密云水库上游流域水体营养物质现状及来源分析

密云水库作为北京地区最重要的地表饮用水水源地,其水质优劣直接关系到首都的社会经济发展,开展密云水库水污染监测和治理研究具有重要的现实意义。以密云水库上游流域为研究区,通过不同尺度流域水体营养物质监测,分析了水库上游河流水体营养物质现状;通过分割流量过程线,划分了水体营养物质来自点源和非点源污染的比例。研究结果表明,依据标准(GB3838-2002)要求,密云水库上游河流水体TN含量几乎全部超标,且15.9%样本的TP含量超标。密云水库的营养物质平均40.3%来自点源污染,59.7%来自非点源污染;入库水体中50.1%的TN,49.1%的NO₃^--N,39.0%的NH₄⁺-N,26.5%的TP和36.8%的COD_Mn来自点源污染;49.9%的TN,50.9%的NO₃^--N,61.0%的NH₄⁺-N,73.5%的TP和63.2%的COD_Mn来自非点源污染。     

宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征

过量施氮与不合理灌水是农田面源污染加剧的主要原因。为了寻求较优的水氮管理模式以促进农业生产和减少农田退水对黄河水体的污染, 在宁夏引黄灌区典型稻田中开展了不同水氮条件下稻田氮素迁移转化规律研究。结果表明: 不同水氮条件下稻田田面水NH₄⁺-N 与NO₃^--N 浓度伴随施肥出现明显峰值, NO₃^--N 峰值出现时间较NH₄⁺-N 晚, 且变化较平缓。3 次追肥时期和整个生育期田面水NH₄⁺-N 平均浓度与施氮量和灌水量都呈显著相关, 田面水NO₃^--N 平均浓度与施氮量呈显著正相关, 与灌水量相关性不显著。稻田30 cm与60 cm 深度的直渗水NH₄⁺-N 浓度受施肥影响较大, 与田面水NH₄⁺-N 浓度变化规律相似, 90 cm 处直渗水NH₄⁺-N 浓度峰值出现较为滞后, 且浓度较上层土体低, 120 cm 处直渗水NH₄⁺-N 浓度大体呈现持续上升趋势,整个生育期直渗水NH₄⁺-N 平均浓度与施氮量呈显著相关, 仅30 cm 处NH₄⁺-N 平均浓度与灌水量呈负相关, 其他土层深度不显著。30 cm 与60 cm 直渗水NO₃^--N 浓度在首次灌水后急剧下降, 在施肥后有较小幅度上升, 90 cm 与120 cm 直渗水NO₃^--N 浓度下降缓慢, 仅30 cm 处NO₃^--N 平均浓度与施肥量显著正相关。总的结果表明减少施肥或灌水均可达到减少农田氮素淋失的目的。     

不同铵硝配比对弱光下白菜氮素吸收及相关酶的影响

以黑色遮阳网覆盖模仿弱光环境, 使光照强度为自然光的20%左右, 以自然光照为对照, 采用精确控制水培溶液氮素营养, 研究NH₄⁺-N/NO₃^--N 比例分别为0/100、25/75、50/50、75/25、100/0 对弱光下白菜氮代谢及硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性的影响。结果表明, 弱光下, 白菜的鲜重及叶片总氮量以NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时最大, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为100/0 时最低。随弱光处理的进行, 白菜叶片中硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性均呈下降趋势, 但NH₄⁺-N/NO₃^--N 比为25/75 时, 可维持叶片内较高的硝酸还原酶活性及谷氨酰胺合成酶活性。试验表明, NH₄⁺-N/NO₃^--N 比25/75 是白菜在弱光下生长的较适宜氮素形态配比。     

