添加生物黑炭对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响

为了寻找一种既能使作物高产、优质又环境友好的施肥模式,在天然降雨条件下,通过田间小区试验,研究了5种不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对玉米产量、品质、肥料利用率及氮磷径流损失的影响。结果表明:与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施和有机无机肥配施对玉米产量无明显影响,有机无机肥配施添加生物黑炭可使玉米产量显著提高21.14%;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可提高粗蛋白含量和氮、磷肥利用率,其中对粗蛋白含量提高幅度为12.14%~19.64%,并以有机无机肥配施添加生物黑炭对其提高幅度最大;与纯施化肥相比,生物黑炭与化肥共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著减少氮、磷径流损失量,降幅分别为30.47%~59.69%和12.08%~31.22%,其中,有机无机肥配施添加生物黑炭的氮素径流损失降幅最大,生物黑炭与化肥共施的磷素径流损失降幅最大。因此,从提高玉米产量、品质,氮、磷肥利用率以及减少土壤氮、磷径流损失的角度综合考虑,在旱地作物种植施肥模式中推荐有机无机肥配施添加生物黑炭施肥模式。     

不同氮肥管理模式对太湖流域稻田土壤氮素渗漏的影响

针对太湖流域稻田土壤氮素流失引起的面源污染问题,以农户常规施肥处理、化肥减量施肥处理、缓控释肥处理、有机无机肥配施处理以及按需施肥处理5种稻田氮肥管理模式,探讨了不同施氮水平与肥料类型的处理对20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm以及100～120 cm四个深度土壤氮素渗漏的影响。结果表明,20～40 cm渗漏液中总氮(TN)浓度与施肥量成正比;农户常规施肥处理会出现40～60 cm TN浓度高于20～40 cm的现象;缓控释肥处理具有较高的20～40 cm TN淋失量;溶解性有机氮(DON)是稻田氮素进入地下水的主要形态,占TN的60%～70%;减少33%的氮素施用量,可降低进入地下水体36.9%～49.0%的TN浓度。按需施肥处理能在保证产量的情况下降低施氮水平,减少氮素渗漏损失,是适宜该地区的环境友好型氮肥管理模式。     

有机无机肥配施对我国主要粮食作物产量和氮肥利用效率的影响

  【目的】  近年来，化肥的投入使我国作物单位面积产量的大幅提高，但是化肥的过量施用也导致了土壤及生态环境一系列的问题。此外，我国有机物料的种类与数量不断丰富，而循环利用率较低，因此，开展有机物料农田投入对作物增产和氮肥替代能力的研究十分重要。  【方法】  本研究基于文献查阅，收集并整理了我国三大粮食作物 (小麦、玉米、水稻) 在不同施肥处理 (不施肥对照、化肥、有机肥、有机无机肥配施) 下的相关试验数据 (试验年限 ≤ 5)，旨在比较不同施肥处理下三大粮食作物的产量差异，并明确化肥与有机无机肥配施处理下的氮肥用量及氮肥利用效率。  【结果】  化肥、有机肥和有机无机肥配施处理较对照分别增产58.7%、32.1%和61.8%；与化肥处理相比，有机肥处理的作物产量无显著变化，而有机无机肥配施处理显著提高作物产量 (7.4%)，且不同的作物类型均表现出相似的规律。对同时设置对照、化肥、有机肥、有机无机肥配施4个处理的试验数据进行统计分析表明，4个处理的作物平均产量分别为4778、7000、6009和7422 kg/hm2。与对照相比，施肥显著提高了作物产量，化肥和有机无机肥配施处理间无显著性差异，但均显著高于有机肥处理。同时，研究发现不同处理的作物产量会受到作物类型、有机物料种类的影响。从氮肥施用总量分析，有机无机肥配施处理的化肥氮用量在小麦、玉米试验中与化肥处理基本相等，在水稻试验中则显著降低。总体来看，有机无机肥配施的氮肥偏生产力较化肥处理平均显著提高了32.5%，在小麦、玉米、水稻上，氮素偏生产力由化肥处理的35.0、45.2、42.8 kg/kg分别增加到有机无机肥配施处理的45.2、60.6、56.4 kg/kg。不同有机物料替代化肥提高氮肥偏生产力的潜力不同，秸秆还田、农家肥与化肥配施处理中，化肥氮用量未发生显著变化，而氮肥偏生产力显著提高9.4%、71.7%；配施堆肥的化肥氮用量也无显著降低，氮肥偏生产力较化肥处理没有明显提高；配施沼渣的处理中，氮肥用量显著降低，氮肥偏生产力显著提高 90.3%。  【结论】  综合我国历年田间试验中有机无机肥配施和化肥处理的结果，表明适宜的化学氮肥投入是保证我国小麦、玉米和水稻产量的重要措施。在当前我国土壤肥力条件下，在不减少化肥氮用量的前提下配施有机物料，可以进一步增加产量，提高土壤肥力。在总氮量不变的情况下，以有机物料替代部分化肥氮可以保证粮食产量不降低，且可提高氮肥偏生产力。在有机物料中，粪肥和沼渣替代部分化肥的效果较好，而配合秸秆还田应注意维持化肥氮素的投入量。     

