太湖流域典型蔬菜地地表径流氮磷流失

以太湖流域典型蔬菜地为研究对象,采用田间径流池法进行田间小区试验,研究不同施肥模式下蔬菜地地表径流氮磷流失特征。结果表明：地表径流总氮流失量为45.76～60.45 kg/hm^2,总磷流失量为2.67～3.95 kg/hm^2。与常规施肥相比,优化施肥可使地表径流氮磷流失量分别减少2.48,0.31 kg/hm^2;而增氮施肥和增磷施肥处理的地表径流总氮流失量分别增加了7.76%,3.83%,总磷流失量增加2.84%,9.55%。总氮、总磷流失量与径流量呈显著线性相关,且总磷流失量与径流量的相关性更强（R2=0.913）。应加强汛期时段的田间管理和对磷的监控,减少磷流失量。有机肥与化肥以1：1配施,可有效降低菜地氮磷排放,提高蔬菜产量和氮肥利用率分别为25%,23%。     

化肥氮磷优化减施对水稻产量和田面水氮磷流失的影响

为探讨氮(N)、磷(P)减量对降低稻田养分地表径流损失风险的影响,以毛里湖稻区为研究对象,连续两年(2016—2017年)进行田间小区试验,研究化肥氮磷优化减施对水稻产量和生长期内田面水N、P动态变化特征及径流流失的影响。结果表明:常规施肥处理(CF)和有机替代20%化肥N处理(0.8FN+0.2ON)稻田田面水总氮(TN)、NH_4~+-N和总磷(TP)浓度在施肥后迅速达到峰值,之后逐渐下降。而控释氮肥减N处理能有效减缓N素释放速度,田面水N素流失量远低于CF处理,且磷肥减量处理TP流失量低于CF处理。与CF处理相比,控释氮肥减N 20%(0.8N)和控释氮肥+过磷酸钙减量20%(0.8NP)处理水稻两年平均分别增产5.55%、3.22%,N素累积量分别提高19.01%、13.66%,氮肥偏生产力分别显著提高31.94%、28.83%,氮肥农学利用率分别提高47.52%、33.75%,氮肥吸收利用率分别提高95.30%、73.31%。0.8NP处理较0.8N处理水稻磷肥偏生产力两年平均显著提高22.08%,而0.8FN+0.2ON处理较CF处理P素累积量和磷肥吸收利用率分别降低11.14%、36.04%。总体而言,控释氮肥与磷肥减量既保证高产稳产,又有效降低稻田施肥初期N、P径流损失风险。在综合考虑农业生产节本增效和控制农田面源污染的前提下,可采用控释氮肥减量的施肥模式。     

不同耕作方式与秸秆还田对稻田氮磷养分径流流失的影响

为明确自然降雨条件下稻田田面水氮磷养分径流流失特征,寻求秸秆还田和耕作方式结合下较为有效的减排农艺措施,通过田间试验研究自然降雨条件下不同耕作方式和秸秆还田对稻田田面水氮磷养分径流流失的影响。结果表明:秸秆还田处理较秸秆不还田处理更能够有效减少稻田氮磷养分径流流失总量;秸秆不还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮径流流失量分别为6.78,8.50,11.09kg/hm2,总磷流失量分别为0.50,0.63,0.78kg/hm2;秸秆还田条件下,翻耕、旋耕、免耕总氮流失量分别为4.82,6.44,8.87kg/hm2,总磷流失量分别为0.39,0.51,0.70kg/hm2;整个稻季氮素径流流失率以免耕秸秆不还田为最高,达3.70%,翻耕秸秆还田为最低,仅为1.61%,磷素径流流失率也是免耕秸秆不还田最高,翻耕秸秆还田最低,分别为1.31%和0.65%。     

