不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟试验方法 ,研究了不同灌溉施肥方式下尿素态氮在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明 ,灌水量及水肥供应方式是决定尿素态氮在土壤中迁移、转化和淋失的关键因素。氮素淋溶量随灌水量的增加而增加 ;与浇灌施肥相比 ,滴灌施肥显著地降低了氮素的淋溶损失。在淋失的氮素形态中 ,以尿素态氮为主 ,其次为硝态氮 ,铵态氮的淋失量最低。灌水量低时 ,滴灌施肥铵态氮在土壤上层明显累积 ;灌水量增加后 ,这种累积作用减弱。灌水量低时 ,灌溉施肥的土壤硝态氮变化呈上低下高 ,增加灌水量降低了土壤中硝态氮含量 ;滴灌施肥显著地减少了尿素态氮的淋溶损失 ,增加了土壤中有效态氮的含量。     

不同施肥处理对三峡库区柑橘园土壤氮磷淋失影响

在2017年8月利用原状土柱模拟淋溶试验对三峡库区秭归县柑橘园土壤的氮磷淋溶流失进行研究,探讨不同施肥处理对土壤氮、磷淋失的影响,为三峡库区农业面源污染的防控提供理论依据。试验设置6个处理,分别为不施肥处理(T0)、减量施肥(T1)、常量施肥(T2)、增量施肥(T3)、常量复合肥A施肥(T4)和常量复合肥B施肥(T5)。结果表明:(1)不同施肥处理下,柑橘园土壤淋滤液中总氮(TN)、总磷(TP)、硝态氮(NO_3~-—N)和铵态氮(NH_4~+—N)的淋溶浓度范围分别为37.16~163.07,0.61~6.69,27.54~79.38,2.37~7.10mg/L。(2)施肥量和施肥种类皆为土壤中氮磷淋溶的影响因素。在相同施肥种类下,土壤氮磷淋溶浓度随施肥量增加而显著增加,但施肥量高到一定程度后,淋溶浓度增长幅度会降低。在相同施氮量下,硝态氮的淋失受施肥种类影响最大,铵态氮最小。(3)在土壤淋滤液中,硝态氮为可溶性氮主要淋失形态,其淋失量占TN淋失量的比率为29.72%~46.18%,NH_4~+—N淋失量的比重为1.09%~2.05%。从研究结果推论,常量复合肥A施肥处理更有利于肥料氮向供植物吸收可溶性氮转化并降低施肥后土壤中氮素累积的风险。     

片麻岩新成土中氮素淋溶迁移的模拟研究

采用室内土柱模拟的方法,研究片麻岩新成土中不同肥料、不同施氮量对氮素垂直运移的影响。结果表明,随着施氮量增加,硝态氮和铵态氮淋溶浓度增大,氮素淋失量增多。中等施氮量下施用有机无机混合肥可以减少氮素淋失。尿素、有机无机混合肥、氮磷复合肥中硝态氮淋失总量比值为671∶583∶629。尿素硝态氮淋失率平均为29.0%,氮磷复合肥硝态氮淋失率平均为27.8%,有机无机混合肥硝态氮淋失率平均为23.7%。随着土层深度的增加,60cm处和90cm处硝态氮淋失量差异不显著,两处硝态氮淋失量比值为1∶1.03,铵态氮的淋失量增加显著,两处铵态氮淋失量比值为1∶2.4。在片麻岩新成土壤地区,土壤培肥应本着少量多次原则。     

不同农业种植方式对土壤中硝态氮淋失的影响研究

农田氮素损失是造成农业非点源污染的主要原因之一,其中由于大量施用氮肥引起的土壤氮素淋溶损失又是农田氮素损失的重要途径。针对农业不同种植条件下氮素损失控制难题,本文通过田间试验研究集约化种植和常规种植两种土地利用方式下,土壤硝态氮迁移特征及动态变化规律,来评估不同农业种植方式对地下水污染的潜在风险。结果表明:集约化种植区施肥量和灌溉量较大,硝态氮的淋失浓度明显大于常规种植园,土壤硝态氮浓度随时间和空间变化也最为显著。集约化种植区的地下水污染程度远远大于常规种植区,集约化种植葡萄园地下水中的硝态氮含量平均值11.2mg/L,是常规种植区平均值1.35 mg/L的8倍,集约化种植区过量施肥增大了土壤硝态氮的淋失风险,对生态环境构成了潜在的污染威胁。研究结果可为农业集约化种植区防治农业非点源污染和优化田间管理措施提供科学依据。     

