不同施肥模式对太湖流域农田土体氮磷流失与营养累积的影响

[目的]研究不同施肥模式对太湖流域农田蔬菜产量及土体氮磷流失与营养累积的影响,为太湖流域农业面源污染防治和治理提供科学依据。[方法]以太湖流域农田土体蔬菜地为研究对象,采用田间径流池法进行不同施肥模式的田间小区试验。[结果]与常规施肥相比,优化施肥可减少地表径流氮磷流失量;有机肥的施用能有效抑制地表径流氮流失;与对照地相比,其他几种施肥处理均可使蔬菜植株氮、磷、钾素累积量增加。[结论]优化施肥可使研究区蔬菜产量提高31%,可使作物肥料利用率提高27%。     

湖区小麦-玉米轮作模式下不同施肥措施调控氮磷养分流失研究

针对我国南水北调东线过水区南四湖富营养化问题,利用沿湖流域典型种植模式——小麦-玉米轮作体系,选择材料易获取的几种施肥措施,采用田间原位安装淋溶水采集器和地表水径流池收集水样,室内分析不同处理防控氮磷养分流失的效果。结果表明:各施肥措施在作物不同茬口均能降低氮磷养分的随水流失,不同模式防控养分流失效果有差异;氮径流损失中,硝态氮占主要比例,玉米季和小麦季分别为82.7%~86.4%和94.2%~96.5%,而淋溶途径中硝态氮比例略有下降;径流为氮损失的主要途径,玉米茬口氮损失比例占轮作周年的67.0%~71.4%;磷径流损失中可溶性磷和颗粒磷比例相当,而淋溶磷以可溶性磷为主;淋溶途径损失的磷养分比例稍高,仍以玉米茬口总磷损失为主,占54.4%~63.1%;防控氮磷流失结合周年作物产量,玉米上使用减量控释氮肥或优化施肥配合秸秆还田、小麦上优化施肥或使用减量控释氮肥是相对理想的养分运筹搭配模式。     

巢湖流域麦稻轮作农田径流氮磷流失研究

采用田间径流池法,在巢湖流域麦稻轮作种植条件下,研究农田地表径流氮磷流失的特征。研究结果表明:麦稻轮作农田径流总氮流失量为45.27～101.38kg/hm2,总磷流失量为0.302～0.612kg/hm2。总氮的66%以上是在麦季流失的,总磷的89%以上是在稻季流失的。常规施肥条件下麦稻轮作农田氮肥流失率在6%左右,磷肥流失率在0.45%左右。水稻和小麦氮肥减施30%和磷肥减施50%能够减少氮磷的径流流失量,分别减少总氮径流流失量2.83kg/hm2,减少4.1%左右,减少总磷径流流失量0.055kg/hm2,减少10.7%以上。氮肥减施30%对第一年的作物产量没有造成较大减产,可以实现减量不减产的目标。     

自然降雨条件下减肥和资源再利用对东北黑土玉米地氮磷流失的影响

通过土槽模拟径流试验,在自然降雨条件下不施肥、常规施肥(化肥)测土配方施肥(减肥)、秸秆还田施肥和有机肥与化肥混施(资源再利用)对东北地区黑土玉米地表径流氮磷流失影响进行研究。结果表明,泥沙所携带的养分是养分流失的主要途径;测土配方施肥、秸秆还田和有机肥能有效减少地表径流氮磷流失负荷。在整个玉米生长期间,常规施肥径流氮磷流失负荷为2.0kg/hm2和0.2kg/hm2;测土配方为1.7kg/hm2和0.18kg/hm2;秸秆还田为1.5kg/hm2和0.17kg/hm2;有机肥为1.7kg/hm2和0.23kg/hm2。常规施肥肥料氮、磷流失率为3.02%和0.58%。减肥和资源再利用对黑土玉米地养分流失具有减缓作用。     