太湖地区稻田田面水氮磷动态特征及径流流失研究

为探讨稻田氮磷养分地表径流流失特征,以太湖地区典型稻田为研究对象,通过在溧阳、宜兴两地实施田间试验,对稻田施肥后田面水氮磷动态变化特征及径流流失进行了研究。结果表明：两试验点田面水总氮浓度均在施肥当日达到最高,然后迅速下降,基肥在施肥7 d后逐渐趋于稳定,而追肥则在施肥5 d后逐渐趋于稳定;田面水总磷浓度也是在施肥后的当日达到最高,而后迅速下降,8 d后基本趋于稳定;施肥后田面水总氮及总磷浓度与施肥天数均可用指数方程进行拟合,且均达极显著水平;溧阳和宜兴两试验点稻季总氮径流量分别为8.21,10.73 kg/hm^2,分别占稻季氮肥总投入量的2.49%和3.25%,总磷径流量分别为0.58,0.75 kg/hm^2,分别占稻季磷肥总投入量的0.97%和1.25%。     

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。     

施用包膜尿素对水稻生长和氮磷流失的影响

施用新型肥料是减少养分径流损失的重要途径。采用田间试验研究了施用包膜尿素对水稻生长和径流氮磷损失的影响,试验设置CK(习惯施肥)、PU1(减磷41%、减氮20%、施普通尿素)、PU2(PU1基础上减氮13%)、UR1(PU2基础上施包膜尿素)和UR2(UR1基础上减氮13%)5个处理。结果表明:PU1和UR1处理水稻氮磷含量与CK处理相近,PU1成熟期氮、磷总积累量比CK增加11.21,2.69kg/hm~2。PU1和UR1处理成熟期地上部生物量和籽粒产量高于CK处理,籽粒产量分别提高7.68%,5.77%。PU1、PU2、UR1和UR2处理径流总磷含量和累积流失量比CK处理低,减少13.18%~21.51%。施用包膜尿素(PU1、PU2)处理径流总氮、铵氮和硝氮含量低于施用普通尿素(CK、UR1、UR2)处理;稻田径流总氮、铵氮和硝氮累积流失量分别减少12.90%~26.91%,54.52%~49.38%和4.03%~15.95%,其中包膜尿素处理铵氮累积流失量显著(P0.05)小于普通尿素处理。施用包膜尿素和优化施肥能促进水稻对氮磷养分的吸收,提高水稻籽粒产量,显著减少稻田氮磷流失量,值得在水稻生产中推广应用。     

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。     

前氮后移对水稻产量形成和田面水氮素动态变化的影响

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm~2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥全部作为基肥施用的处理相比,将前期氮肥的30%甚至50%后移到穗肥施用,对水稻产量没有明显影响,而氮肥后移70%至穗肥会使水稻产量显著下降。田面水中总氮(TN)和可溶性总氮(DTN)浓度在每次施肥后1天达到峰值,铵态氮(NH_4~+-N)浓度在基肥和分蘖肥后1天达到峰值,穗肥后3天达到峰值,随后逐渐降低至与不施氮肥处理相当。整个基肥期、分蘖肥后20天内和穗肥后9天内是防止稻田氮素流失的关键期。施尿素后,DTN是田面水氮素的主要部分,DTN以无机氮(IN)为主,而NH_4~+-N在IN中所占比例达64.0%以上。比较水稻生育过程中氮素流失风险期内的TN、DTN和NH_4~+-N三氮浓度,相比T1,T2的三氮浓度分别降低了2.9%,1.6%,3.1%,T3的三氮浓度分别降低了15.5%,14.7%,22.3%,T4的三氮浓度分别降低了16.1%,22.9%,34.1%,结合产量,确定基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为2∶3∶5的氮肥后移措施能够在保证水稻产量不下降的同时,有效降低稻田氮素的流失风险。     