施氮量对潮土区冬小麦-夏玉米轮作农田氮磷淋溶的影响

潮土是我国华北地区主要土壤类型之一,潮土区是我国冬小麦-夏玉米作物的主要产区,研究不同施氮量潮土氮磷淋溶特征对于指导区域农田面源污染防控具有重要意义。本研究设置3个施肥处理,即传统施氮(CON)、优化施氮(OPT)和优化再减氮(OPTJ),利用田间渗漏池法,研究潮土冬小麦-夏玉米轮作农田硝态氮及总磷淋溶特征。结果表明:2016—2018年,冬小麦-夏玉米轮作周年不同施肥处理90cm土层年淋溶水量79.0～102.5 mm,不同淋溶事件间土壤淋溶液硝态氮浓度波动较大, CON、OPT和OPTJ处理单次淋溶事件硝态氮浓度分别为18.9～208.7(平均为72.7) mg·L~(-1)、9.0～99.2 (平均为33.8) mg·L~(-1)、4.7～55.5 (平均为15.4) mg·L~(-1)。本研究区域冬小麦-夏玉米轮作模式的氮素淋溶风险较高,磷素淋溶风险较低。传统施氮处理(CON)下农田硝态氮的平均淋溶量和表观淋失系数分别为66.4 kg·hm~(-2)和10.3%,而总磷(TP)为0.06 kg·hm~(-2)和0.04%。氮肥减施会显著降低氮素淋失,OPT和OPTJ处理的氮素淋溶减排率可达56.3%和78.9%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理硝态氮平均表观淋失系数分别为10.3%、6.2%和4.9%,随着施氮量的增加,硝态氮淋失系数动态增加。氮淋溶具有较大的年际变化,降雨量高的2018年比降雨少的2017年硝态氮淋溶量多57.0%。两个年度CON、OPT和OPTJ处理总磷平均淋溶量分别为0.06 kg·hm~(-2)、0.06 kg·hm~(-2)和0.08 kg·hm~(-2)。适量减施氮肥会增加作物产量, OPT处理的作物产量是CON处理的1.08倍。然而,过量减施则会带来减产风险, OPTJ处理氮肥减施56%,作物产量比CON处理降低2.0%～8.1%。总之,潮土区农田硝态氮淋溶风险较大,适量减施氮肥能够在保证作物产量的基础上显著降低氮素淋失损失。     

氮肥用量对旱地冬小麦产量及夏闲期土壤硝态氮变化的影响

在陕西渭北旱塬,利用长期定位试验研究了长期不同氮肥用量（0、80、160、240、320 kg hm-2）对旱地冬小麦产量形成,氮素利用,土壤硝态氮残留、夏闲期淋溶和矿化的影响。结果表明：随用量增加,施氮提高旱地小麦产量的效应下降,而土壤硝态氮残留迅速增加。作物生长当季的硝态氮残留主要分布在0～60 cm土层,施氮超过160 kg hm-2时,达56.8～211.7 kg hm-2,来源于当季施用氮肥的残留占64%～90%。夏闲期土壤硝态氮发生淋失的土层深度和硝态氮淋失量均与施氮量呈显著的抛物线关系（r = 0.988 9和0.994 0）,施氮量超过160 kg hm-2时,每增加100 kg hm-2的氮肥投入,硝态氮淋失深度和淋失量增加量分别高于27 cm和80.4 kg hm-2。平均每10 mm的夏闲期降水可使离开原土层发生淋溶的硝态氮向下移动2～4 mm。施氮量对硝态氮淋失的深度没有显著影响。夏闲期土壤氮素矿化量、来源于当季施入土壤肥料氮被生物固定后的再矿化量分别为51.8～160.9 kg hm-2和31.6～109.2 kg hm-2。基于本研究,建议渭北旱塬冬小麦施氮量控制在146～163 kg hm-2,以保证旱地小麦高产,防止过量肥料氮残留,减少淋溶风险。     

不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发影响的原位研究

运用排水采集器法和通气法结合田间原位试验,研究了不同肥料运筹对夏玉米田间土壤氮素淋溶与挥发的影响。结果表明,在夏玉米生长季节,田间土壤水分淋溶体积达63.49～7.L/hm2,且表现与灌溉水量和降雨量正相关。与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥在夏玉米生长发育前期易加剧水分的淋溶;氮素淋溶损失量明显高于氨挥发损失量,且二者均随施氮量的增加而升高;与单施氮肥相比,有机肥配施氮肥极显著地增大了氮素淋失量,减少氮素的氨挥发损失量,总体分析显示,有机肥配施氮肥极显著增大了氮素净损失量和氮素损失率;在夏玉米生长期内,施肥运筹的田间土壤淋溶水硝态氮浓度均呈现双峰趋势,以硝态氮形式淋失是田间土壤氮素淋失的主要形式,铵态氮浓度则呈现先升后降的趋势,铵态氮的累计淋失量很少。同时发现,大口期夏玉米生长旺盛,对氮素的需求强烈可以减少氮素的淋失和氨挥发损失,适量增加夏玉米大口期的追肥量,是提高氮肥利用效率的有效途径。     