洱海流域北部农田养分平衡及残留特性研究

为减少农田氮磷流失,改善洱海水质、遏制富营养化发展,以洱海流域北部8个乡（镇）为研究区域,采用现场调查与分析测试相结合的方法研究了洱海流域北部10种典型轮作模式的施肥量、作物养分吸收量、农田养分盈余量以及土壤养分残留状况,对不同轮作模式农田养分平衡及残留特性进行了分析评价。结果表明,水稻-大蒜轮作模式下有机肥和氮肥的投入量显著高于其他模式,水稻-蔬菜作物轮作模式的磷肥投入量显著高于其他模式;不同轮作模式间土壤养分残留差异性以硝态氮最为突出：水稻-大蒜轮作条件下土壤硝态氮残留量达43.4mg.kg-1,明显高于其他轮作模式;10种轮作模式均处于养分盈余状态,以水稻-大蒜轮作模式养分盈余量最大,为1258.8kgN.hm-2和1472.7kgP2O5.hm-2;养分盈余量差异主要凸现在小春季作物上;土壤中易流失的硝态氮、铵态氮和速效磷与氮磷肥的投入量和养分盈余均呈显著相关。表明水稻-大蒜和水稻-蔬菜轮作是洱海流域农田环境污染风险较高的种植模式,需要重点防控。     

不同施肥模式对蔬菜产量及菜地氮流失的影响

在天然降雨条件下,通过3茬蔬菜（苋菜、青菜、茄子）的田间小区试验,研究了不施肥、单施化肥、优化施肥（化肥有机肥配施）、单施有机肥、增施氮肥、增施磷肥6种施肥模式对蔬菜的产量、植株氮素累积量、氮肥利用率及氮随地表径流流失的影响。结果表明,与不施肥相比,其它5种施肥模式可分别提高产量93.55%,103.74%,96.68%,130.78%,136.04%;不同施肥模式下,通过地表径流流失的总氮量为68.11～92.10kg/hm2,与单施化肥相比,单施有机肥和优化施肥可分别使地表径流总氮流失量减小4.67%和2.02%,增施氮肥和增施磷肥可使地表径流总氮流失量在优化施肥的基础上增加10.53%和8.28%。因此在蔬菜的施肥上应改进肥料的配比,在施N量和施P量保持稳定的条件下,增加有机肥的施用比例,减少化肥的施用比例,将能有效降低菜地氮的排放。     

秦岭北麓猕猴桃果园施肥现状与评价—以周至县俞家河流域为例

【目的】秦岭北麓是陕西省优质猕猴桃(Actinidia deliciosa)适栽区和分布最为集中的区域之一。摸清该地区猕猴桃果园的施肥现状、 养分输入特征和养分管理中存在的问题,对于提高果品质量、 增加果农经济收益和规范猕猴桃产业良好发展具有重要意义。【方法】秦岭北麓猕猴桃主产区俞家河流域是一个典型的闭合流域。采用实地走访结合问卷记录的方式,于2012~2013年连续两年调查了该流域内240余个果园的生产和养分管理现状。调查内容主要包括: 建园基本情况、 果园面积、 主栽品种、 树龄、 栽种密度、 施肥量、 肥料品种、 施肥时期、 施肥方法、 果实产量和灌溉等。根据调查果园的实际肥料投入量和各肥料产品中标注的有效养分含量,计算化肥中各养分的投入量; 根据《中国有机肥养分志》提供的标准值,计算有机肥提供的养分量。结合该区域文献资料推荐的果园肥料用量最终确定了果园的合理施肥量,并以此为标准对该流域果园养分投入现状进行了初步评价。【结果】通过实际调查和文献资料汇总,当猕猴桃产量在24~42 t/hm2时,建议化肥用量分别为: N 375~500 kg/hm2,P2O5 186~266 kg/hm2,K2O 286~350 kg/hm2,有机肥用量为30000~65000 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O养分比例约为1∶0.5∶0.73。果园养分投入评价结果显示,流域内果园有机肥投入比例及用量严重不足。其中,完全不施有机肥的果园占36.4%,即使在施用有机肥的果园中,亦有94.3%的果园有机肥投入不足,其提供养分的比例不足总养分的30%。化学氮肥投入量普遍偏高,平均为N 891 kg/hm2。氮肥投入合理(N 375~500 kg/hm2)的比例仅为5.0%,过量(N 500~750 kg/hm2)的比例22.7%,过高(N 750 kg/hm2)的比例高达59.1%。磷肥投入合理(P2O5 186~266 kg/hm2)的比例为19.4%,不足(P2O5186 kg/hm2)和过量(P2O5266 kg/hm2)的比例分别为28.9%和51.7%。钾肥投入合理(K2O 286~350 kg/hm2)的比例仅为10.7%,不足(K2O 286 kg/hm2)的比例为30.6%,过量(K2O 350 kg/hm2)的比例为58.7%。【结论】秦岭北麓俞家河流域猕猴桃果园有机肥投入严重不足。氮肥过量投入问题严重,过量比例高达81.8%。磷、 钾肥过量和不足现象并存。因此,在今后该区域果树养分管理中,应大力增加有机肥投入量和施用比例,大幅度降低氮肥用量,同时合理引导磷、 钾肥的科学施用。另外,因研究区耕地多以坡地为主,优化养分管理和减少养分损失带来的农业面源污染问题也是今后重点研究的方向。     

