模拟人工湿地不同植物配植对富营养化水体修复能力研究

选用临汾本土的3种湿生植物薄荷、芦苇和藨草,按芦苇+藨草、芦苇+薄荷、藨草+薄荷、芦苇+藨草+薄荷4种组合方式配植,构建小型模拟人工湿地,通过测定其对TP(总磷)、TN(总氮)、NH+4-N(氨氮)、COD(化学需氧量)的去除率来研究不同植物组合对不同浓度富营养化水体的修复能力。试验结果表明:轻度处理下,对TP、TN、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合;中度处理下,对TP、TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合,对NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合;重度处理下,对TP、NH+4-N去除效果最好的是芦苇+藨草组合,对TN、COD去除效果最好的是芦苇+藨草+薄荷组合。     

复合营养剂对浮游生物群落结构和水质调控作用的影响

饵料和水质条件是影响养殖生产的重要因素.本研究探讨不同类型的营养剂对水体中浮游生物生长及水体理化性质的影响.实验通过对水体施用无机营养剂(inorganic nutrients,IN)、微量营养添加剂(micronutrients additives,MA)及复合营养剂(complex nutritional preparation,CNP)和空白对照(no fortification,NF)处理,测定水体中溶解氧(dissolved oxygen,DO)、氨氮(ammonia,NH3-N)、亚硝酸氮(nitrite,NO2-N)、总氮(total nitrogen,TN)及总磷(total phosphorus,TP)的变化,并采用变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术研究水体浮游生物的群落结构.理化指标的结果表明,IN极显著提高水体DO、NH3-N、NO2-N和TN的含量(P＜0.01),而MA仅对NH3-N具有极显著的提高作用(P＜0.01),并极显著降低NO2-N水平(P＜0.01),其他理化指标均与NF无显著差异.原核生物DGGE图谱可知,NF组的条带数最多,检测到44条,其次为IN组(37条)和MA组(36条),而CNP组最少,仅34条.多样性指数(shannon-wiener diversity index,H')和均匀度指数(pielou evenness index,J)以NF组最高,分别为3.78和0.91,CNP组最低,分别为3.53和0.85.真核生物DGGE图谱显示,CNP组条带数最多,检测到25条,NF组(22条)和MA组(21)条次之,而IN组最少,仅18条.CNP组多样性指数和均匀度指数均最大,为3.22和0.86,而IN组最小,为2.89和0.77.由此可见,添加营养剂后水体中TN和TP均明显提高,IN组中的有害物质和有害菌大量增加,而MA则降低了水体中有害物质和有害菌的含量,CNP组中浮游生物多样性最高,能够为水体提供充足的营养物质,同时对水体环境具有较好的改善作用.实验结果为健康养殖及改善水体生态环境提供理论依据.     

酸模浮床对污染水体净化效果及机理分析

以南京地区河道岸坡常见陆生植物酸模为试材,制成生态浮床,研究酸模浮床以及无植物浮床对污染水体氮磷的净化效果及其机理。结果表明:酸模对TN,NH4 -N去除率达92.40%,97.00%,为对照组去除率的4.47倍、1.10倍,其中酸模对NH4 -N的去除主要依靠水体微生物硝化反应,而对照组NH4 -N去除率较高的主要原因主要是氨的挥发引起;酸模组水体中NO3--N浓度出现先增高后降低的趋势,对照组则无显著变化;酸模对水体TP,COD去除效果明显,酸模组TP,COD浓度分别比初始降低了79.17%,86.63%,与对照组差异显著。结果表明,酸模对污染水体中氮磷具有良好的净化效果,可作为水体生态修复的优良物种而使用。     