化感物质对小麦幼苗吸收氮的影响

实验研究了3种不同浓度化感物质阿魏酸(FA)、苯甲醛(BH)、4-对叔丁基苯甲酸(4-BA)对小麦幼苗吸收NO₃-N和NH₄-N的影响 结果表明,小麦幼苗对NO₃-N和NH₄-N吸收随化感物质浓度增大而逐渐降低。15d时在高浓度(0．5g／L)化感物质下小麦幼苗对NO₃-N吸收,FA、BH、4-BA处理分别为对照的58%、5O%、53％;对NH₄-N的吸收分别为对照的42%、19%、33%。对NH₄-N 吸收的抑制作用太于对NO₃-N吸收的抑制。化感物质对小麦幼苗吸收氮(N)的影响主要表现在小麦幼苗生长的前15d,30d时各浓度化感作用强度均大为减弱。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响——Ⅰ.对氮、磷、钾、钙、镁等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素(NO₃^--N和NH₄⁺-N)对玉米植株吸收氮、磷、钾等大量元素和钙、镁等中量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与NO₃^--N相比,供应NH₄⁺-N促进了玉米对氮的吸收,在缺铁条件下,降低了对磷、钾、钙及镁的吸收。铁和NH₄⁺-N都显著提高了玉米植株各器官中氮的含量。与NH₄⁺-N处理相比,NO₃^--N处理的新叶中磷含量显著增加,但铁的供应对植物体内磷的含量无显著影响。使用NO₃^--N显著提高了玉米新叶和老叶中钾的含量,根和茎中钾的含量无明显影响。铁的供应降低了新叶和老叶中钾的含量。供铁时,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中钙和镁的含量显著低于NO₃^--N处理,而在缺铁时则无显著差异。     

不同氮素形态配比对网纹甜瓜干物质分配和氮代谢的影响

该文研究了4种氮素形态配比(NO^-₃-N∶NH⁺₄-N分别为100∶0，75∶25，50∶50和25∶75)对基质栽培网纹甜瓜(品种为“春丽”和“蜜玲珑”)干物质积累和氮代谢的影响。结果表明,不同氮素形态配比影响了植株各器官干重占全株干重的百分比。随氮素形态中氨态氮比例的增加，叶片中硝酸还原酶、硝酸盐含量和可溶性蛋白质含量逐渐降低，而游离氨基酸含量则在NO^-₃-N∶NH⁺₄-N为50∶50的处理中最高。     

铁和不同形态氮素对玉米植株吸收矿质元素及其在体内分布的影响 Ⅱ.对铁、锰、铜、锌等营养元素的影响

用营养液培养方法研究了铁和两种形态氮素对玉米植株吸收铁、锰、铜、锌等微量元素及其在体内分布的影响。结果表明:与硝态氮(NO₃^--N)相比,铵态氮(NH₄⁺-N)显著提高了玉米对铁的吸收,降低了对锰、铜及锌的吸收。供铁也明显提高了植株地上部铁的吸收总量,降低了锰及锌的吸收量,尤其是在供应No₃^--N时这种作用更为明显。在缺铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米新叶中铁的含量明显高于NO₃^--N处理;而新叶、老叶、茎中锰、锌、铜含量以及根中锰、锌含量都明显低于NO₃^--N处理。但使用NH₄⁺-N时,根中铜的含量较高。在供铁条件下,NH₄⁺-N处理的玉米植株四个不同器官中锰和锌的含量显著低于NO₃^--N处理的植株,而铜的含量正好相反。在缺铁条件下,玉米新叶中活性锰、活性锌的含量显著高于供铁处理;与NO₃^--N相比,NH₄⁺-N的供应也显著降低了玉米新叶中活性锰以及活性锌的含量。     

