模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照(pH 6.5)的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。     

模拟酸雨对施肥条件下赤红壤氮磷淋失特征的影响

通过土柱模拟淋洗试验,研究了施用等量有机复合肥条件下,不同酸度模拟酸雨对赤红壤氮磷淋失特征的影响。结果表明,铵态氮、硝态氮、无机氮和总氮淋失量均随酸雨pH值增大而下降;pH 2.0模拟酸雨和对照（pH 6.5）的无机氮和总氮淋失量差异不显著,但均显著高于pH 3.0、pH 4.0和pH 5.0酸雨;pH 5.0模拟酸雨无机氮和总氮淋失量均最低,表明强酸性酸雨和中性淋洗液均促进氮淋失,而酸度与土壤接近的酸雨减少氮淋失。与对照相比,模拟酸雨对DP淋失无显著影响,但显著降低PP和TP淋失;不同模拟酸雨各形态磷淋失量均无显著差异,表明酸雨对赤红壤磷淋失影响有限。酸雨对淋滤液氮磷浓度动态变化和氮磷累计淋失量动态变化等均无显著影响。     

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。     

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。     

有机无机氮肥配施对土壤氮淋失及油麦菜生长的影响

利用网室盆栽试验,研究了相同施氮量不同有机无机氮配施比例：0∶4、1∶3、1∶1、3∶1和4∶0对油麦菜产量及土壤氮淋失的影响。结果表明,0∶4配比（单施无机氮肥）处理土壤渗虑液pH值最低,而总氮、硝态氮和铵态氮淋失量最高,分别为926.6、648.3和194.7mg;配施有机肥能够显著提高渗滤液pH值和增加油麦菜产量,同时降低土壤氮淋失量,且随有机肥配施量增加,土壤氮淋失量下降明显,而1∶1有机无机氮配比处理油麦菜产量最高;硝态氮是土壤主要的氮淋失形态;油麦菜移栽第5 d和第18 d是土壤总氮、硝态氮淋失高峰期,且无机氮肥追施能够增加总氮、硝态氮的淋失量;土壤铵态氮淋失量随油麦菜生长总体上呈下降趋势。从兼顾油麦菜产量和减轻氮对环境污染两个角度考虑,有机无机氮1∶1的用量配比较佳。     

基于精细管理地区减少氮淋失的管理模型

虽然氮是集约耕作农业系统的重要营养物,但是充分发挥其效率并减少损失非常困难,原因之一是影响土壤残留硝态氮和硝态氮淋失潜力的空间和时间变异性。1999~2001年美国土壤学家Delgado使用氮素淋洗经济分析(NLEAP)模型评价精细管理地区的氮管理效益。氮淋失随管理地区变化,低生产力地区淋失量最大。研究发现生产力是决定硝态氮淋失的重要空间变量,低生产力地区硝态氮淋失量随施肥量增加而增加。除了氮,可以限制产量以减少硝态氮的生长季淋失和土壤残留硝态氮非生长季的有效淋失。基于生产力地区的空间变量施肥比统一施肥的硝态氮淋失量少,且维持最高产量,使用精细管理后第一年可减少硝态氮的淋失率为25%。     

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。     

中国农田氮肥面源污染估算方法及其实证：Ⅲ估算模型的实证

在总结农田氮肥淋失的一般性规律基础上,建立了农田氮肥淋失的理论模型,具体建立了以下4类模型并进行了实证：施肥量与地下水硝态氮含量关系模型（直接评价模型）、施肥量与土壤硝态氮淋失量关系模型（间接评价模型）、施肥量与土壤硝态氮淋失浓度关系模型（间接模型）、施肥量与土壤硝态氮残留量关系理论模型（间接评价模型）。研究表明：上述4个理论模型和实际模型的比较说明,虽然氮的淋失总体上与施氮量正相关,但是不同气候区和土壤条件,其开始淋失或积累的施肥量不同,并且随施肥量增加的趋势（快慢）也不同,因此,必须建立适合于不同区域的模型参数才能实现更准确的淋失预测。但是,从宏观上,也可以通过参数的平均而大体地预测氮的淋失等级或趋势。     