pH和曝气对水生植物去除富营养化水体中氮磷等物质的影响

利用植物浮床系统,通过室内静态模拟试验,研究了pH和曝气对水生植物净化富营养化水体影响。试验结果表明,不同pH处理6 d后,植物系统在pH8.9下对TN,CODMn,BOD5的去除效果最好,TP的去除效果在pH6.7下最好,Chla的去除效果在pH5.0下最好。然而,无植物系统中,TN,TP的去除效果在pH8.9下最好,BOD5的去除效果在pH6.7下最好,CODMn,Chla的去除效果在pH5.0下最好。有无植物系统中,曝气处理6 d后对TN影响很大,但去除率明显小于不曝气处理(P<0.001),除在豆瓣菜系统中,曝气还对CODMn去除产生一定的影响,但对TP和Chla的去除无影响。本试验结果还表明,植物修复系统和无植物系统中,不同pH处理下,水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除效果均在pH8.9处理下最好,且在pH8.9 曝气联合作用下水体中NH4-N,NO3-N,NO2-N的去除率也最高。     

马尾松人工林林冠层对氮、磷、硫的截留效应

观测宜宾高县来复镇18,32年生马尾松人工林以及马尾松针阔混交林在雨季的大气降雨量、穿透雨量和树干茎流量,并对其全磷(TP)、硝态氮(NO-3-N)、铵态氮(NH+4-N)、硫(S)进行同步取样分析。结果表明:(1)马尾松针阔混交林对降雨截留能力要高于马尾松纯林,但在秋末落叶后马尾松针阔混交林截留能力显著减弱;(2)林龄对茎流、穿透雨中氮、磷和硫的月平均含量没有显著影响。针阔混交林中NO-3-N、NH+4-N月平均含量显著低于两个马尾松纯林,秋末落叶后针阔混交林的TP、NO-3-N、NH+4-N、S月平均含量都显著降低;(3)从穿透雨、树干茎流的氮、磷、硫总含量来看,32年生马尾松人工林最高,针阔混交林含量最低,经过针阔混交林冠层后,穿透雨中的NO-3-N、TP、S和NH+4-N总含量降低;(4)林型对树干茎流穿透雨中氮和硫的总含量都有显著影响,而对磷的总含量没有显著影响;(5)在降雨观测期内,大气降雨中P的输入量为0.028kg/hm2,NH+4-N的输入量为0.238kg/hm2,NO-3-N的输入量为0.344kg/hm2,S的输入量为5.471kg/hm2。S在经过32年生马尾松人工林,18年生马尾松人工林以及马尾松针阔混交林林冠层后,总的净输入量分别为-3.770,-4.692,-6.131kg/hm2,说明3个人工林林冠层对S具有一定的吸附能力。TP、NH+4-N、NO-3-N、S在经过针阔混交林后总的净输入量分别为-0.009,-0.272,-0.156,-6.131kg/hm2,说明针阔混交林林冠层对其都有吸附能力。因此,在马尾松人工纯林内混交阔叶树种可以起到很好的提高截留过滤氮、磷和硫的作用。     

太湖地区高产高效措施下水稻氮淋溶和径流损失的研究

在太湖地区,采用田间小区试验,研究了高产高效措施对水稻季氮素淋溶和径流损失的影响。结果发现,水稻季总氮(TN)和可溶性有机氮(DON)淋溶随土壤深度的增加而降低,不同深度下氮淋溶形态不同。60 cm处DON浓度要高于硝氮(NO–3-N)和铵氮(NH4+-N),占TN的40.5%~58.9%;80 cm处NO–3-N的浓度要高于DON和NH4+-N,占TN的52.3%~60.7%。相比当地常规处理,高产高效处理的NO–3-N淋溶减少了51.7%~54.7%,仅占施肥的0.5%~0.9%。在氮的径流损失中,NH4+-N占TN的48.1%~56.4%,而NO–3-N占TN的36%~53%。试验中氮素通过径流途径的损失量很低,仅占施肥的0.34%~0.59%。高产高效处理的氮淋溶和径流损失之和分别为10.59 kg/hm2和10.18 kg/hm2,低于常规处理(13.41 kg/hm2)。除此之外,高产高效措施的作物产量(11.14~12.22 t/hm2)和农学利用率(11.8~12.5 kg/kg)均显著高于当地常规处理。水稻收获后,高产高效处理的土壤TN相比常规处理提高了6.8%~8.1%,有机质含量提高了8.6%~9.2%。综上,高产高效措施不仅有利于作物产量和氮素利用率的提高,还削弱了氮在土-水界面的迁移,是作物增产且环境友好型的有效措施。     