有机无机肥配施对水稻氮素利用率与氮流失风险的影响

农田土壤–作物系统对畜禽粪便有一定的消纳作用,有机粪肥与无机氮肥配施是未来农业生产中进一步增加产量、减少化肥施用和保护环境的重要生产模式。本研究采用盆栽试验,分析在施用一定量有机粪肥基础上,不同无机氮肥用量对水稻产量、氮素利用率和氮流失风险的影响,探讨有机肥与无机氮肥的最优比例,为有机肥施用条件下稻田无机氮肥的合理施用提供科学依据。结果表明:与单施有机肥(M)相比,配施0.8倍的无机氮肥效果最佳,水稻产量、株高、分蘖数、籽粒吸氮量和氮肥利用率达最高。有机肥作底肥时,水稻生长前期田面水无机氮浓度随配施无机氮肥量的增加而增加,而后期配施无机氮肥各处理田面水氮素浓度则随着氮肥施用量的增加呈现先降低后升高趋势,其中,增施0.4倍、0.6倍和0.8倍无机氮肥时稻田田面水氮素浓度较单施有机肥处理分别降低17.5%、11.9%和9.3%,差异达显著水平(P0.05)。与单施无机氮肥处理(N)相比,同样以0.8倍无机氮肥+有机肥处理作物产量和氮肥利用率最高,田面水氮浓度降低了30.2%,差异达显著水平(P0.05)。综上,消纳有机肥基础上,在满足作物需氮量的前提下,无机氮肥与其配比为1︰1时,既可以提高水稻增产潜力,又降低稻田氮素流失风险和适当减少稻田无机氮肥施用量。     

有机无机肥配施对杭嘉湖地区稻田氮素利用率及环境效应的影响

采用田间试验结合15 N同位素示踪,研究有机无机肥配施对浙江省杭嘉湖平原稻田氮素利用率及环境效应的影响,结果表明:在施氮量150kg/hm2基础上,加施有机肥3 000kg/hm2,稻谷增产9.8%～17.7%,氮素利用率达到47.9%,比单施化肥提高4.8%。而在施氮量210kg/hm2的基础上增施有机肥,稻谷产量及氮素利用率均呈下降趋势。硝态氮是稻田土壤氮素损失的主要形式,施用有机肥能有效地降低氮素损失率。在施氮量150kg/hm2基础上配施有机肥,氮素通过田间径流的流失率由0.85%降至0.70%,氮素通过渗漏水损失率由1.29%降至0.96%;施氮量达到210kg/hm2后,施用有机肥对减少氮素流失的效果不明显。综合考虑试验点土壤特性、施肥目标产量以及对农田环境污染的潜在风险,建议以每1hm2施用纯氮150kg、配施3 000kg有机肥较为适宜。     

华北平原不同施氮量与施肥模式对作物产量与氮肥利用率的影响

合理施肥是保证作物高产、减少面源污染的重要措施,以华北平原为研究区域,基于7个长期施肥试验,探讨不同施氮量及施肥模式(不施肥CK、化肥NPK、有机肥M、有机无机配施NPKM)对作物产量及氮肥利用率的影响。结果表明,作物产量与施肥量之间整体呈抛物线趋势,作物产量最高值均出现在NPKM处理。不同施肥模式对作物产量有一定影响,NPKM与NPK处理小麦产量无显著差异,且显著高于M、CK处理;NPKM、NPK、M处理玉米产量无显著差异,均显著高于CK处理。氮肥利用率随着施氮量增加呈下降趋势,不同施肥模式对氮肥利用率有一定影响,小麦季NPKM与NPK处理氮肥利用率无显著差异,且高于M处理,玉米季NPKM、NPK、M处理之间氮肥利用率均无显著差异。综合分析施氮量与有机肥替代率两因素对小麦产量的影响,在华北平原,利用有机肥替代化肥潜力可观,且不会显著降低作物产量,甚至增产,但为避免显著减产,在考虑提高有机肥替代率时,需要满足总施氮量的需求。     