不同施肥对雷竹林土壤氮、磷渗漏流失的影响

于2009年利用土壤渗漏水收集器在浙江省临安市的雷竹林中进行雷竹林氮、磷渗漏淋失特征的田间试验,以比较不同施肥处理对雷竹林土壤氮、磷渗漏流失的影响。结果表明:土壤渗漏水量与降雨量呈显著正相关(p<0.05)。土壤渗漏水中全氮(TN)和全磷(TP)的浓度均随施肥量增大而增加。不同施肥处理渗漏水中TN和TP的平均浓度分别为19.7～50.9mg/L和1.2～2.5mg/L。硝态氮(NO3--N)是渗漏水中TN的主要形态,占TN的75.7%～83.6%。整个试验期间,各施肥处理雷竹林氮和磷的累计淋失负荷分别为53.0～149.2kg/hm2和3.0～5.8kg/hm2。不同施肥处理雷竹林土壤渗漏水中氮、磷渗漏淋失负荷递减次序为常规施肥>缓释肥>专用复合肥>微生物肥>对照。与常规施肥处理相比,低量施肥量的专用复合肥、缓释肥和微生物肥处理的氮渗漏流失负荷分别减少31.8%,17.6%,41.2%,而磷渗漏流失负荷分别减少29.4%,12.9%,40.4%。     

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。     

酸雨对黄土磷的淋溶效应

采用室内土柱模拟淋溶试验,分析了陕西省杨凌区3种土壤在5个酸雨梯度的侵蚀作用下,土壤磷的释放和迁移规律.结果表明,酸雨会使土壤受到一定程度的酸化,而土壤的酸化程度与酸雨的pH值、土壤的类型、土壤的pH值、阳离子交换量、有机质含量有关.土壤对酸雨的缓冲能力由大到小的顺序为:腐殖质层＞母质层＞黏化层.随着酸雨累积淋溶量的增加,土壤磷的释放总量呈增加趋势,但淋失率会下降.酸雨的pH值为5时土壤磷的累积淋失量最大,土壤磷的累积淋失量和淋失率顺序为:腐殖质层＞黏化层＞母质层.酸雨对腐殖质层的磷具有最强侵蚀效应.母质层和黏化层的酸化主要发生在土壤表层,而腐殖质层酸化主要发生在土壤底层,酸雨侵蚀后腐殖质层酸化最严重.长期的酸雨侵蚀会导致土壤磷流失,造成土壤养分贫瘠化.     

片麻岩新成土中硝态氮垂直运移规律模拟研究

采用室内土柱模拟的方法,研究河北省太行山片麻岩新成土中不同肥料、不同施氮量对硝态氮垂直运移的影响。结果表明,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1∶0.87∶0.94。中等施氮量下,有机无机复混肥可以降低氮素淋失。尿素硝态氮淋失率平均为29%,氮磷复合肥平均为27.8%,有机无机混合肥平均为23.7%。60 cm和90 cm处硝态氮淋失量比值为1∶1.03,差异不显著。淋溶结束后,有机无机混合肥在不同土层各处理中硝态氮含量最高,尿素硝态氮含量最低。     

磷酸二氢钙和氯化钾对氯化铵处理黄泥土水溶性铵态氮和硝态氮的影响

氮磷钾是农业生产中大量施用并且经常共同施用的肥料,三者在土壤中的相互作用对养分的迁移转化、吸收和代谢有着深远影响.本文模拟生产中氮磷钾肥料同施,研究了田间持水量条件下磷酸二氢钙、氯化钾对氯化铵处理土壤水溶性铵态氮和硝态氮的影响.结果表明,铵态氮施入土壤后,随着培养时间的延长,土壤中水溶性铵态氮含量下降,硝态氮含量升高,两者之间存在着显著相关性.磷酸二氢钙延缓了铵态氮向其他形态氮的转变,使培养中期土壤水溶性铵态氮显著高于氯化铵处理土壤,并对培养中后期硝态氮的增加有抑制作用.氯化钾增加了培养前中期氯化铵处理土壤铵态含量,但显著抑制了氯化铵处理土壤培养后期硝态氮的含量.因此,农业生产中氯化铵和氯化钾共施,氯化铵和磷酸二氢钙共施,氯化铵、氯化钾和磷酸二氢钙共施,对提高氮肥利用率,降低硝态氮淋失损失均有重要作用.     