岩溶流域不同土壤剖面溶解性碳氮分布和淋失特征

选取了重庆青木关岩溶流域不同土壤剖面,按10 cm间隔取样,测试各种土壤溶解碳氮含量,探讨不同土壤剖面溶解碳氮分布和淋失特征。结果表明,岩溶流域不同地质背景、植被类型和土地利用方式下的土壤剖面溶解碳氮均具有横向和垂向差异。砂岩区林地土壤DOC、DON和铵态氮含量高于灰岩区的土壤,而其硝态氮含量比灰岩区土壤低。灰岩区土壤DOC和DON含量为草地≈林地退耕还林地灌丛耕地(稻田除外),它们均随着深度增加而降低。岩溶区土壤DOC和DON与土壤pH值成反比,受富钙镁偏碱的岩溶生态环境制约,土壤溶解性有机碳氮会发生中和或螯合反应而被固定。岩溶区特殊的土壤剖面结构使得土壤DOC和DON在降雨条件下存在淋失的可能性。不同土壤剖面溶解无机氮形态以硝态氮为主,其次为铵态氮,亚硝态氮含量较低。林地铵态氮受植被类型影响较小,且低于耕地。不同土壤剖面硝态氮含量为耕地土灌丛土退耕还林土草地土林地土,其含量均随深度增加而升高,具有累积效应,表明土壤硝态氮发生了淋溶作用,其在降雨条件下极易淋失进入岩溶地下水中。     

酸雨对表面活性剂促进土壤氮素垂向迁移的强化效应

采用模拟淋溶试验,研究了酸雨对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)促进土壤氮素垂向迁移的强化效应。结果表明,酸雨淋溶时,SDBS尽管抑制了铵态氮的淋溶损失,但促进了硝态氮的淋溶损失;土壤SDBS含量越高,铵态氮淋溶损失越小,硝态氮淋溶损失越大;土壤SDBS促进了土壤氮素的淋溶损失,且这种损失受酸雨pH值影响较大,酸度越大,土壤全氮、铵态氮、硝态氮的淋失量也越大。     

长期施肥条件下华北平原农田硝态氮淋失风险的研究

利用河北辛集潮土(21年)和北京昌平褐潮土(9年)两个长期定位施肥试验研究了华北平原冬小麦夏玉米轮作体系下农田氮素平衡和硝态氮淋失风险。结果表明,单施氮肥的增产效果有限,昌平试验点甚至出现减产现象;而适量有机肥与氮磷或氮磷钾配施可显著提高作物产量,降低氮素盈余。单施氮肥时,辛集和昌平土壤硝态氮峰值分别达20.7和30.0.mg/kg,出现在160200.cm和90120.cm土层;硝态氮累积量高且大部分集中在根区外土壤,硝态氮淋失风险大。氮磷或氮磷钾肥配施时,硝态氮峰值出现深度上移3040cm,根区和根区外土壤硝态氮累积量均大幅降低,淋失风险明显减弱;在氮磷或氮磷钾肥基础上适量施用有机肥时,硝态氮峰值出现深度进一步上移至根区土壤,深层土壤硝态氮累积量显著下降,淋失风险低。过量施用有机肥或过量施用氮肥时,深层土壤硝态氮累积量大幅增加,甚至超过单施氮肥处理,淋失风险大大增强。研究结果表明,氮磷钾肥与有机肥配合施用是提高作物产量、控制农田硝态氮淋失的重要途径。     

重庆市主要土壤类型硝态氮淋失及其影响因素

采用SRC(Soil-Resin-Core)装置,研究了重庆市主要土壤类型硝态氮淋失的差异以及硝态氮淋失与硝态氮含量、有效氮含量、降雨和气温等4个方面的关系。结果表明:酸性紫色土的硝态氮淋失量最大,而黄壤与碱性紫色土的硝态氮淋失量较小。酸性紫色土硝态氮含量、有效氮含量与硝态氮淋失量之间显著相关,而黄壤和碱性紫色土的硝态氮含量、有效氮含量与硝态氮淋失量之间没有显著的相关性。降雨量、气温也是引起硝态氮淋失的原因。农田施肥对地下水的污染受施肥量、施肥次数、降雨量和气温等综合作用的影响,可采取控制氮肥用量,减少施用人粪尿,避免在降雨量大的时期追肥的措施。     