不同比例有机肥替代化肥对水稻产量和氮素利用率的影响

在江西双季稻区进行30 a的田间定位试验,比较不施氮肥(CK)、施用化肥(NPK)、等养分条件下70%化肥配合施用30%有机肥(70F+30M)、50%化肥配合施用50%有机肥(50F+50M)、30%化肥配合施用70%有机肥(30F+70M)施肥条件下水稻产量、氮素吸收、氮素利用率的变化。结果表明:与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理能显著提高30 a双季稻平均产量(P0.05),增产幅度在2.47%～5.73%,其中30F+70M处理产量最高,且不同比例有机无机肥配施处理之间有显著差异,30F+70M处理显著高于50F+50M处理(P0.05)。在不同时间段,不同有机无机肥配施处理产量表现不同,低量有机肥配施处理在试验前期具有明显的增产优势,高量有机肥配施处理在试验中后期增产效果明显。与等养分量NPK处理相比,有机无机肥配施处理30 a平均吸氮量无显著差异,不同施肥处理每生产1 t籽粒对氮素的需求不同,有机无机肥配施处理(20.57～20.94 kg)低于NPK处理(21.77 kg),其中30F+70M、70F+30M处理具有较高的氮素生产效率。有机无机肥配施处理30 a平均氮肥吸收利用率与等养分条件下NPK处理无显著差异,但氮肥生理利用率显著提高。有机无机肥配施能提高双季稻产量、氮素利用效率,不同肥力水平稻田应选择适合的比例,中低肥力水平稻田以30%有机肥配施较为合适,而高肥力水平稻田宜选择50%、70%有机肥配施较为合适。     

不同施肥模式对旱地土壤氮磷钾径流流失的影响

利用长期定位田间小区试验,研究不同施肥模式(不施肥、施纯化肥、化肥与生物黑炭共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭)对旱地土壤磷钾径流流失的影响。结果表明:施肥可显著增加旱地土壤各种形式氮素的流失。与单施化肥相比,化肥与生物黑炭配施、有机无机肥配施、有机无机肥与生物黑炭共施均可显著降低旱地土壤各种氮素(TDN、PN、TD)径流流失,降幅分别为37.13%~65.66%,24.17%~54.04%,30.47%~59.69%,降低作用的大小为化肥与生物黑炭配施有机无机肥配施有机无机肥配施与生物黑炭共施。施肥可显著增加旱地土壤磷钾径流流失,与单施化肥相比,化肥与生物黑炭共施、有机无机肥配施、有机无机肥配施添加生物黑炭均可显著降低旱地土壤磷钾素径流流失,对可溶性磷(TDP)、颗粒态磷(PP)、总磷(TP)降幅分别为17.71%~42.19%,9.82%~29.97%,12.08%~31.22%,对钾素降幅为23.24%~33.91%,其中均以化肥与生物黑炭共施处理对磷钾素的径流流失降低幅度最大。在总磷的径流流失中,各处理均以颗粒态磷为主,占总磷流失量的百分比为89.72%~92.02%。旱地土壤地表径流量是决定颗粒态磷和总磷流失的主要因子之一,而对可溶性磷和钾素的流失无直接影响。综上所述,有机无机肥配施添加生物黑炭可有效的减少旱地土壤氮素径流流失,化肥与生物黑炭共施可有效的减少旱地土壤磷钾素径流流失。     