不同植物生物栅系统对富营养化景观水净化试验

为研究不同植物的生物栅系统对富营养化景观水的净化效果,通过人工配水试验对比无植物与分别种有美人蕉、水葱、香蒲的生物栅系统,分析生物栅中不同组成部分对污染物的去除效果.结果表明,纤维填料上的生物膜对不同浓度的富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N的去除率均高于3种植物,其去除率分别为31.43％～40％,45.88％～50.15％,14.32％～15.62％,55.03％～63.95％,因此纤维填料上附着的微生物是污染水体的净化主体.将3种植物生物栅系统对重度和中度富营养化景观水体的净化效果进行比较,结果表明美人蕉生物栅系统对中度富营养化景观水体的CODCr、TN、TP、NH4+-N去除率分别达到78.57％,78.62％,52.24％,86.48％,其中处理后CODCr、TN、NH++-N的浓度均达到GB3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水质标准,因此美人蕉生物栅系统更适用于富营养化景观水体的水质修复.     

波式潜流人工湿地处理景观水体的研究

以华北某市开发区波式潜流人工湿地(W-SFCW)中试系统为研究对象,研究其处理环卫河景观水体的效果.在4个多月的连续运行期中,对COD,TN和TP等指标进行监测.监测结果表明,W-SFCW对化学需氧量(COD),TN和TP的去除率分别达到32.45％,43.35％和39.24％,其中TN和TP的平均出水浓度达到《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中Ⅳ类水标准.并用单因素方差分析对比了春、夏、秋3个季节下W-SFCW处理景观水体的效果,发现季节的变化对TN和COD的去除影响显著,对TP的去除影响不明显.提出了保障W-SFCW稳定运行的措施,为W-SFCW在修复景观水体水质上的应用以及实际工程中的维护管理提供依据.     

太湖地区稻麦轮作农田氮素淋洗特点

通过排水采集器模拟试验研究了太湖地区不同施肥水平下农田N素淋洗特点.结果表明,N的渗漏损失以硝态氮(NO-3-N)为主,并发生在麦季,铵态氮(NH+4-N)淋洗量则很少,NO-3-N的量占渗漏液总N量的43%～72%,浓度为20～110mg/kg;渗漏水中N的含量与土壤N的淋洗量随施肥量的增加而增加,麦季土壤中NO-3-N的总淋洗量为17.8～58.5kg/hm2,平均为39.2kg/hm2,净淋洗量为5.5～40.7kg/hm2,平均为21.4kg/hm2,占施肥量的3.7%～12.2%;与纯化肥处理比较,化肥+猪粪处理增加了农田N的淋失,化肥+秸秆处理减少了土壤中N的淋失.与麦田渗漏水相比较,稻田渗漏水除水稻生长早期的部分样品外,NO-3-N和NH+4-N含量均很低,分别在1mg/kg和0.5mg/kg以下.     

氮磷流失生态拦截工程的绩效评价试验

对常州市武进区陈巷浜、西大河浜2处氮、磷流失生态拦截工程水体中的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)、氨态氮(NH3-N)、悬浮物(SS)5项主要指标,按照《GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准进行了绩效评价试验。结果表明:2项工程的出水水质平均CODCr为42.2mg·L-1,TN为4.3mg·L-1,TP为0.2mg·L-1,NH3-N为0.8mg·L-1,SS为16mg·L-1,5项指标全部达到一级B标准。     