有机肥施用模式对环水有机蔬菜种植氮磷径流的影响

在水环境敏感区域以有机生产代替常规集约化农业,对保护生态环境、提高水库水质和保障居民饮用水安全具有重要意义。实际生产中,如果为追求产量盲目施用有机肥会增加氮磷径流流失风险。为在保障产量的前提下减少氮磷流失,本研究于昆明松华坝水库集水区,以不施肥(CK)和常规施用化肥(CF)为对照,在有机生产方式下设置不同类型有机肥[牛粪(DMC)、鸡粪(CMC)以及二者与豆饼的混合有机肥(HH)]及用量(与CF处理等氮素投入100%、80%和60%)的有机肥施用模式,共计11个处理(CK、CF、0.6DMC、0.8DMC、DMC、0.6CMC、0.8CMC、CMC、0.6HH、0.8HH、HH),分析其对土壤径流氮磷流失阻控效果和作物产量的影响。研究结果表明,在有机种植方式下,施用有机肥可使施肥初期(0～25d)总氮径流浓度比常规施化肥降低26.3%～73.9%,生育期总氮累积浓度降低32.8%～67.0%。单施牛粪和鸡粪导致径流水总磷浓度比CF提高49.1%和12.3%,施用混合有机肥或减氮施用牛粪和鸡粪总磷浓度则比CF处理降低15.8%～52.5%。氮素投入水平和施肥类型对径流水氮磷浓度、土壤硝态氮和速效磷含量有显著影响。等氮素投入下不同肥料类型的径流水总氮浓度为化肥牛粪混合有机肥鸡粪,总磷浓度为牛粪鸡粪混合有机肥化肥;土壤硝态氮含量为化肥牛粪、鸡粪混合有机肥,速效磷含量为鸡粪牛粪混合有机肥化肥。以60%氮素水平施用有机肥对径流水氮磷累积浓度和土壤硝态氮含量削减效果最佳,但土壤速效磷仍有累积风险。混合有机肥处理的青花菜产量最高,而单施牛粪或鸡粪存在减产风险。综合来看,与常规施用化肥相比, 60%氮素投入加牛粪、鸡粪和豆饼混合有机肥的施肥模式可在产量提高16.7%的前提下,使径流水总氮、硝态氮、氨态氮浓度分别降低66.5%(18.94mg·L~(–1))、67.2%(11.11 mg·L~(–1))和66.2%(6.57 mg·L~(–1)),总磷降低52.5%(0.5 mg·L~(–1)),可作为推荐施肥类型和用量在松华坝流域有机蔬菜生产进行推广。     

优化施肥和缓释肥对水稻田面水氮磷动态变化的影响

通过小区试验探索优化氮肥分次施用及缓释肥对稻田氮磷形态和动态变化的影响,结果表明,田面水TN浓度在施肥后的第1天达到最大,NH4+-N峰值出现在施肥后的第2天,随氮素的转化,NO3--N浓度在第4天达到高峰。总体上NH4+-N是稻田田面水氮素的主要表现形态,而农田灌溉和降雨可显著提高NO3--N的比例。总磷浓度在基肥施用后的第2天达到高峰,在基肥施用后的第7天和灌溉或降雨农田被扰动后的第2～3天稻田田面水总磷浓度出现回升现象。农田灌水及天然降雨也可使田面水中可溶性磷呈现降低趋势,颗粒态磷的比例升高。水稻生育初期的径流水中总氮、总磷相对较高,远远超出地表水环境质量标准Ⅴ类水的标准限值(TN 2.0mg/L,湖、库TP 0.2mg/L)。平均4次产流中,相对于传统施肥,优化施肥氮肥分次施用及缓释肥处理产生的径流中总氮浓度可降低约22.98%～42.88%。     