稻麦轮作减量施肥技术研究

为实现化肥高效施用和零增长目标,采用稻麦轮作大田定位试验,探讨不同减量施肥模式对稻麦轮作体系作物产量及养分利用效率的影响。试验设置不施肥(T1)、常规施肥(T2)以及等养分条件下有机肥与化肥配施(T3)、T3减20%化肥氮增施氮肥增效剂(T4)、T3减20%化肥磷增施磷素活化剂(T5)以及T3减20%化肥氮磷增施氮肥增效剂+磷素活化剂(T6),共6个处理。结果表明:与常规施肥(T2)相比,各减量施肥处理对稻麦体系作物周年产量影响不显著;T4处理有利于提高氮素和钾素的偏生产力和农学利用率,提高氮素和磷素吸收效率,提高作物磷素总吸收量;T5处理可以明显提高作物磷素总吸收量、磷素利用效率、磷素偏生产力、磷素的农学利用率,提高作物钾素农学利用率和钾素的偏生产力;T6处理可以明显提高作物的氮磷钾的利用效率和农学利用率,提高氮素和钾素的偏生产力;T3处理对作物氮磷素的吸收与利用均无显著影响,显著提高了作物钾素的偏生产力。综合结果表明,有机肥与化肥配施基础上减少20%化肥氮磷增施氮肥增效剂+增施磷素活化剂(T6)模式有利于协调作物养分吸收和稳定作物产量,可作为长江中下游相似生态区域稻麦轮作种植减肥增效的优选模式。     

不同施肥模式对旱地土壤氮素径流流失的影响

利用田间小区试验,研究不同施肥模式(不施肥、纯施化肥、化肥与生物黑炭配施、有机无机肥配施、有机无机肥与生物黑炭共施)对旱地土壤氮素径流流失的影响。结果表明,整个玉米生长期,降雨量与地表径流量呈显著正相关,地表径流量是决定除NH+4-N以外其他形式氮流失量的主要因子之一。施肥可显著增加旱地土壤各种形式氮素的流失。与单施化肥相比,化肥与生物黑炭配施,有机无机肥配施,有机无机肥与生物黑炭共施均可显著降低旱地土壤各种氮素(NO-3—N、NH+4-N、TDN、PN、TN)径流流失,降幅分别为42.85%~72.49%,33.57%~62.59%,37.13%~65.66%,24.17%~54.04%,30.47%~59.69%,且降低作用的大小为化肥与生物黑炭配施有机无机肥配施有机无机肥与生物黑炭共施。施用生物黑炭和有机肥均可促进旱地土壤对TDN的保持能力,在TDN流失量中无机氮占61.32%~71.94%,无机氮中又以NO-3-N为主。与单施化肥相比,化肥与生物黑炭配施,有机无机肥配施,有机无机肥与生物黑炭共施均可减少NO-3-N占TDN的比例,增加NH+4-N占TDN的比例,其中以有机无机肥与生物黑炭共施的作用更加明显。因此,在今后旱地土壤施肥中,推荐有机无机肥与生物黑炭共施。     

保护性耕作与平衡施肥对巢湖流域稻田氮素径流损失及水稻产量的影响研究

采用田间小区试验,连续2年研究了巢湖流域保护性耕作与平衡施肥对稻田氮素径流流失特征和水稻产量的影响。结果表明,巢湖流域水稻田在传统耕作条件下径流液中TN的浓度范围是0.73～15.33mg·L-1,DN是氮素径流流失的主要形态,约占TN的74%～92%,NH4＋-N和NO3--N所占比例差异比较大,主要与径流-施肥时间间隔以及作物的不同生育期有关。氮素径流损失量年际差异比较大,2008年和2009年分别是2.91kg·hm-2和6.23kg·hm-2,分别占施氮量的1.62%和3.46%。由于降雨事件的偶然性,平衡施肥对氮素径流损失量的影响具有很大不确定性,径流流失风险仍难以控制;保护性耕作能有效地降低氮素径流流失负荷,使得氮素流失潜能大大减小。与T（传统耕作）处理相比,TS（传统耕作＋秸秆还田）处理、BF（平衡施肥）处理和NTS＋BF（少免耕＋秸秆还田＋平衡施肥）处理水稻产量平均增产幅度分别为9.97%、13.60%和23.18%,产量差异达到显著水平。因此,保护性耕作可以作为源头控制稻田氮素流失的较好措施之一加以推广。     

Nitrogen Loss from Paddy Field with Different Water and Nitrogen Managements in Taihu Lake Region of China