广西坡耕地主要经济作物施肥与养分径流流失初探

为研究广西坡耕地主要经济作物甘蔗、玉米和花生农民常规施肥及不施肥处理对植株生长情况、经济产量及养分径流流失的影响,探寻提高广西经济作物经济效益、减少成本、减少环境污染的最佳施肥量,在坡耕地,观测降雨过程的养分径流流失,运用SPSS统计分析软件对试验数据进行分析,寻找成本低、效益高的种植方法。结果表明,对照与常规施肥相比,甘蔗、玉米、花生作物的生长情况差异不明显。对照处理的玉米经济产量、生物产量、淀粉含量分别为851.42 kg·667 m-2、3 640.4 kg·667 m-2、68.40%;比玉米(常规施肥)高100.62 kg·667 m-2、485.98 kg·667 m-2、7.5%;花生对照的粗脂肪比其常规施肥高了45 g·kg-1;径流养分总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮径流流失总量最高的均是花生常规施肥,其次是甘蔗对照,最少的玉米对照。径流量与总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮的相关系数,常规施肥处理偏高于对照。玉米对照的养分径流流失总量最少;花生常规施肥养分径流率最大;玉米比花生更适合在广西肥沃的坡耕地中种植。     

南四湖过水区不同施肥模式下农田养分径流特征的初步研究

以南四湖过水区农田为研究对象,在麦玉轮作夏玉米季内设置地表径流水收集装置,探索减少养分径流损失、提高湖区水质的有效施肥模式。结果表明,有机物料覆盖和与土壤混合可有效降低地表水径流量,泥沙径流损失量与径流水量无直接关系;试验区降水的分布和强度特点使农田径流水无机态氮、总氮、可溶性磷和总磷浓度在玉米不同生育阶段内无显著规律,但其浓度在不同处理间受施肥量、品种及类型的影响差异显著;无机氮径流损失以硝态氮（NO3--N）形式为主（NO3--N占无机氮径流总量的82.9%～90.8%）;可溶性磷和颗粒磷基本各占流失总磷一半的比例,地表径流水NO3--N浓度对水质产生潜在威胁;玉米生育季内农民习惯施肥处理总氮径流损失量可达11.89kg/hm2,氮磷钾平衡施用、控释氮肥应用、有机肥替代部分化肥以及秸秆还田等处理径流水无机氮和总氮损失量（率）以及磷素地表径流量均显著低于农民习惯施肥（FP）。在保证玉米产量前提下（四个处理较FP分别增产7.7%、5.9%、3.6%和1.5%）,为降低养分随地表径流造成的水质污染,上述施肥模式均可在沿南四湖区农田使用,其中控释氮肥的应用综合效果较好。     

有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响

为探讨不同有机肥替代率对小麦减肥增效及减少麦田氮磷流失的效果,在等氮有机养分替代条件下进行田间小区监测试验,设置8种不同处理,分别为空白对照(CK),常规施肥(CF),100%、50%、30%猪粪有机养分替代氮肥(M1、M2、M3)及100%、50%、30%秸秆有机养分替代氮肥(F1、F2、F3),研究有机肥替代率对小麦产量、麦田氮磷流失、肥料利用率和土壤肥力的影响。结果表明,100%有机养分替代处理与常规施肥处理相比小麦产量均显著降低,但减少了麦田氮径流流失,提高了土壤肥力。麦田不同处理下总氮流失量为21.90~33.66 kg·hm^-2,与常规施肥处理相比,不同比例猪粪、秸秆有机养分替代处理总氮流失量减少了8.44%~25.94%;总磷流失量为0.60~2.00 kg·hm^-2,100%有机养分替代处理相比于常规处理总磷流失量升高了24.64%~44.93%。不同处理下小麦氮、磷肥利用率分别为17%~35%、5%~19%,其中30%~50%猪粪有机养分替代处理下氮、磷肥利用率较高,而100%猪粪、秸秆有机养分替代氮、磷肥利用率较常规施肥处理均显著降低。有机养分替代能够缓解土壤酸化,使土壤pH值维持稳定,与常规施肥处理相比,有机养分替代处理下土壤肥力有所提高。综合不同比例猪粪、秸秆有机养分替代对小麦产量、土壤肥力及麦田氮磷径流流失的影响,30%~50%猪粪有机养分替代在保证小麦高产稳产的同时,能有效降低麦田氮径流流失量,且维持较低水平磷径流流失量,是一种适宜的资源有效利用、节肥增效的有机养分替代模式。本研究结果为小麦生产中合理利用养分资源、减少化肥投入、控制麦田氮磷径流流失提供了参考。     

