肥后水分管理对春耕稻田养分流失潜力的影响,采用"滞水时间控制"与"单排单灌水分管理系统"相结合的关键技术,对H3、H6和H93个蓄水深度处理小区田面水中氮磷养分流失潜力进行研究。结果表明:(1)3个处理小区的NO3--N的相对流失量,第1天后呈整体上升趋势,在第5天达峰值。之后呈下降趋势,但其流失量水平仍较高。(2)就NH4+-N的相对流失量而言,H6在第1天达89.34 mg的峰值;H3和H9在第1天达较高的流失水平;虽然3个处理(H3、H6、H9)的相对流失量在第1天后均呈下降趋势,在第5天后下降到较低水平,但总体上呈H6H3H9。(3)H6和H9的TP相对流失量在第3天后达到较高水平,第3天后下降至第5天的较低水平;而H3在第3天后不降反升,第5天达55.45 mg的峰值。(4)H6、H9、H3中TN的相对流失量于第1天达峰值,之后迅速下降,至第5天处于较低水平。可得出结论:(1)通过滞水至第3天或第7天后排水,H3、H6和H9处理可有效减少田面水中NO3--N的排放。(2)滞水至第5~7天排水,H3和H9处理可有效减少NH4+-N的排放。(3)滞水至第5天后排水,H9和H6处理可有效减少TP排放。(4)滞水至第5天排水,H3和H9处理可有效减少TN的排放。     

耕作模式和滞水时间对稻田中氮磷动态变化的影响研究

通过微区模拟稻田试验,分析了免耕、浅耕和深耕3种耕作模式下滞水时间不同的稻田排水中氮磷的动态特征及总氮、总磷流失潜能,研究了稻田夏季施肥耕作模式和滞水时间对氮磷的减排效能.结果表明:(1)深耕有利于土壤固肥作用的发挥,田面水中TN和NH+4-N浓度呈逐渐下降的趋势.浅耕和深耕土壤中微生物环境利于硝化反应,不易被土壤吸附的NO-3-N得以迅速向田面水中释放.免耕和深耕处理的田面水中TP和DP浓度在第1～5 d内浓度较高,3个耕作处理的滞排水中TP和DP在耕作处理5 d后均处于较低的浓度水平.(2)不同耕作模式滞水5 d后TN的绝对流失量均处于较低水平.免耕、浅耕、深耕在滞水5 d后可分别减少田面水中TN流失59.55%～65.68%、70.15%～88.20%和65.23%～77.26%.深耕处理的模拟稻田田面水中TN的流失潜能相对较小.不同耕作模式处理相对流失形态与潜能以TN为主.(3)免耕处理田面水中TP的绝对流失量最大,浅耕处理田面水中TP绝对流失量最少.免耕、浅耕、深耕在滞水5 d后再排水可分别减少田面水中TP流失54.70%～67.78%、62.99%～85.09%和52.45%～87.99%.浅耕处理模拟稻田田面水中TP的相对流失潜能较小.不同耕作模式处理田面水中磷素的相对流失形态表现出一定的差异性,田面水中磷素流失形态随时间变化呈现出 TP与DP交替变化的现象.总之,从减少田面水中氮磷的绝对流失量出发,夏季浅耕不失为最佳清洁耕作模式;同时在滞水5 d后排水,能有效减少田面水中氮磷的流失量,减少稻出排水对面源污染的影响.     

微区模拟控排水条件下田面水氮磷流失特征及其减排效能研究

采用微区模拟施肥后春耕耕整稻田控水减排试验,研究了稻田施肥耕整后田面水中氮磷浓度的分布特征,排水时间及溢流堰排水高度对田面水氮磷的流失和减排效能。结果表明:春耕耕整后,若控制6 cm高排田面水,较常规控制3 cm高排水,可减少排放总氮35.76%～72.13%,总磷20.41%～50%。稻田耕整后蓄水6 cm高在第5 d排水比在3 d内排水可减少排放总氮21.22%～55.41%,减少排放总磷67.67%～83.70%。     

施肥后稻田田面水的养分变化特征

通过田间试验观察了施肥后稻田田面水中几种养分动态变化特征。结果表明,基肥施入后8d内田面水中的总氮、总磷含量呈现明显衰减,并于施肥后第8d趋于稳定,处于较低水平;分蘖肥(尿素)施用后3d天以内田面水的氮、磷含量再次升高,接着呈现下降趋势,10d后趋于稳定。为防止氮、磷素大量流失,建议在施肥后10d内严格控制田间排水。对于鱼塘-稻田系统,鱼塘水通过稻田表面流异位处理应在施肥后养分衰减稳定后进行。     