High rates of nitrogen (N) fertilizer were applied to a paddy field in the Taihu Lake region of China to maximize crop production. Excessive N input has resulted in serious agricultural nonpoint pollution. Water and N management are two important approaches to regulating N loss from paddy fields. This study aimed to determine N losses through ammonia volatilization, runoff, and leaching from a paddy field during the rice-growing season in Taihu Lake region. Field experiments with two water and two N managements were conducted. The N exported to the environment through ammonia volatilization, runoff, and leaching from the paddy field was 37.2 kg N ha^?1 to 102 kg N ha^?1, with ammonia volatilization accounting for 69.6% to 83.5% of N loss. Ammonium and dissolved organic N significantly contributed to N loss through runoff and leaching. Controlled irrigation and site-specific N management (CS) significantly decreased N losses through ammonia volatilization, runoff, and leaching. Compared with the N and irrigation water inputs in traditional water and N management, those generated by controlled irrigation and site-specific N management were reduced by 34.6% to 43.0% and 59.2% to 63.3%, respectively. Moreover, the reduction in N and water input in the CS paddy field enabled the maintenance of high rice yield; it significantly increased N use efficiency by 15.1% to 34.9% and decreased the N exported to the environment by ammonia volatilization, runoff, and leaching by 53.1% to 56.1%. Therefore, the joint application of controlled irrigation and site-specific N management efficiently reduces agricultural nonpoint pollution through N loss from paddy fields.     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化。针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险。结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53％和39％。施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区问沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76％以上,并同时提高了肥料利用率。     

施氮量对太湖地区设施菜地年氮素淋失的影响

采用田间小区试验,研究了太湖地区设施菜地一年三季作物（番茄-莴苣-芹菜）氮素淋失特征。结果表明：太湖地区设施菜地氮淋失以NO3--N为主,氮素淋洗量受施氮量的直接影响,以农民习惯施氮量（N5）处理下的淋洗总量最高,全年TN淋失总量高达193.6 kg.hm-2。在N5基础上减施N 40%（N3）可分别减少番茄、莴苣和芹菜季TN淋洗损失40.4%、49.2%和57.5%,同时可分别增产15.1%、39.0%和27.8%。设施菜地氮素淋洗高峰发生在揭棚期（7—11月）,其中包括揭棚休闲期和莴苣生长前期。揭棚期淋洗液TN平均浓度为51.1 mg.L-1,是盖棚期TN浓度的1.7倍;TN淋洗量为129.2 kg.hm-2,约占全年总氮淋洗量的66.7%。     

闽西北烟-稻轮作系统地表氮、磷流失特征研究

为了明确福建省高温多雨气候条件下烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失情况,在连续3a定位试验条件下研究了不同施肥措施对烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失的影响。研究结果表明,福建省烟-稻轮作系统中氮、磷流失主要集中在上半年（烟季）,而且氮、磷流失总量主要受降水量的影响,与产流降雨量呈显著或极显著相关关系。当地习惯施肥条件下,烟-稻轮作系统中氮、磷的流失量分别为4.71～14.86kg·hm-·2a-1和0.93～2.20kg·hm-·2a-1,流失系数分别为0.76%～1.27%和0.47%～1.71%。与习惯施肥相比,优化施肥处理氮、磷的流失量分别减少了1.25%～13.82%和8.82%～14.99%,流失系数分别为0.76%～1.43%和0.41%～1.54%。增施50%氮肥和增施50%磷肥的氮和磷流失量分别比优化施肥处理提高7.6%～37.6%和21.5%～27.4%。此外,同等施肥量条件下,稻草还田的氮、磷流失量分别提高6.4%～16.4%和-3.4%～14.0%,流失系数分别达到0.86%～1.91%和0.36%～2.00%。综上所述,优化施肥处理可以减少氮、磷的流失量,而增量施肥明显增加肥料流失量,稻草还田也提高了氮、磷流失的风险。     

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。     

麦秸还田对水稻产量及地表径流NPK流失的影响

在大田试验条件下,以水稻品种运2645为供试材料,设置常规处理（A）、麦秸还田（B）、麦秸还田减肥（C）、肥料运筹（D）和旋耕（E）5个处理组合,研究不同处理对水稻产量及农田地表径流NPK流失的影响。结果表明：（1）麦秸还田使水稻产量比常规处理增加3.0%左右;（2）试验年度稻季农田总地表径流水量为4.3×103m3·hm-2;（3）麦秸还田减肥和麦秸还田处理比其处理明显降低农田地表径流水体NPK流失量,不同处理地表径流总N流失量由低到高依次为麦秸还田减肥、麦秸还田、常规处理、肥料运筹和旋耕,不同处理地表径流总P和K的流失量由低到高依次为麦秸还田减肥、麦秸还田、肥料运筹、常规处理和旋耕;（4）麦秸还田能够降低稻田地表径流NPK的流失率,但麦秸还田减肥处理由于流失量减小幅度远低于肥料施用量的减小幅度,其NPK流失率均表现为最高;（5）麦秸还田使水稻产量略有增加,使稻田地表径流水体NPK流失量和流失率均明显降低。     