稻鱼共生系统的推广潜力分析——以中国南方10省为例

稻田浅水环境为许多水产动物提供了生境，也为稻鱼共生产业的发展提供了基础。但是，一个区域的稻田是否适合发展稻鱼共生系统，常常受到当地自然和社会条件的影响，了解这些影响对有效推广稻鱼共生系统有重要意义。本文以我国南方10省为研究区域，从自然和社会经济因素两个方面分析了稻鱼共生系统的推广潜力。研究利用气象资料和农业统计数据，基于地理信息系统构建了研究区域内的稻田地理分布数据库，确定了15个影响稻鱼共生系统推广效率的指标，通过指标的层级模型和线性加权评分法对不同稻田的推广优先等级进行评估，并构建了基于稻田总面积、推广率和单产水平下鱼产量估算的简易模型。结果表明，综合自然和社会经济条件，研究区域内的稻田可划分为4个推广优先等级，面积占比分别为：等级1占29.6%（3.59×10⁶ hm²），等级2占16.9%（2.05×10⁶ hm²），等级3占24.2%（2.94×10⁶ hm²）和等级4占29.4%（3.57×10⁶ hm²）；其中湖南、四川、江西和浙江4省的稻田50%以上属于等级1和等级2，而在云南和贵州基本上所有的稻田都属于等级3和等级4。等级1和等级2的稻田适合推广集约型稻鱼共生模式，这两个等级的稻田每个生长季可产出最高鱼产量分别为3.77×10⁶ t和2.15×10⁶ t；而等级3的稻田适合进行粗放型和集约型模式相结合的推广方式，粗放型和集约型模式最高鱼产量分别为0.62×10⁶ t和3.09×10⁶ t。本研究主要结果为合理制定稻鱼共生系统推广策略提供借鉴，也可为国内外稻田水产养殖产业发展规划的制定提供参考。     

我国北方立体种养殖稻田氮素利用率研究

针对目前我国北方地区农业面源污染严重、氮肥利用率低的现象,选择北方典型稻区——天津市宝坻水稻种植区为研究区,以整个稻田生态系统为基本研究单元,建立氮素输入和输出模型,并以水稻普通种植模式(CK,水稻单作)为对照进行田间试验,研究水稻立体种养殖模式(RF,水稻-鱼-虾-蟹共作+田埂+沟渠)氮素的吸收利用率。结果表明,两种水稻种植模式氮素的输入主要来自灌溉、施肥和降雨,其中RF输入氮肥128.25 kg(N)·hm-2,与CK相比减少11.75 kg(N)·hm-2,与南方种植水稻地区相比,氮肥施用量减少14%~52%,RF从源头减少氮素输入,降低了营养元素流失风险。CK氮素的输出主要包括土壤固定、氨挥发、侧渗流失和水稻吸收,RF与CK相比,氮素的输出还包括鱼虾蟹的吸收,由于RF特殊的田埂-沟渠生态净化系统,通过侧渗损失的氮素(以NO3--N为主)较CK减少9.33 kg(N)·hm-2。试验期间,RF和CK氨累积挥发量分别为8.91kg(N)·hm-2和21.54 kg(N)·hm-2,RF氨挥发速率为6.9%,比CK低8.5%,比全国平均水平低10.3%;收获期,RF与CK相比,水稻产量增加6.65%,表明稻田养殖鱼虾蟹不会降低水稻产量。RF氮素利用率为64.3%,比CK高19.7%,既实现了水稻丰产,又减少了氮素流失。因此,在满足水稻灌溉需求的北方地区,可以开展水稻立体种养殖模式,以控制北方地区农业面源污染。     

添加脲酶抑制剂NBPT对麦秆还田稻田氨挥发的影响

氨挥发是稻田氮素损失的重要途径,为探明脲酶抑制剂NBPT对小麦秸秆还田稻田中氨挥发的影响,采用密闭室通气法,在太湖地区乌珊土上,研究了脲酶抑制剂n-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)对小麦秸秆还田稻田中施肥后尿素水解和氨挥发动态变化的影响。结果表明:稻田氨挥发损失主要集中在基肥和分蘖肥时期。添加NBPT可明显延缓尿素水解,推迟田面水NH4+-N峰值出现的时间,并降低NH4+-N峰值,降低了田面水氨挥发速率和挥发量。NBPT的效果在基肥和分蘖肥施用后尤为明显,不加NBPT时施入的尿素在2~3 d内基本水解彻底,NH4+-N和氨挥发速率在第2 d即达到峰值,两次施肥后NH4+-N峰值分别为132.3 mg·L-1和66.3mg·L-1,氨挥发峰值为15.6 kg·hm-2·d-1和10.4 kg·hm-2·d-1;而添加NBPT后,NH4+-N峰值推迟至施肥后第4 d出现,NH4+-N峰值降至70.7 mg·L-1和51.6 mg·L-1,氨挥发峰值降至4.7 kg·hm-2·d-1和2.6 kg·hm-2·d-1。添加NBPT使稻田氨挥发损失总量从73.3 kg(N)·hm-2(占施氮量的24.4%)降低至34.5 kg(N)·hm-2(占施氮量的11.5%),降低53%。在添加小麦秸秆稻田中添加NBPT通过延缓尿素水解而显著降低了氨挥发损失。     