3 种挺水植物吸收水体NH4+、NO3-、H2PO4- 的动力学特征比较

本文用动力学试验研究了具有景观价值的3 种挺水植物—— 水生美人蕉(Canna generalis)、细叶莎草(Cyperus papyrus)、紫芋(Colocasia tonoimo)对H₂PO₄^-、NH₄⁺、NO₃^- 的吸收特征及差异。试验结果表明: 3 种挺水植物吸收H₂PO₄^- 时, 美人蕉的吸收速率最快, 且在较低离子浓度条件下也可以吸收该离子, 说明其具有嗜磷特性, 能够适应广范围浓度H₂PO₄^- 环境; 吸收NO₃^- 时, 细叶莎草的速率最快, 但对低浓度NO₃^- 环境的适应能力较差, 美人蕉吸收NO₃^- 的特性与细叶莎草刚好相反; 吸收NH₄⁺ 时, 细叶莎草的吸收速率最快, 且在低浓度NH₄⁺ 环境下仍能吸收该离子, 而美人蕉的吸收速率最慢, 但能在低浓度NH₄⁺ 环境下吸收该离子。说明不同植物对养分的吸收特性存在较大差异, 各自的污染水体修复适用范围也不同。美人蕉可用于各种浓度H₂PO₄^- 污染的水体修复; 而NO₃^- 污染严重的水体最适宜用细叶莎草作先锋植物, 修复到一定程度后再种植美人蕉来维持水质; 细叶莎草在各种浓度NH₄⁺ 污染的水体中均适用, NH₄⁺ 污染较轻的水体也可用美人蕉修复。     

水培条件下CO2与NH+4/NO-3配比对番茄幼苗生育的影响

升高CO₂浓度能够促进作物的光合作用，提高作物的生物量和产量，但关于CO₂与NH⁺₄/NO^-₃比及其交互作用对作物影响的研究较少，为探索番茄幼苗生长发育对CO₂浓度升高的响应是否对NH⁺₄/NO^-₃配比有较强的依赖关系，本试验在营养液栽培条件下，以番茄(Lycopersicun esculentum Mill)为试材，研究正常大气CO₂浓度(360 μL/L)和倍增CO₂浓度(720 μL/L)与不同NH⁺₄/NO^-₃配比的交互作用对番茄幼苗生长的影响。结果表明：CO₂浓度升高提高了低NH⁺₄/NO^-₃比例处理中番茄叶片的光合速率和水分利用率，提高幅度随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而增强，光合速率增强最大达55%。在同一CO₂浓度处理下净光合速率与水分利用率均随NH⁺₄/NO^-₃比例的增加而显著降低。这说明CO₂浓度升高对番茄幼苗生长发育的促进作用随NH⁺₄/NO^-₃比例的降低而提高，但并没有减弱全NH⁺₄-N处理中番茄幼苗的受毒害作用。综上所述，CO₂浓度升高能提高植物生产的节水能力和水分生产力；水培条件下，NO^-₃-N是最适合番茄幼苗生长发育的氮源，其它NH⁺₄/NO^-₃比例对番茄幼苗的生长发育有一定的抑制作用，仅以NH⁺₄-N作氮源则番茄幼苗很难生长。     

“零排放”复合生物净化模式用于循环水养鲍系统的试验研究

采用水生植物滤池(UB和PUB)和固定膜生物滤池（SB）的复合净化模式，对鲍鱼养殖水体和系统排放水体进行净化，实现了循环水养鲍系统的清洁生产。试验结果表明，植物滤池UB对养殖水体中总氨氮(TAN)具有很高的吸收效率，从而降低了SB的硝化负荷，大大减少了TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的积累，在整个试验过程中，养殖水体中TAN、NO^－₂-N、NO^－₃-N和COD的浓度分别低于0.19、0.01、1.75和1.20 mg/L。由于UB滤池的吸收作用和SB的硝化作用，养殖水体中PO^3-₄的浓度一直保持在0.30 mg/L以下。另外，这种复合净化模式具有调节水体pH值的作用，在试验期间，养殖水体中的pH值一直保持在8.11～8.14的良好水质范围，对鲍鱼的养殖十分有利。系统排放水经另一植物滤池PUB吸收净化后，PO^3-₄浓度降至0.22 mg/L 以下，NO^-₃-N的浓度甚至降至0.10 mg/L以下。本文还建立了养殖循环水体中无机氮的循环模型，用于对养殖水体中TAN、NO^－₂-N和NO^－₃-N的预测和控制。     