基于模型的上海郊区地下水氮素非点源污染特征研究

农业非点源污染是造成上海郊区地下水污染的主要因素,定量分析预测农业生产过程氮素的迁移转化规律是有效控制地下水污染的重要环节。以上海市浦东新区新场镇果园村的桃园为研究对象,借助生物地球化学过程模型（DNDC）和长期水文影响评价模型（L-THIA）,基于连续观测数据,详细分析了农业生产过程中氮素造成的非点源污染,特别是对周边地表、地下水的影响。结果表明,地表水总氮均值达6.34mg·L-1,远劣于地表水Ⅴ类标准（≤2.0mg·L-1）;地下水中总氮均值达16.85mg·L^-1,远劣于地表水Ⅴ类标准（≤2.0mg·L^-1）。约有20%采样点硝态氮含量属于地下水Ⅴ类（〉30mg·L^-1）。野外检测数据表明,该区地表水、地下水污染均严重超标,不宜饮用。模型分析显示,水体污染源主要来自桃园生产中施用的肥料,其中就模拟结果的数值可以得出,大约年农田氮输入量的1.7%通过土壤径流进入地表水,约3.5%经过土壤渗漏进入地下水,实测地下水中氮含量占桃园总氮输入量的5.8%。因此,合理调整施肥措施和施肥结构是减少土壤-水体中氮素污染的有效途径。     

施氮量对稻茬弱筋小麦籽粒氮代谢及灌浆的影响

为探讨施氮量对稻茬弱筋小麦籽粒氮代谢相关酶活性和籽粒蛋白质合成的影响,在大田试验条件下,设置0、75、150、225、300 kg·hm^-2 5个施氮水平,研究不同施氮处理对小麦籽粒氮代谢关键酶活性、籽粒可溶性蛋白、游离氨基酸含量及灌浆特性的影响。结果表明,在0～300 kg·hm^-2施氮范围内,随着施氮量的增加,小麦灌浆期硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性呈上升趋势,与不施氮处理相比,施氮处理下灌浆期试验点一和试验点二小麦籽粒NR活性提升了0.48%～28.26%和9.49%～23.02%、GS活性提升了7.65%～46.46%和15.97%～57.32%、GPT活性提升了18.79%～74.20%和10.31%～65.13%、GOT活性提升了-5.58%～55.23%和29.76%～66.59%。小麦灌浆期籽粒游离氨基酸、可溶性蛋白、籽粒蛋白质含量和各蛋白质组分含量均随施氮量的增加而增加,当施氮量高于225 kg·hm^-2时,小麦籽粒蛋白质含量超过国家弱筋小麦蛋...     

不同水肥管理对京郊设施菜地氮素损失及氮素利用效率的影响

定量分析不同水肥管理下设施菜地的氮素损失途径及氮素利用效率,可为合理制订菜地水肥管理措施提供科学依据。2009年在北京市顺义区设施番茄大棚设置了6种水肥管理模式：（1）传统施肥＋传统畦灌（N1F1）;（2）优化施肥＋优化畦灌（N2F2）;（3）减量施肥＋优化畦灌（N3F2）;（4）传统施肥＋传统滴灌（N1D1）;（5）优化施肥＋优化滴灌（N2D2）;（6）减量施肥＋优化滴灌（N3D2）。利用田间观测数据对EU—Rotate_N模型进行了校验,并计算了各水肥管理下设施菜地的氮素淋失、气体损失和氮素利用效率。结果表明,各处理的土壤氮素淋失量占施肥总量的1％-9％,气体损失占施肥总量的5％-14％,各处理氮素淋失表现为N1FI〉N3F2=N2F2〉N1D1〉N2D2〉N3D2。滴灌处理的淋失量比对应畦灌处理减少了72％-87％,气体损失量比畦灌处理平均降低了40％,其氮素利用效率比对应畦灌处理提高32％。36％。在保证蔬菜产量影响不大的情况下,优化施肥和滴灌均能有效地降低氮素淋失和气体损失,提高氮素利用效率。