基因组学在作物抗逆性研究中的新进展

自然环境中各种生物和非生物胁迫是影响作物产量的巨大威胁。随着现代分子生物学的发展,从分子水平研究作物抵御逆境的机理已成为生态农业研究的一个重要任务,分子遗传学与生态学的整合诞生了生态基因组学即用基因组学的技术和手段研究生态学领域的问题。基因组学按其研究内容分为功能基因组学、结构基因组学和比较基因组学,本文从这3方面分别阐述了作物抵抗生物胁迫和非生物胁迫的生态基因组学研究进展,总结了基因组学在植物抗逆性研究中的一些新技术和新手段,特别是基于近几年发展起来的二代深度测序所带来的一系列高通量的检测方法与结果。①功能基因组学包含转录组学、表观遗传学、蛋白组学、相互作用组学、代谢组学和表型组学,本文侧重从植物抗逆的功能基因表达水平上的研究展开,重点探讨了转录组学和表观遗传学在植物抗逆研究的新进展,介绍了一些转录组学和表观遗传学研究技术,如基因芯片技术、RNA测序技术、SAGE、cDNA-AFLP、SSH、亚硫酸盐法、ChIP-Chip、ChIP-seq等;例举了一些转录因子基因家族在植物抗逆反应中的作用,总结其作用共性,结果表明不少抗逆基因受到胁迫后基因转录激活上有一定相关性,大多受激素信号转导途径所调控,很多抗逆途径最终都涉及到ABA信号传导通路并与衰老相关;植物的抗逆性受多个信号通路调控,对同一逆境响应常常需要不同的转录因子共同参与,而同一转录因子也有可能参与2个以上的不同抗逆反应;表观遗传学则指在不改变基因序列前提下,对DNA甲基化修饰、组蛋白翻译后修饰及小RNA介导的信号传导等,有证据表明其存在遗传印记作用。②结构基因组学主要利用QTL定位和DNA测序技术,确定植物基因组的遗传图谱和物理图谱,二代深度测序平台的建立使许多植物的全基因组测序成为可能。迄今为止,已有超过40种植物完成全基因组测序,越来越多的植物全基因组计划正在实施中或预计实施。③比较基因组学是基于功能基因组学和结构基因组学进而比较不同物种或不同群体间的基因组差异和相关性的研究,可分析逆境响应相关基因在进化过程中及在地理位置分布中的作用和意义,也同时为QTL定位及功能基因组学研究提供丰富信息。此外,还简要介绍并列举了一些网络共享作物抗逆的生物信息资源数据库。虽然基因组学在如何正确处理海量数据等问题上还存在瓶颈,但它提供的大量作物抗逆方面的基因组信息已为植物抗逆研究提供了众多线索与依据,为今后改良作物抗逆性的遗传育种工作带来了新启示。     