应用无张力托盘研究施肥对黑土浅层土壤NO-3-N淋洗的影响

利用D饱和最优设计研究了施肥对黑土玉米农田生态系统硝态氮淋洗的影响,结果表明,黑土玉米农田生态系统氮磷肥配合施用,土壤淋洗液的硝态氮含量及硝态氮淋洗总量主要决定于氮素的施用量。施用氮肥减少了淋洗液的数量,但增加了淋洗液硝态氮的浓度和硝态氮淋洗总量。氮肥增加淋洗液硝态氮总量的原因是增加了淋洗液硝态氮的含量。施用磷肥增加了淋洗液的数量,但减少了淋洗液硝态氮的含量和硝态氮淋洗总量,磷肥降低硝态氮淋洗总量的主要原因是降低了淋洗液硝态氮的浓度。氮磷配合施用减少淋洗液的硝态氮含量和硝态氮淋洗总量,所降低的硝态氮淋洗量是施氮后增加的那一部分。有机肥减少了淋洗液的数量,因此使硝态氮淋洗总量减少,但淋洗液的硝态氮浓度增施有机肥后反而增加。     

施肥对日光温室黄瓜和土壤硝酸盐含量的影响

通过田间试验研究了不同施肥对日光温室黄瓜NO2--N和NO3--N含量和土壤NO3--N以及黄瓜产量的影响。结果表明,在黄土高原黄绵土上,施N400kg.hm2和P2O5250kg.hm2,黄瓜生长期间,NO3--N含量变化与黄瓜的生长发育阶段关系密切,黄瓜结瓜前020和2040cm土层NO3--N含量较高,随黄瓜生长速度加快和结瓜盛期的到来,土壤NO3--N含量降低;黄瓜收获后,NO3--N含量又有增加。不同施肥种类比较,施用化肥40160cm土层NO3--N的累积和淋洗量最大,施用沼肥其累积和淋洗量小于施用化肥,而施用有机肥(牛粪)NO3--N的累积和淋洗量小于施用沼肥。采用叶面喷施尿素和有机钾肥,可以减少化肥和有机肥用量,从而降低土壤剖面0200cmNO3--N的累积。使用沼肥、叶面肥的黄瓜产量都明显高于不施肥和NP化肥处理。     

氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响

利用D饱和最优设计研究了氮磷肥对黑土浅层土壤氮素累积和移动的影响,结果表明,氮磷肥对NO-3 -N含量的影响随着土层的加深逐渐减弱,并且施用尿素的NO-3 -N累积大于施用硝铵。在降雨高峰期存在NH+4 -N向下层土壤的移动,其移动时间滞后于NO-3 -N。尿素施入土壤后对NH+4 -N的累积无明显影响,对NO-3 -N的累积有促进作用。而不同用量的NH+4 -N肥的施入则促进了NH+4 -N的移动和累积。因此黑土玉米农田生态系统氮素做追肥时尿素和硝铵相比尿素更易造成地下水的硝酸盐污染。黑土玉米农田生态系统在作物拔节前期向土壤中施入氮素,将造成这一时期NO-3 -N对地下水的短期污染。     

我国主要类型土壤的有效态硒及其与某些土壤性质的关系

Forty-eight soil profiles were sampled from different ecological and pedogeochemical areas of China and their available selenium (Av-Se) contents were determined. Results showed that the content of Av-Se in the profiles of soils in China ranged within 2.49~18.10 μg kg^-1, with a mean value of 10.01 μg kg^-1, and was in the sequence of Ferralisols > Luvisols > Isohumisols > Aridisols. The correlation analysis between Av-Se and the soil physical-chemical properties revealed that the correlations between Av-Se and O.M., CEC, Fe₂O₃, Al₂O₃, ignition loss, Co and Zn were positive at a highly significant level, but those between Av-Se and pH, base saturation, CaO, Ba and Sr were all negative at a highly significant level. The reason of some diseases related to the Se deficiency might be the leaching loss of selenium in some soils.     