生物有机肥与减量配施化肥对连作黄瓜养分利用率及产量的影响

为了探讨生物有机肥与减量配施化肥对连作黄瓜养分利用率和产量的影响,采用田间小区试验,以黄瓜为供试作物,共设9个处理(T1~T9),将9个处理分为3个处理组:生物有机肥添加量为0t/hm^2的CK处理组(T1减肥0%,T2减肥10%,T3减肥20%);生物有机肥添加量为10t/hm^2的Y1处理组(T4减肥0%,T5减肥10%,T6减肥20%);生物有机肥添加量为20t/hm^2的Y2处理组(T7减肥0%,T8减肥10%,T9减肥20%)。结果表明:Y1处理组和Y2处理组与CK处理组相比,黄瓜产量的提高范围分别为1.48%~38.88%和15.31%~50.91%,氮肥利用率提高1.51~10.07个百分点和6.41~18.71个百分点,磷肥利用率提高2.07~5.38个百分点和5.67~8.90个百分点,钾肥利用率的提高范围分别为9.50~16.31个百分点和16.95~28.43个百分点;在施用相同量的生物有机肥条件下,随着化肥施用量的减少,CK组内各处理(T1、T2和T3)黄瓜产量差异显著,Y1组内的T4和T5与T6相比黄瓜产量差异明显,Y2组内T8与T9相比黄瓜产量差异显著。在9个处理中,T8黄瓜产量最高;Y1组内各处理(T4、T5和T6)和Y2组内各处理(T7、T8和T9)的氮肥利用率、磷肥利用率和钾肥利用率均呈上升趋势。研究结果可为提高养分利用率和减轻作物连作障碍提供科学依据。     

生物有机肥对宁夏盐碱地土壤养分和生物学特性的影响

【目的】为了探讨生物有机肥长期施用对宁夏引黄灌区盐碱土壤化学和微生物特性的影响，明确生物有机肥的最佳施用量及施肥模式。【方法】以田间连续4年定位试验为依托，研究生物有机肥施用量0 t/hm2（CK）、4.5 t/hm2（T1）、9 t/hm2（T2）、13.5 t/hm2（T3）及生物有机肥9 t/hm2配施无机化肥360 kg/hm2（N）（T4）对玉米根系土壤养分含量、酶活性、微生物生物量和微生物群落多样性及玉米产量的影响。【结果】：（1）连续四年施用生物有机肥可明显降低土壤pH和全盐含量。土壤养分含量及土壤酶活性随着生物有机肥施用量增加呈递增趋势，且生物有机肥施用9 t/hm2时，增施无机化肥可显著增加土壤速效钾含量14.73%；（2）土壤微生物群落代谢AWCD值和土壤微生物种群代谢多样性指均随着生物有机肥施用量的增加而增加，单施生物有机肥13.5 t/hm2处理下土壤培养192 h时AWCD值为0.84，经Tukey检验分析，Shannon（H）和Mcintosh（U）指数较CK分别增加10.11%和62.67%。（3）随着生物有机肥施用量增加，土壤微生物生物量碳氮磷含量呈递增趋势，各处理分别比CK增加66.78%、59.19%和51.84%；（4）施用生物有机肥可明显增加玉米产量，提高玉米产值，其中以生物有机肥施用9 t/hm2配施无机化肥360 kg/hm2（N）时，玉米产量和净收入最佳，分别为11499 kg/hm2和8709元/hm2。【结论】长期施用生物有机肥可改善宁夏盐碱土壤质地，提高土壤质量，增加土壤生物活性及玉米产量，其中以生物有机肥施用9 t/hm2配施无机化肥360 kg/hm2（N）时综合效果最佳。     

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。     

不同施肥模式对雷竹林氮磷流失的影响

通过田间小区试验,研究袋控释肥对集约经营雷竹林氮磷损失的影响。结果表明:施肥后雷竹林的径流液及渗漏液中氮磷含量随时间呈现先升后降的单峰变化趋势;袋控释肥处理中径流液全氮和全磷流失量分别为1 844.43,152.58 g/hm^2,比撒施肥处理减少了18.75%和40.94%;在渗漏液中,袋控释肥处理的全氮和全磷流失量为108.84,3.32 kg/hm^2,比撒施肥处理减少15.35%和22.91%;施肥后7天内,撒施肥处理的氨挥发占总氨挥发量的75.06%,而袋控释肥处理的氨挥发量在施肥后第28天才释放总量的68.06%,且袋控释肥处理的氨挥发量比撒施肥处理减少32.08%。因此,通过施用袋控释肥能有效降低雷竹林氮磷的损失,提高肥料利用率。     