成都平原农业废弃物施用下稻田田面水氮磷动态变化特征

为合理利用农业废弃物,设置不同量的废弃物还田处理,以期通过研究稻田田面水中氮素和磷素的动态变化探明废弃物施用下面源污染风险。结果表明:总氮(TN)、可溶性总氮(DTN)、铵态氮(NH+4-N)以及硝态氮(NO-3-N)在各施肥处理下均表现为先升后降的趋势,施肥后2~3 d达到峰值,之后迅速下降;各处理下各形态氮含量在施肥后21 d内差异趋同。总磷(TP)、可溶性总磷(DTP)在施肥后1 d达最大,之后迅速下降,猪粪施用处理的田面水TP、DTP含量在施肥后5~7 d明显回升。与纯化肥相比,加施全量麦秆对田面水中各形态氮、磷含量及分配无显著影响;高量猪粪施用会显著降低田面水NH+4-N含量,降低氨挥发潜能,显著提高各形态磷含量,延长磷素流失风险期,增加磷素流失风险;废弃物施用对水稻产量及糙米磷含量无显著影响。综合考虑废弃物施用下的环境风险与粮食生产,成都平原麦秆全量还田模式下水稻季每667 m2田的猪粪承载量不宜超过3头猪0.5年的排泄量。     

不同磷水平处理对水稻田面水中磷氮浓度动态变化的影响

研究了不同磷水平处理下水稻田面水中磷氮的动态变化情况。结果表明,不同磷水平下田面水中活性磷与总磷的浓度在施肥初期达到最高,施磷量为0、25、60、120及240 kg/hm2的情况下,田面水中全磷的浓度分别达到了0.16、6.94、19.91、42.67及83.35 mg/L,随后逐渐下降直至相对稳定。在烤田过后,田面水中活性磷与总磷的浓度均有一次明显的回升。不同施磷处理间的田面水中,铵态氮、硝态氮及全氮的浓度没有明显差别。在施基肥初期,田面水中的铵态氮与全氮的浓度达到最高,之后逐渐下降,到第7天时降至最低,在以后的2次追肥中也出现了类似趋势。建议施肥后7~10 d为控制养分流失的最佳时期。     

春耕稻田滞水减排控制面源污染效果研究

通过微区模拟稻田,设置不同排水高度进行春耕灌排水试验,研究春耕稻田田面水中氮、磷等污染物的时空分布特征,为控制稻田排水中氮磷排放量提供试验依据。结果表明:在耕作后,田面水中氮、磷等污染物随排放时间的变化呈降低趋势,若田面水排放时间延迟至2d,可减少总氮、总磷排放浓度分别约86.2%、85.3%。结合农业生产实际,若蓄水2～3d,保持稻田3cm左右深的田面水,可减排氮磷污染物,有效减轻春季农业面源污染。     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

不同农艺管理措施下双季稻田氮磷径流流失特征及其主控因子研究

选择湖南省长沙县典型中亚热带双季稻田长期定位试验小区,通过田间观测明确不同施肥、水分管理、秸秆还田、生物质炭农艺管理措施对氮磷径流流失的影响,采用冗余分析方法(RDA)探明稻田氮磷径流流失的主控因子。研究结果表明:早晚稻各处理田面水总氮浓度在施肥后(基肥、分蘖肥和穗肥)第1 d达到峰值,并在10 d后逐步恢复到平稳水平;早稻田面水总磷浓度在施基肥后第1 d迅速达到最高,晚稻在施肥后第5 d才达到峰值。早晚稻田面水氮磷浓度受农艺管理措施影响明显,在间歇灌溉条件下,施有机肥、秸秆还田与生物质炭比常规化肥处理分别降低总氮浓度34.05%、15.34%～19.76%和15.46%～17.47%;秸秆还田与生物质炭相对常规化肥处理分别降低田面水总磷浓度6.33%～8.76%和9.09%～13.66%。铵态氮和颗粒态磷是氮磷径流流失的主要化学形态,施肥后10 d内是氮磷径流流失风险窗口期,该期间总氮和总磷径流流失分别占稻季总流失量的82.53%～97.66%和6.73%～47.02%。冗余分析结果表明配施有机肥促进氮磷径流流失,施用生物质炭主要促进稻田氮素径流流失,秸秆还田主要减少稻田氮素径流流失。综合考虑氮磷径流流失防控潜力、实际效果和实施可行性,中亚热带双季稻田采取高效水分管理(尤其是流失风险窗口期)加秸秆还田是减少稻田氮磷径流流失的可行方式。     