降雨强度对黄土坡面矿质氮素流失的影响

利用室内模拟降雨试验，研究了黄土区土壤矿质氮素随地表径流迁移流失和入渗的动态变化，初步探讨了径流与土壤矿质氮素的作用深度EDI，并提出了EDI深度的确定方法。结果表明：土壤矿质氮素流失是降雨、径流与表层土壤矿质氮素作用的结果，随径流流失量显著高于随泥沙流失量，地表产流过程径流养分浓度呈现高—低—较高变化；降雨(降雨强度)和径流是土壤溶质迁移的动力，对土壤矿质氮素随径流流失和入渗有着重要影响。雨强增大，土壤矿质氮素流失量、径流作用深度(EDI)和土壤硝态氮入渗锋值深度均增加；同一坡面不同坡位土壤NO^－₃-N与径流有效作用深度(EDI)和浓度锋值深度不同，坡中下部最深，坡顶部和坡底部较浅；土壤NO^－₃-N和土壤NH⁺₄-N入渗和再分布过程截然不同。     

我国东南部地区红壤表土养分的淋溶及再分布

The leaching and redistribution of nutrients in the surface layer of 4 types of red soils in Southeast China were studied with a lysimeter experiment under field conditions. Results showed that the leaching concentrated in the rainy season (from April to June). Generally, the leaching of soil nutrients from the surface layer of red soils was in the order of Ca > Mg > K > NO₃-N. In fertilization treatment, the total amount of soil nutrients leached out of the surface layer in a red soil derived from granite was the highest in all soils. The uptake by grass decreased the leaching of fertilizer ions in surface layer, particularly for NO₃-N. Soil total N and exchangeable K, Ca and Mg in the surface layer decreased with leaching and grass uptake during the 2 years without new fertilization of urea, Ca(H₂PO₄)₂, KCl, CaCO₃ and MgCO₃. Ca moved from the application layer (0~5 cm) of fertilizer and accumulated in the 10~30 cm depth in the soils studied except that derived from Quaternary red clay. The deficiency of soil exchangeable K will become a serious degradation process facing the Southeast China.     

不同水肥管理模式对太湖地区稻田土壤氮素渗漏淋溶的影响

针对当前我国水稻生产中日益严重的水资源短缺及稻田土壤氮素渗漏淋溶引发的面源污染问题,本研究通过设置2种灌溉方式及4个施氮水平的双因子交互试验,探讨了不同水肥处理对稻田土壤氮素渗漏淋溶的影响.结果表明,稻田20 cm处渗漏水中NH+4-N浓度与施氮量呈正相关关系,减少氮肥施用量,可降低2％～35％的NH+4-N浓度,而80 cm处NH+4-N浓度与施氮量无相关关系;稻田20 cm、80 cm处渗漏水中NO3-N浓度均与施氮量呈正相关关系;控制灌溉显著提高了稻田80 cm处渗漏水中NO-3-N浓度,增幅达31％,但由于其水分渗漏量少,NO3-N淋溶量较常规灌溉仍降低16％～ 49％; NO3-N是稻田中氮素渗漏淋溶的主要形式,占氮素渗漏淋溶总量的77％～92％;减氮施肥条件下,NO3-N渗漏淋溶量降低14％～56％.控灌减氮措施可很好地协调产量效益与水体环境效益,是适宜太湖地区的环境友好型水肥管理模式.     

有机肥对设施土壤硝态氮垂直分布的影响

以辽宁省新民市某设施蔬菜大棚为研究对象,研究在保护地栽培条件下不同有机肥施用量对不同施肥年限的设施土壤(0~120 cm土层)硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明,土壤硝态氮的垂直分布与土壤的施肥年限和有机肥施用水平密切相关。在不同施肥处理条件下,施肥1年后各处理土壤剖面硝态氮累积和淋溶程度均很低;施肥2年后硝态氮累积迁移显著,尤其是高量有机肥的投入(处理M4),设施土壤0~120 cm土层都出现硝态氮淋洗现象。在不同施肥年限下,中高量有机肥处理都存在不同程度的硝态氮累积现象,硝态氮累积量随施肥量和施肥年限的增加而增加,随土壤深度的增加而降低,累积峰值集中在0~60 cm土层。     

滴灌施肥条件下不同种类氮肥在土壤中迁移转化特性的研究

采用室内土柱模拟方法研究了滴灌条件下不同种类氮肥(硝态氮、铵态氮和尿素态氮)在土壤中的迁移、淋溶和转化特征。结果表明,3种氮肥在2种质地土壤中的淋失量均是硝态氮肥>尿素>铵态氮肥,淋失的氮素主要为肥料氮。砂壤土上氮素的淋失量明显高于粘壤土。滴灌施用铵态氮肥,显著增加了土壤中NH4+-N含量,随着硝化作用的进行,NH4+-N的量在培养的第5d左右达高峰,尔后含量逐渐降低。与滴灌施用硝态氮肥相比,施用铵态氮肥和尿素后在培养期间土壤矿质态氮(NO3--N+NH4+-N)的含量有降低的趋势，降低的原因可能与N+NH4+-N在土壤中的固定、挥发等有关。