稻麦两熟农田茬口衔接期养分径流流失特征

采用田间小区定位试验研究自然降雨条件下稻麦两熟农田"稻季-麦季-稻季"茬口衔接期养分径流流失规律。结果表明:麦季常规施肥条件下麦稻茬口衔接期径流水量达77.59m3/hm2,径流侵蚀泥沙量达48.30kg/hm2,麦季少免耕处理较常规施肥处理增加径流水量达41.41%;径流水氮磷浓度分别达2.22,0.46mg/L,径流侵蚀泥沙氮磷浓度分别达1.15,1.65g/kg;麦稻茬口衔接期氮素径流流失量达227.84g/hm2,以径流水流失为主,占氮素总径流流失量的75%以上;磷素径流流失量达115.57g/hm2,以径流侵蚀泥沙流失为主,占磷素径流流失总量59%以上;麦季秸秆还田、秸秆还田减肥处理减少麦稻茬口衔接期氮素和磷素径流流失量分别达6.04%～9.74%和5.73%～11.54%,而麦季少免耕处理则增加21.75%和13.42%。     

长江中下游平原单季稻田氮素径流损失风险评估

稻田氮素径流损失是农业面源污染主要来源之一,以巢湖地区单季稻田为研究对象,利用该地区1957—2019年的历史气象数据,通过设定插秧区间(6月6—25日)及施肥期水位(3,10,20 cm),建立SMNRL模型,模拟不同插秧时间和田面水水位稻田氮素流失,研究降低长江中下游平原气候区单季稻田氮素径流损失风险的插秧时间与水位控制模式。结果表明:(1)施肥后,稻田田面水氮素浓度呈指数衰减,基肥期田面水氮素衰减期为9天,分蘖肥和穗肥期为7天。(2)在LW、HW组合中,各施肥期占全生育的氮素径流损失为基肥期>分蘖肥期>穗肥期。在LW组合中,基肥期为氮素径流损失高发期,基肥、分蘖肥、穗肥的氮素流失为72.4%~98.4%,1.9%~27.6%,0~8.3%。(3)控制水位比选择插秧时间对降低氮素径流损失更有效。相同水位下,适宜的插秧期氮素径流损失在全生育期施肥中合计能减少0.4~4.5 kg/hm^2,降低32.8%~80.3%;相同插秧时间下,LW、MW组合相比HW组合氮素径流损失能减少8.8~13.1 kg/hm^2,降低92.1%~98.8%。(4)在LW、MW、HW 3种组合中,插秧期分别以6月19日、6月11日、6月17日为界,将6月6—25日分为前后2个阶段,前1阶段插秧产生氮素径流损失均值显著低于后1阶段,分别低37.0%,25.0%,21.7%。(5)降低巢湖地区稻田氮素径流损失有效措施为施肥期水位控制为3 cm,并选择6月6-19日期间进行水稻插秧。     

平衡减量施肥和行间配植对白茶园氮磷流失的影响

安吉白茶经济效益高,施肥量大,茶园氮磷流失已成为西苕溪流域农业面源污染的主要来源之一。通过2个生长周期的野外径流小区试验连续观测了减量施肥和行间配植乔木控制白茶园氮磷径流损失的效应。试验设置习惯施肥处理(CK)、减氮减磷处理(T1)、减磷+配植合欢处理(T2)和减氮减磷+配植合欢处理(T3)4个处理,各处理重复2次。结果表明:行间配植合欢处理(T2、T3)2个观测周期的径流水量、泥沙量显著小于无行间配植处理(CK、T1)(P0.05)。CK处理2个观测周期径流总氮及各形态氮的累积流失量均显著大于其他3个处理,泥沙氮素累积携出量显著大于T3处理(P0.05);CK处理2个观测周期径流总磷及无机磷的累积流失量均显著大于其他3个处理,泥沙磷素累积携出量显著大于T2和T3处理(P0.05)。白茶园氮素流失以径流水为主,磷素流失以径流泥沙为主。减施氮磷、行间配植和两者结合均能有效削减白茶园氮磷流失,减氮减磷与行间配植的组合措施效果更好,推荐的施肥和植被管理技术为N 270 kg/hm~2,P_2O_5 90 kg/hm~2,行间配植合欢密度200株/hm~2。