长期施磷稻田土壤磷素累积及其潜在环境风险

应用常规化学分析法和数学统计方法,基于太湖地区13年的长期定位试验,研究长期不同施磷水平下[0(不施磷)、30 kg.hm 2.a 1(低磷)、60 kg.hm 2.a 1(适磷)、90 kg.hm 2.a 1(高磷)]稻麦轮作系统稻田土壤磷素累积规律及磷素流失引发的环境风险。在本试验区土壤环境条件下,可能发生稻田磷素淋溶及径流的土壤耕层(0~15 cm)Olsen-P临界值分别为26.0 mg.kg 1和24.8 mg.kg 1。连续13年适磷、高磷施肥,土壤耕层Olsen-P含量分别达到26.9 mg.kg 1和33.2 mg.kg 1,均高于临界值浓度,且已导致稻田田面水与30 cm渗漏水中总磷浓度显著升高,大大提高了稻田磷素淋溶及径流的风险。低磷施肥土壤Olsen-P长期稳定在(10.1±2.0)mg.kg 1水平,并且每年的稻麦产量与高磷、适磷处理相比并无显著差异,而长期低磷施肥土壤磷的流失风险也较小。因此,在太湖地区稻麦轮作体系下,磷肥不宜以常规适磷水平长期施用,建议以低磷水平(30 kg.hm 2.a 1)长期施用或以适磷水平(60 kg.hm 2.a 1)间歇式施用。     

稻田养鱼与常规稻田耕作模式的综合效益比较研究——以浙江省青田县为例

农业是整个国民经济发展的基础,不可否认现代化大规模农业生产在保障粮食数量安全方面贡献巨大,但在一些适合小规模耕作的山区,经典的传统农业模式比常规农业耕作方式更具优势。本文基于生态价值观,以浙江省青田县稻鱼共生系统和常规稻作系统为例,针对农户和国家两个不同层次主体,综合计算了上述两种农业生产模式的效益。结果表明,就直接经济收入而言,稻鱼共生系统的净收入比常规稻作系统高2184元·hm-2,投入多1453元·hm-2,其投入产出比和投资利润率较低;但若考虑社会-经济-生态综合效益,稻鱼共生系统的生态系统服务价值比常规稻作系统高7447元·hm-2,平均每公顷的综合价值高9631元,同时其投入产出比和投资利润率优于常规稻作系统。基于效益分析,稻鱼共生系统的补偿标准下限为6532元·hm-2,上限为16045元·hm-2,政府可以通过对农户的补贴实现直接经济价值和社会综合效益的双赢。     

不同蔬菜种植模式对土壤淋溶水总氮、总磷和COD的影响

以中国农业大学曲周实验站始于2002年的日光温室有机蔬菜长期定位试验为基础,采用渗漏计装置收集地下1 m深淋溶水,通过测定2014年春茬茄子与秋茬芹菜土壤淋溶水总氮、总磷和化学需氧量(COD),研究不同蔬菜种植模式(有机、综合、常规)下土壤养分淋失情况。结果表明:有机模式总氮淋失量两茬蔬菜之和为137.02 kg·hm~(-2),分别比综合和常规模式减少12.0%和25.9%;总磷淋失量两茬蔬菜之和为18.23 kg·hm~(-2),分别比综合和常规模式高51.2%和119.9%;淋溶水COD两茬蔬菜之和为856.99 kg·hm~(-2),分别比综合和常规模式高32.4%和3.1%。3种模式下不同时期淋溶水总氮、总磷与COD变化趋势差异显著。春茬茄子总氮淋失量前期维持在较高水平,追肥后出现峰值,之后迅速降低,进入6月份后一直在较低水平波动;总磷淋失量变化相对平缓,呈先增加后减小的变化趋势,6—7月间达到峰值;淋溶水COD前期稍有降低,追肥前达到最低值,进入5月份后到茄子季结束呈现逐渐上升的趋势。综上,有机种植模式在减少氮素淋失方面较综合和常规模式表现出优势,但会显著增加磷素淋失风险,并在一定程度上提高淋溶水COD。     