绿肥覆盖对紫色土坡耕地柑橘园氮磷流失的阻控效应研究

为探明紫色土坡耕地不同绿肥覆盖对柑橘园径流和养分流失的阻控效应,在田间径流小区设置黑麦草(Lolium perenne L.)、光叶苕子(Vicia villosa Roth var.)、二月兰(Orychophragmus violaceus)和清耕对照4个处理,定量监测了在自然降雨条件下不同处理的径流及氮磷养分流失量。结果表明,与清耕对照相比,周年内绿肥覆盖可显著降低8.7%~27.0%的地表径流量、30.1%~50.6%总氮流失量和32.4%~62.9%总磷流失量。绿肥覆盖对径流和养分的阻控效应在不同品种间存在差异,整体表现为黑麦草>光叶苕子>二月兰。与清耕对照相比,黑麦草覆盖使径流中总氮、可溶性氮、硝态氮和铵态氮的流失总量分别减少50.6%,47.0%,49.5%和48.1%;总磷、可溶性磷和磷酸盐流失总量分别减少62.9%,62.6%和62.6%。此外,绿肥覆盖对不同形态养分的阻控效应也有所不同,其径流液中以可溶性氮和颗粒态磷的流失占比最大,分别占总氮和总磷的59.6%~67.0%和68.6%~71.8%。综上,绿肥覆盖栽培能有效降低紫色土坡耕地柑橘园径流及氮磷的流失,其中以覆盖栽培黑麦草和光叶苕子较好。研究结果为紫色土坡耕地柑橘园水土保育和面源污染防治提供了依据。     

水蚀风蚀交错区土壤养分特征与土壤质地及水分关系

黄土高原水蚀风蚀交错区在强烈的水蚀风蚀作用下,土壤养分流失严重,土壤退化明显。但不同的土地利用方式,这种退化规律有较大的差异。以位于黄土高原水蚀风蚀交错区的六道沟小流域为研究区,分析坡耕地和荒草坡地土壤养分特征,探讨土壤养分与土壤质地及水分的相关性。结果表明:(1)水蚀风蚀交错区各养分含量都较低,其养分含量表层均高于下层,坡耕地高于荒草地;土壤各养分上下层比值越大,土壤的供肥持续能力越差;(2)坡耕地土壤养分含量表现出与坡地水土流失相似的规律,从坡顶部到坡底呈现先减小后增大的趋势;(3)土壤水分含量影响土壤质地变化,并与土壤有机质和全氮关系最好,与有效态氮的关系较密切;(4)土壤养分含量与土壤质地的吸附作用有关,组成物质越细,吸附能力越强,但这种吸附能力还与不同粒级组成的比重有关,其机理有待于进一步研究。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

紫色土区不同植物篱模式控制坡耕地氮素流失效应

为优选紫色土区控制农田氮磷等养分流失的复合农林模式,利用野外径流小区试验,结合室内分析与数理统计法研究了植物篱模式控制紫色土区坡耕地氮素流失效应。结果表明,植物篱模式减少了坡耕地总氮及各形态氮流失负荷,就总氮而言,20°坡耕地紫穗槐与香根草模式下年均总氮流失负荷分别比横坡农作模式降低92.4%、90.0%;13°坡耕地紫花苜蓿与蓑草模式的年均总氮流失负荷分别比横坡农作模式降低88.7%、83.9%。径流与泥沙流失量的减少与径流氮浓度的降低是植物篱控制坡耕地氮素流失的主要机制。紫穗槐、香根草、紫花苜蓿与蓑草植物篱模式可作为西南紫色丘陵区农业非点源氮素污染的源头控制技术,特别是20°以上坡耕地推广与实施灌木类植物篱模式,能长期有效地控制农田盈余氮素流失。     