棕壤和褐土的酸淋溶特征

用室内模拟淋洗土柱的方法 ,对棕壤和褐土的酸淋容特征进行了研究。结果表明 ,p H低的酸雨使棕壤严重酸化且有活性铝测出 ,但对褐土的影响相对较轻。 4种盐基离子淋失总量与酸雨的氢离子浓度呈极显著的正相关关系 ,淋失量 Ca2 >Mg2 >Na >K ,其中 Na 对酸雨的酸度最不敏感。电导率的变化与盐基淋失量的变化有相同趋势 ,但不同处理之间的差别倍数大于盐基淋失差别的倍数 ,4种酸雨对土壤的危害程度为 p H2 >p H3>p H4、p H5 ,其中危害棕壤的程度高于褐土。     

新型肥料施用对玉米季土壤硝态氮累积的影响

田间条件下,以封丘县潮土为研究对象,研究了在200 kg/hm~2供氮水平下施用3种新型肥料(金阳牌有机复合肥、金正大控释肥和红四方纳米控失肥)对玉米季不同土壤层次硝态氮运移的影响.结果表明,与对照不施肥处理相比.各肥料处理均能增加土壤硝态氮的累积,尤其对耕层(0-30 cm)影响最大.且其变化除了受肥料品种影响外,施肥时期、灌溉量、降雨量等外界因素也影响较大.研究还发现,3种新型肥料均有利于提高0-80 cm土壤硝态氮累积,其中以红四方纳米控失肥增加相对较多,有助于促进当季玉米利用,提高肥料利用率,可作为适宜该地区玉米季的肥料品种之一.     

石墨烯溶胶配施化肥对土壤中养分流失的影响

通过土柱淋溶试验研究了石墨烯溶胶配施化肥后对土壤中养分流失的影响,以探究石墨烯溶胶的保肥作用。试验共设计5个石墨烯溶胶浓度,进行4次淋溶,测定每次淋溶液以及4次淋溶后的土壤的电导率、氮、磷、钾含量。结果表明:(1)石墨烯溶胶与化肥配施于土壤中后对淋溶液的电导率、氮、磷及钾的含量均有影响,且添加的石墨烯溶胶浓度越大影响越明显。添加石墨烯溶胶处理后的淋溶液中,硝态氮、总氮、磷的含量最大可分别降低88.2%,80.9%和84.7%。(2)4次淋溶后,添加石墨烯溶胶处理的土壤中氮、磷、钾的含量及电导率与对照相比均有增加,其中对总氮、总磷的持留效果最大可提高175.0%和59.3%,但对铵态氮的持留无明显效果。(3)石墨烯溶胶对淋洗液和土壤的pH影响不明显。石墨烯溶胶与肥料施入土壤中,可明显减少土壤中养分的淋溶损失,对土壤中的养分有明显的持留效果,具有保肥的作用。     

滴施酸性有机肥浸提液对棉田土壤养分活化和利用效率的影响

【目的】 随着水肥一体化施肥方式的应用,新疆棉花生产化肥投入量大大增加,有机肥投入不断降低。本研究探索用磷酸和硝酸浸提有机肥养分,利用酸性有机肥浸提液替代部分化肥的效果,为增加有机肥施用提供途径。 【方法】 以腐熟鸡粪有机肥为原料,在塑料桶内,分别用pH为1的硝酸和磷酸,按照浸提剂与有机肥的质量比为5∶1进行浸提,恒温箱内保持25℃恒温,每8小时搅拌一次,浸提持续2天。浸提结束后用0.038 mm尼龙网过滤,滤液用于滴灌施肥。以不施肥、施用常规化肥和硝酸有机肥浸提液作对照 (代号依次为CK、CK1和NAE-CK);设置有机肥浸提液替代全量的磷肥、2/3磷肥和1/3磷肥三个替代量,施肥量分别为4950 L/hm2、3300 L/hm2、1650 L/hm2 (代号:PAE、2/3PAE、1/3PAE);再以pH为1的硝酸和磷酸为对照 (HN-CK、HP-CK),所有施肥处理以化肥补足至总养分量一致。分别在第五次施肥后5天 (花铃期),第八次施肥后10天 (吐絮期),在距滴灌带滴头处 (0 cm) 以及距离滴头15 cm和30 cm处,分别采集0—20 cm、20—40 cm和40—60 cm土壤,测定土壤有机质、氮、磷、钾等有效养分含量。棉花成熟后每小区取植株3株,测植株氮磷钾吸收量,以实收产量计产。 【结果】 1) 施用两种有机肥浸提液与施用硝酸和磷酸浸提剂相比,土壤有机质含量增加了1.4%～16.8%,而单施对应的酸性浸提剂却使土壤有机质含量较CK降低10.2%～25.5%。2) 酸性有机肥浸提液代替部分化肥较常规施肥均不同程度提高了土壤水平0—30 cm与垂直0—60 cm范围内氮、磷、钾有效养分的含量,尤其对0—20 cm土壤的磷有明显的活化作用,增加了作物对其吸收量。1/3磷肥替代量处理对土壤养分最高提升6.3%,但差异不显著;2/3磷肥替代量和替代全部磷肥处理对土壤养分别最高提升35.3%和58.1%,差异均达到显著水平。3) 磷酸有机肥浸提液和磷酸浸提剂处理对土壤磷和钾有明显的活化作用,磷酸有机肥浸提液效果优于硝酸有机肥浸提液;有机肥浸提液的pH与土壤速效磷呈负相关 (–0.491*),浸提液有机质含量与土壤速效钾有显著正相关 (0.497*)。4) 施用4950 L/hm2的硝酸有机肥浸提液对氮的利用效率最高 (53.1%),4950 L/hm2的磷酸浸提剂对磷和钾的利用效率最高 (28.9%和344.8%)。 【结论】 有机肥浸提液作为一种新型酸性有机肥料,不仅适合新疆的滴灌施肥,还可以增加土壤有机质含量,活化新疆石灰性土壤的养分,尤其对于0—20 cm土壤的磷钾肥的利用效率提高显著。等施肥量下,磷酸有机肥浸提液对土壤的磷,钾活化效率高于硝酸有机浸提液,磷酸有机肥浸提液施肥量为3300 L/hm2时棉花产量最高,养分农学利用效率最高。      