太湖地区稻麦轮作体系下秸秆还田配施氮肥对水稻产量及经济效益的影响

秸秆还田与配施化肥是未来农业持续发展的方向。为明确秸秆还田条件下获得较高产量和最佳经济效益的氮肥用量, 研究设计了秸秆全量(6 t·hm^-2)还田条件下N0、N1、N2、N3 和N4 5 个氮肥用量的田间试验(肥料N 用量分别为0、120 kg·hm^-2、180 kg·hm^-2、240 kg·hm^-2、300 kg·hm^-2)。两年试验结果表明: 秸秆还田条件下水稻产量随着氮肥用量的增加呈先增加后降低的趋势, 2007 年、2008 年水稻最高产量分别为8 543 kg·hm^-2、7 772 kg·hm^-2, 施氮处理比无氮处理(N0)分别增产9.6%~19.4%、13.0%~17.8%; 当氮肥用量达300 kg·hm^-2 时, 边际产量、氮肥农学利用率、结实率、千粒重、新增纯收益率以及边际成本报酬率均显著低于其余处理(N0~N3), 其中2008 年上述各指标值分别为-4.5 kg·kg^-1、3.0 kg·kg^-1(N)、69.9%、25.1 g、0.91%、1.03 元·元^-1。由水稻产量、经济效益与氮肥用量拟合方程求得最大经济收益时的氮肥用量为218~223kg·hm^-2, 水稻产量和经济收益分别为7 686~8 295 kg·hm^-2 和7 413~8 607 元·hm^-2。因此, 秸秆还田条件下合理配施氮肥, 不仅可以获得最佳经济收益, 还可以获得较高水稻产量和氮肥利用率。     

氮磷钾肥用量对紫云英产量效应的研究

采用"3414"肥料效应试验设计方案对紫云英氮、磷、钾肥施用效应及养分的交互作用进行了研究,结果表明:与不施肥处理(CK)相比,13个施肥处理紫云英鲜草平均增产21.1 t·hm-2,平均产量为不施肥处理的2.35倍;分别固定磷(P2O5 60 kg·hm-2)、钾(K2O 60 kg·hm-2)肥,氮(N75 kg·hm-2)、钾(K2O 60 kg·hm-2)肥和氮(N 75 kg·hm-2)、磷(P2O5 60 kg·hm-2)肥用量,在施N 0～112.5 kg·hm-2,P2O5 0～90 kg·hm-2和K2O 0～90 kg·hm-2范围内,紫云英产量随相应肥料用量的增加而显著提高,N、P、K各养分施用的最高增产率分别为65.0%、27.8%和44.5%;从养分效率看,中量水平的氮(N 75.0 kg·hm-2)、磷(P2O5 60 kg·hm-2)和低量水平的钾(K2O 30 kg·hm-2)增产效果最好;氮、磷、钾肥之间存在一定的交互作用,互相影响肥效的发挥,中量水平的养分用量(N 75.0 kg·hm-2、P2O5 60 kg·hm-2和K2O 60 kg·hm-2)有利于各养分效果的发挥.结果说明,施肥对紫云英增产效果明显,氮、磷、钾肥用量和配比是影响紫云英产量的重要因素.     

华北山前平原农田生态系统氮通量与调控

针对华北太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田, 研究农田常规施肥[400 kg(N)·hm^-2·a^-1]条件下作物氮素吸收与损失通量过程, 并根据各氮素输出通量特征开展管理调控。研究结果表明, 全年小麦-玉米轮作农田系统氮输入总量为561~580 kg(N)·hm^-2, 输出量468~494 kg(N)·hm^-2, 两季作物总盈余86~93 kg(N)·hm^-2, 其中有机氮为24~36 kg·hm^-2。氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失是该区域农田氮素损失的主要途径, 是氮肥利用率低的重要原因。平均每年因氨挥发而造成的肥料氮损失量为60 kg(N)·hm^-2, NO₃^--N 淋溶损失量为47~84kg(N)·hm^-2, 两者占施肥总量的30%。每年因硝化-反硝化过程造成的肥料损失很小, 仅为5.0~8.7 kg(N)·hm^-2。通过施肥后适时灌水、合理调控灌水时间与用量, 以及利用秸秆还田与肥料混合施用等管理措施可改善氮素的迁移和转化规律, 有效减少氨挥发和NO₃^--N 淋溶损失, 并结合缓/控释肥与精准施肥技术, 充分利用土壤本身矿质氮素, 可有效提高养分利用效率和作物产量, 改善农田生态环境与促进农业持续和谐发展。