哈尼梯田生态系统地表水不同形态氮含量时空分布特征

为探讨哈尼梯田生态系统天人合一的水分和营养元素的利用模式,揭示哈尼梯田生态系统氮素时空变化规律,明确土地利用对氮浓度的影响,为哈尼梯田的水环境保护和可持续发展提供科学依据。以元阳县全福庄小流域为研究对象,应用Kriging空间插值法分析了该系统地表水氮素的时空分布特征。结果表明:(1)除NO_3~--N浓度在夏季和冬季呈强变异外,其他N浓度在不同季节的变异系数均小于100%,表现为中等程度变异。(2)梯田中下部TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度变幅都较大,分别为0.103~0.849,0.010~0.143,0.052~0.446mg/L,森林地表水中TN、NO_3~--N和NH_4~+-N浓度的变幅都相对较小,分别为0.108~0.471,0.003~0.102,0.058~0.164mg/L。(3)TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的块金系数均小于50%,各季节均有较强的空间自相关性。TN、NO_3~--N和NH_4~+-N各季节的变程均在1 000m以内,表明各指标各个季节分别在不同尺度范围内分布连续,存在空间自相关性。(4)通过Kriging插值法得知,不同季节TN、NO_3~--N,NH_4~+-N地表水浓度从整体上为村庄梯田河流森林的分布规律。     

稻田土壤中氮素淋失的研究

本文应用稻田大型原状土柱渗漏计，研究了双季稻田土壤中氮素随渗漏水流淋失的形态、数量、季节性变化以及若干农化因子的影响。明确了稻田中氮素淋失的基本形态是硝态氮（ＮＯ３＾－－Ｎ），估算出双季稻田中氮素淋失总量可接近３０ｋｇＮ／ｈａ，同时肯定了农田施用氮肥对地下水体环境可能的ＮＯ３＾－－Ｎ污染，建议双季稻田中每季水稻的氮肥用量宜控制在１５０ｋｇＮ／ｈａ；本文还证实氮肥用量对氮素淋失有明显影响，不同氮肥品     

汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应

[目的]研究汉江水源区生态沟渠对径流氮、磷的生态拦截效应,为农业非点源污染的控制提供重要参考和依据。[方法]设置生态沟渠在不同时间对不同断面水体进行监测。[结果]同段沟渠内,侧面外来水对沟渠径流氮浓度变化影响比磷浓度变化明显;径流TN,NO3-N浓度在上游、中游和下游断面变异系数分别达到19.81%~31.88%,9.57%~16.73%和32.14%~42.81%;NH+4-N和TP在4个断面变异系数在33.33%~88.46%范围内变化;生态沟渠断面之间,水草拦截净化沟渠段氮、磷含量降低幅度在9.52%~31.11%。[结论]沟渠生态拦截对径流氮素净化效果较明显,同时适当布局拦沙工程可以削减磷素流失。     

四川省龙泉湖表层沉积物与表层水体中各种形态氮含量及其相关关系

以四川省龙泉湖湖泊表层沉积物和表层水体为研究对象,分析了表层沉积物的各种水溶性氮含量和表层水体的硝态氮和氨氮的含量。结果表明,表层沉积物中水溶性总氮、水溶性氨氮和水溶性硝态氮的平均含量分别为6.64,1.22和2.83mg/kg,水体中硝态氮和氨氮的平均含量分别为5.09和0.05mg/L;表层水体和表层沉积物中的硝态氮含量无显著相关关系,但表层水体和表层沉积物中的氨氮含量呈显著正相关,说明表层水体中氨氮可能是由沉积物释放而来。     