大沽河流域农田土壤磷有效性及全磷淋失影响因素试验

以青岛市大沽河流域砂壤、河潮土、砂姜土3种农田土壤为研究对象,开展室内土柱试验,研究土壤pH、温度、含水率等理化性质与生物炭和氮肥配施对土壤有效磷(Olsen-P)和全磷(TP)淋失的影响,以期为提高农田土壤磷素有效性、减少全磷淋失提供参考依据。结果表明:3种土壤的pH在偏中性或弱碱性时磷素有效性最高,pH偏酸性时,土壤全磷淋失量较大;3种土壤不同土层中的Olsen-P含量随含水率的增加表现为不同的变化规律;3种土壤的磷素有效性均随温度的升高逐渐增大,全磷淋失量随温度的升高逐渐降低;生物炭和氮肥配施(T1~T7)处理下均能够有效提高土壤磷素有效性,作用效果依次为生物炭和氮肥联合施加>单加生物炭>单加氮肥,当氮肥和生物炭比例为2:1时,土壤磷素有效性最高。生物炭与氮肥联合施加对土壤全磷淋失的抑制效果优于单独施加生物炭,氮肥对全磷淋失的抑制效果不明显。     

有机无机肥配施模式对氮素淋失的影响

为了探索农田氮素淋失低风险的有机无机肥配施模式,该研究收集了331个有效农田有机肥化肥配施数据对,分析了施肥总量、施肥结构（有机肥替代比）、施肥时间（基追施）、有机肥种类等因素对氮素淋失的总体影响。结果表明：与单施化肥相比,有机肥配施化肥中氮素总量较低时（N<200 kg/hm2）,农田总氮（Total Nitrogen,TN）、硝态氮（NO3--N）淋失分别减少36.77%、65.05%;有机肥替代比高于70%,虽然可减少TN淋失（39.64%）,但增加了溶解性有机氮（DON）淋失的风险（15.78%）,尤其是动物型有机肥替代化肥使DON淋失增加26.31%;氮肥基施可显著降低TN、NO3--N淋失（43.58%、70.51%,P<0.05）。碱性旱地土壤上有机肥配施化肥可有效抑制TN、NO3--N淋失,但增加了26.63%～42.95%的DON淋失。旱地氮素淋失以NO3--N为主,且淋失系数高于水田,提高有机肥替代比可以大幅降低旱地氮素淋失,但增强了DON淋失。因子重要性分析表明：有机肥替代比对TN淋失影响占主导作用,而施氮水平对NO3--N、DON淋失影响更为重要。因此,低施氮量、高替代比动物型有机肥可有效减少碱性旱地土壤氮素淋失,为有机肥配施化肥的农田应用提供依据。