不同来源养分对稻田施肥周期内田面水氮含量的影响

施肥导致的水体氮流失是重要的面源污染源。开展不同养分来源下,基肥和追肥下不同施肥模式下稻田田面水中的铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、总氮(TN)及可溶性生物量氮(DON)的含量监测研究。结果显示:稻田田面水NH_4~+-N、TN浓度随尿素用量增加而增加,无论是单施尿素还是增施猪粪或继续增施秸秆,NH_4~+-N及TN浓度峰值均出现在施肥后4~5 d,基肥施用后的前10 d,田面水以NH_4~+-N为主,基施尿素的NH_4~+-N及TN峰值分别达47.6、54.5 mg/L。NO_3~--N浓度变化不如NH_4~+-N明显,且流失风险较小;DON在施肥后10 d增至峰值后缓慢下降,但占总氮比较高。提高尿素用量或增施猪粪用量,田面水NH_4~+-N、TN及DON都呈增加趋势,增施秸秆虽然提高田面水的NH_4~+-N和TN,但NO_3~--N和DON含量呈下降趋势。以上结果表明,施肥后的10 d内NH_4~+-N是重点需要关注的氮形态,增施猪粪增加氮流失风险,尿素配合猪粪和秸秆施用,可降低田面水的NO_3~--N和DON含量。     

池塘浮式网箱流水养殖对水环境的影响

为了研究池塘浮式网箱流水养殖对水环境的影响,对池塘水质、浮游植物群落组成和生物量、生物多样性进行了分析,结果表明,池塘浮式网箱流水养殖能够使水体中TN、NO2--N、NH4＋-N、NO3-N、TP、高锰酸盐指数（C ODMn）降低,蓝藻比例下降,硅藻、隐藻和甲藻比例上升,生物多样性指数提高,水环境得到一定改善.     

灌溉模式与施氮水平对土壤渗滤液氮浓度动态变化的影响

以Ⅱ优838为水稻供试品种,湖北潮土为供试土壤,通过2年稻麦轮作柱栽试验研究2种灌溉模式(FW:土表淹水3cm;CW:保持土壤湿润但土表不积水)和4个施氮水平(N0:0kg·hm-2,N1:126.0kg·hm-2,N2:157.5kg·hm-2,N3:210.0kg·hm-2)对水稻土渗滤液不同形态氮浓度变化动态的影响。结果表明:土壤渗滤液的总氮浓度随水稻生育期推移呈由高到低的变化趋势,氮素淋失风险主要存在于水稻移栽后的前40d左右;在稻麦轮作制中,前作小麦明显提高后作水稻土壤渗滤液氮浓度;硝态氮(NO3--N)和可溶性有机氮(SON)是土壤渗滤液氮素的主要形态,铵态氮(NH4+-N)所占比例较低;水稻移栽后20～30d左右出现土壤渗滤液NO3--N高峰,在高峰期土壤渗滤液的NO3--N浓度随施氮量增加而提高;减氮25%处理(N2)相对于常规施氮量处理(N3)显著提高氮肥利用率,并降低氮素淋失风险。     

Root Function in Nutrient Uptake and Soil Water Effect on NO3- -N and NH4+-N Migration

Root function in uptake of nutrients and the effect of soil water on the transfer and distribution of NO3--N in arable soil were studied using summer maize (Zea mays L. var. Shandan 9) as a testing crop. Results showed that root growth and water supply had a significant effect on NO3--N transfer and made NO3--N distributed evenly from bulk soil to rhizosphere soil. Under a natural condition with irrigation, the difference of NO3--N concentration at different distance points from a maize plant was smaller, while obvious difference of NO3--N concentration was observed under conditions of limited root growth space without irrigation. Whether root growth space was restricted or not, the content of soil NO3--N decreased gradually from 10 to 0 cm from the plant, being opposite to the root absorbing area in soils. When root-grown space was limited, changes of NO3--N concentration at different distances from a plant were similar to that of water content in tendency. Results showed that NO3--N could be transferred as solute to plant root systems with water uptake by plants.However, the transfer and distribution of NH4+-N were not influenced by root growth and soil water supply, being different to NO3--N.     

交替隔沟灌溉和施氮对玉米根区水氮迁移的影响

 【目的】研究交替隔沟灌溉条件下作物根区土壤水氮迁移和累积。【方法】利用小区试验,对供试玉米采取不同的水分和氮素处理,测定交替隔沟灌溉条件下玉米根区土壤硝态氮、铵态氮和水分的变化。【结果】施氮后沟中硝态氮含量增长很快,大多集中在地表下0～30 cm处。随着时间的推移,上层土壤水分携带氮素养分下渗,造成下层土壤硝态氮含量的上升。收获时低水高氮处理的整个剖面上硝态氮的累积量最大,是高水高氮处理的1.2倍,低水低氮处理的是高水低氮的1.27倍。施氮后表层0～30 cm土壤铵态氮含量和累积量达到高峰,30 cm以下变化不明显。收获时各处理的铵态氮在剖面上的分布和累积基本相同。高水处理的土壤水分累积量明显大于低水处理,氮素水平的高低对土壤水分的累积影响不大。【结论】施氮量和灌水量是影响土壤硝态氮、铵态氮和土壤水分分布和累积的最主要因素。高水处理造成根区硝态氮淋失,降低了氮肥的利用。施氮量与硝态氮在根区剖面上的累积呈正相关。与硝态氮含量相比,铵态氮含量较低并且变化不大。最佳的水氮耦合形式为低水高氮（施氮量240 kgN•ha-1,灌水量1485.71 m3•ha-1）。     