应用分形理论估算丹江口水库水源区总氮、总磷的流失量

[目的]掌握区域农业面源污染物的流失状况,证明分形计算结果的可靠性。[方法]采用分形理论对丹江口水库水源区河南省所在的区域2013年总氮(TN),总磷(TP)的流失量进行估算,并与输出系数法的值进行比较。[结果]研究区污染物的流失以氮为主,TN的流失量是TP的7.16倍;禽畜养殖引起的流失量最多,占了总量的69.93%,农田化肥中的流失量占21.99%;灌河产生的污染物最多,其次是丹江、淇河、滔河,但在流失强度上却是滔河最大,其次是灌河、丹江、淇河;通过配对t检验分析将分形方法计算的污染物总量与输出系数法相比,在0.1水平下有统计学意义,说明前者较后者更能反映实际。[结论]用分形方法估算区域污染物的面源污染是可行的,应当加强区域禽畜粪尿和农田化肥的管理,以确保丹江口水库水质。     

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。     

沙地土壤pH值、养分含量对微地形变化的响应

[目的]针对浑善达克沙地土壤pH值、碳、氮、磷含量的微地形变异性进行研究,系统分析浑善达克沙地不同微地形条件下土壤营养物质含量的的变化规律,为浑善达克沙地环境建设和合理开发利用提供理论参考。[方法]以内蒙古锡林郭勒盟白音锡勒牧场境内的中国科学院内蒙古草原生态系统定位站长期围封的沙地样地为研究对象,测定坡位对土壤pH值、碳、氮、磷含量。[结果]不同坡位pH值平均值大小顺序为:阳坡坡底阴坡坡顶;有机碳含量平均值大小顺序为:坡底阴坡阳坡坡顶;全磷含量平均值大小顺序为:坡底阴坡坡顶阳坡;土壤含氮量阴坡和坡底显著高于坡顶和阳坡。[结论]不同微地形条件下各层土壤pH值、全碳和全磷含量的变异系数均表现为阳坡和坡顶高于阴坡和坡底;同一坡位不同土层营养物质含量变异系数大小关系没有规律可循,因坡位和土层不同而表现出不同的大小关系。     

澄江尖山河小流域不同土地利用类型面源污染输出特征

研究了自然降雨条件下澄江尖山河小流域4种不同土地利用类型径流小区中面源污染输出特征。结果表明,不同土地利用类型径流小区中面源污染物输出量不同,农地的全磷输出量最大,其次是人工林,次生林和灌草丛较小;氨氮和COD输出量表现出农地和人工林大于次生林和灌草丛。不同土地利用类型径流中面源污染物输出浓度没有显著差异,但从总体上来看,植被覆盖度越高,径流水中的氮、磷浓度越高,而COD、氨氮浓度越低,硝态氮浓度是亚硝态氮浓度的8.5~111倍,可溶态氮以硝态氮形式流失为主;侵蚀泥沙有富集养分的特征,且次生林和灌草丛的富集率高于农地。不同土地利用类型侵蚀泥沙中全氮和全磷的输出量依次为:农地>人工林>灌草丛>次生林,速效氮和速效磷则为:农地>人工林>次生林>灌草丛。与氮相比,表层土壤中的磷更容易随径流流失,磷的输出以泥沙结合态为主,特别是速效磷。     

天然降雨条件下等高反坡台阶整地对坡耕地氮磷输移的影响

[目的] 揭示等高反坡阶整地措施对于坡耕地产流产沙及面源污染物输出的规律,为源头控制坡耕地水土流失和农业面源污染提供科学依据和技术支撑。[方法] 以滇中昆明市松华坝迤者流域试验区内已布设等高反坡台阶措施的坡耕地(15°和22°)径流小区样地为对象,基于2019—2021年降雨、径流及水质数据,采用对比分析的方法,研究样地内的产流、产沙、面源污染物氮素、磷素输出的特征。[结果] 相同雨型下,研究区样地布设等高反坡阶之后坡度为22°的坡耕地比坡度为15°的坡耕地有更显著的减少坡面产流产沙以及面源污染物氮、磷输出的作用。[结论] 等高反坡阶对坡耕地的产流产沙及面源污染物的输出等有显著的控制效果,布设等高反坡阶能够有效地增加坡耕地尤其是坡度较大的坡耕地的保水保土能力。