氮素形态对巨峰葡萄果实品质的影响

为了探讨氮素形态对巨峰葡萄果实品质性状的影响,设置了尿素T1(酰胺态)、全硝T2(硝铵比为100/0)、混合氮T3、T4、T5(硝铵比为70/30、50/50、30/70)及全铵处理T6(硝铵比为0/100)和清水对照CK,于生长季节进行叶面喷施试验。结果表明,不同处理均提高了果实的营养品质,喷尿素的总糖量、糖酸比最大,其次是混合氮处理,全铵处理最小;果实的Vc含量以混合氮处理较高,全铵处理的最低;果实中花青素的含量顺序为:全硝尿素混合氮全铵CK。果实硝酸盐含量从高到低依次为:全硝混合氮全铵尿素CK;硝态氮促进了果实生长,各处理平均单果重为全硝混合氮全铵尿素CK。综上结果,尿素及适当的硝态氮配比有利于巨峰葡萄果实品质的提高。     

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。     

A nitrogen cycle model for calculating the reduction of N-input necessary to reduce soil acidification and nitrate leaching and the consequences of this for wood production

The biogeochemical cycle of elements has been established in a spruce stand in the French Ardennes on a site with a poor acidic soil and a large inputs of nitrogen and sulphate from the atmosphere. This paper shows the interest of studying the seasonal N cycle instead of the global annual cycle, because part of the N input seems to be immobilized in the soil during the dormant season and is released afterwards and taken up during the growing season, and because of the important participation of N inputs in the N-uptake by trees during the growing season. The very large amount of NO₃-N leached towards the water table level should be reduced. Using the seasonal cycles, we discuss the relationship between the desirable reduction in the NO₃-N output and the N (NH₄-N + NO₃-N) input. A fertilization trial, including N and Ca, shows a decrease in the wood production after N fertilization. These models give us the opportunity to calculate the reduction of wood production in relation to the reduction of the N input in the ecosystem.     

A nitrogen dynamic hydroponic culture on performance and quality of water spinach (Ipomoea aquatica)

Abstract

In view of the unreasonable application of chemical fertilizers in agriculture and the groundwater pollution caused by nitrogen (N) leaching, a nitrogen dynamic hydroponic culture was used to simulate the dynamics variation of ammonium nitrogen (NH₄-N) and nitrate nitrogen (NO₃-N) in the leaching loss soil. Solutions with different ratio of NO₃-N and NH₄-N (100:0, 70:30, 50:50, 30:70 and 0:100) were prepared as well as the same solutions that not containing NO₃-N .Water spinach was chosen to culture in the two solutions that differ from NO₃-N every two (E2) or five days (E5) to observe the growth, quality and nutrient solution uptake. In terms of the growth, uptake of N source, N use efficiency and the chemical indicators, plants grown in the balanced solution all showed the best results. The nitrogen dynamic hydroponic culture showed some differences between E2 and E5 in some aspects. Under the same N source level, plants in E2 showed a better growth and higher NO₃-N uptake than E5. On the other hand, the uptake of NH₄-N seemed to be affected significantly by the interchanged frequency, which showed the same variations of glutamine synthetase activity. The activity of nitrate reductase and glutamine synthetase showed the coexist of NO₃-N and NH₄-N could play synergistic effect. It is not recommended to supplement NO₃-N frequently in the case of N leaching loss, which has little impact on the growth and may lead to the hard taste and groundwater pollution.     

不同沟灌方式下玉米根区矿物氮迁移动态研究

为探索交替隔沟灌溉下玉米根区矿物氮分布规律, 通过遮雨棚内微区试验, 研究了常规沟灌、交替隔沟灌和固定隔沟灌3 种沟灌方式对玉米根区硝态氮、铵态氮迁移的影响。结果表明: 交替隔沟灌溉根区硝态氮等值线和常规沟灌相似, 沟内硝态氮含量基本沿垄的中心对称分布。固定隔沟灌溉的湿润沟内硝态氮含量小于干燥沟, 施氮后非灌水沟硝态氮保持较高水平。收获时交替隔沟灌溉的根区硝态氮残留量比常规灌溉略高。与硝态氮分布相比, 铵态氮在根区土壤中的含量很小, 3 种沟灌方式在沟和垄中的铵态氮含量没有明显差异。