虾塘养殖对红树林沉积物和间隙水理化性质的影响

红树林湿地在近海水体营养控制和营养盐循环过程中扮演着重要的角色。沉积物、水体和植被相互作用共同维持其生态功能的运转,了解虾塘养殖对林下沉积物和间隙水养分特征影响对评价红树林生态功能具有重要指导意义。本研究以受虾塘养殖废水排放不同影响程度的红树林（无排放区、直排区、修复区）为研究样地,通过不同生境下沉积物与间隙水养分特征的分析,探讨虾塘养殖对他们的影响。结果如下：1）受虾塘养殖废水排放影响区中（直排区、修复区）红树林下沉积物TN与OM、TP呈正相关关系,虾塘养殖废水直排对林下沉积物具有明显酸化作用;2)NH4+-N是红树林下间隙水可溶性无机氮（DIN）的主要组成形式,无排放区沉积物还原性较强,更利于NH4+-N累积在间隙水中;NO3--N与DIN呈极显著相关,虾塘养殖废水排放增强了NO3--N、NO2--N和DIN的累积效应。研究结果表明沉积物和间隙水的理化性质可作为评价虾塘养殖区边邻红树林生境变化规律的定量指标之一。     

保持耕作技术对旱区坡耕地水土流失的影响

研究了保持耕作技术对治理旱区坡耕地水土流失的作用,表明高留茬深松技术可以减少降雨中的产流次数及径流量,大幅度降低径流量中NO_3~--N的浓度及流失量,在土壤侵蚀中氮和钾具有养分富集作用,而磷的流失仅与流失的土壤总量有关。     

金鱼藻改善精养池塘水质的效果试验

采取连续测定方法,研究了金鱼藻对改善水族箱水质的作用。试验结果表明,金鱼藻可以显著改善养殖鱼池的水质,在试验设定的投放密度范围内,金鱼藻密度越大,其水体中溶解氧(DO)越高,各试验组在第5天的DO均保持在6mg/L以上;内梅罗水质综合营养指数表明,当金鱼藻培植密度为6g/L的时候其净化水质效果最佳,对总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(TAN)、亚硝氮(NO2--N)的去除率分别为:82.16%,75.68%,49.21%,56.67%。     

鄱阳湖水环境承载力及主要污染源研究

通过研究鄱阳湖水环境承载力、水污染主导因子及其主要来源,为科学规划鄱阳湖生态经济区的产业布局和发展规模,建设"环鄱阳湖生态经济区"提供理论依据。研究结果:鄱阳湖水资源承载力0.5216,表明鄱阳湖水资源对流域内社会经济发展还有一定的承载空间;水质承载指数6.179,说明流域范围内主要污染物的排放量超过鄱阳湖的水质承载力;水环境承载力4.295,反映出鄱阳湖虽然水资源丰富,但水环境较差的水质性缺水的生态问题仍然存在,防治流域水污染刻不容缓。鄱阳湖水体中BOD、COD的年纳污量虽小于Ⅲ类水质控制纳污量,但TN的年纳污总量介于Ⅲ类水和Ⅳ类水质的控制纳污量之间,TP年纳污量大于Ⅳ类水质的控制纳污量,TN和TP成为湖区水体的主要污染因子。鄱阳湖水体中的COD、TN、TP主要来源于城镇生活污水和非点源污染,其中非点源污染的贡献率最大,农业非点源污染控制应成为"环鄱阳湖生态经济区"建设重点。     

生态沟渠塘氮磷拦截方法研究

[目的]利用生态沟渠塘减少农田径流排放负荷。[方法]以苏州市相城区宅基村生态沟渠塘N、P拦截工程建设为研究对象,通过对原有排水沟渠修缮1 834 m3、新开挖生态主沟渠6 800 m2和人工净化生态塘6 000 m2等工程建设,计算工程实控面积内的径流排放负荷。[结果]33.3 hm2农田TN、TP年径流排放净负荷分别为2 552.22和95.00 kg,沟渠径流年截留负荷TN、TP分别为1 225.07、50.35 kg,生态塘减少年径流排放负荷TN、TP分别为1 327.15、44.65 kg,出水浓度TN 6.32≤15、TP 0.25≤0.5,均达到一级A排放标准。[结论]该研究为太湖流域农业非点源污染的有效控制提供理论依据。