赣江下游水稻田地表径流氮磷流失分析

在赣江下游蒋巷镇水稻田示范基地设置径流监测点,研究常规施肥条件下水稻田生态系统地表径流中氮、磷养分的流失情况。结果表明,在连续多次监测期内,自然降雨条件下常规施肥水稻田地表径流中总氮、总磷平均含量为3.09、0.29 mg/L,地表径流进入水体存在水体富营养化的风险。可溶性无机氮是水稻田地表径流中氮素流失的主要形态,尤其以硝酸盐形态的氮流失更显著;溶解态正磷酸盐是该区域水稻田土壤中磷流失的主要形态。地表径流中氮、磷的流失与降雨量呈极显著的正相关关系。可见,施肥条件和降雨量是影响地表径流氮、磷流失的主要因素,针对赣江下游稻田氮、磷流失的特点需制定相应的氮、磷流失的防治措施。     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

选取南方典型坡耕地红壤为试验区,采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,于2008-2010年连续3a对不同农业管理方式下地表径流及氮磷流失特征进行田间实地监测.结果表明,试验区域干湿季极其分明,3a平均降雨量为838.6 mm,主要集中在5月到10月,坡耕地红壤地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性,在常规施肥处理下径流量和氮磷流失量之间呈极其显著的指数相关性,相关系数分别为R=0.8974**和R=0.5297**.坡耕地红壤地表径流量、径流系数及氮磷流失量变化规律一致,不施肥条件下,总氮、总磷流失量最大,优化施肥、揭膜、横坡垄作及秸秆覆盖等农艺措施能降低氮、磷流失量,尤其是横坡垄作种植,相对于顺坡垄作氮、磷流失总量降低了2/3左有.不同处理之间径流中各种形态氮磷含量无显著差异,说明不同农业措施主要通过地表径流流失量而影响坡耕地地表径流氮磷流失量的多少.坡耕地红壤地表径流氮磷流失以颗粒态为主,TDN占TN比例年均为24.58％,TDP占TP的比例年均为7％,TN流失量是TP的3倍左右;优化施肥和揭膜条件下可溶性氮磷所占比例增加,横坡垄作和秸秆覆盖条件下降低.在可溶性氮素中,NO3-N、NH3-N占TN的比例年均分别为8.41％、12.65％,但是2009、2010年NH3-N均小于NO3-N.因此,关于坡耕地地表径流不同流失氮素形态的影响因素较多,目前研究结果不确定,且年际之间差异较大,尚需要进一步研究.     

山核桃林闭合区内径流氮磷流失特征

为研究自然降雨条件下整个水文年中山核桃Carya cathayensis林闭合区内径流-土壤-泥沙氮磷流失特征,以杭州市临安区山核桃林闭合区作为研究对象,测定总氮、总磷和水解氮等指标。结果表明:降雨是影响径流的重要因子,径流量和降雨量存在显著正相关（P < 0.05）;在2016年6月至2017年5月的观测期间,山核桃林径流水中氮素平均质量浓度较高（2.86 mg·L-1）,水解氮是氮素流失的主要形式,占总氮的60.7%;径流水中磷素平均质量浓度较低（0.01 mg·L-1）。径流氮质量浓度与土壤碱解氮之间不存在显著的相关性（P>0.05）,而径流磷质量浓度与土壤有效磷质量分数之间呈显著相关（P < 0.05）;径流中总氮和总磷的年累积流失量分别为11.01 kg·hm-2·a-1和133.70 g·hm-2·a-1,泥沙中全氮和全磷的年累积流失量分别为11.49和1.12 g·hm-2·a-1,山核桃林氮磷流失严重。     

有机无机肥配施及稻草覆盖对中南丘陵茶园氮磷径流流失的影响

为改善中南丘陵地区茶园土壤养分状况、有效防控茶园氮磷径流损失,采用田间小区试验,以有机肥代替部分化学肥料、稻草覆盖等处理,研究其在减少暴雨造成的农田径流营养损失,从而减少农田氮磷对水体的污染方面的作用。结果表明,中南丘陵茶园,在相同降雨条件下,农民习惯施肥处理径流流失量较大,但稻草覆盖处理能有效减少径流流失,同时稻草覆盖对降低地表径流中的氮磷浓度也有显著作用,其中氮的降幅为24.32%~25.91%,磷的降幅为18.81%~19.23%;有机肥代替部分化肥并用稻草覆盖处理对茶叶增产具有显著作用。     

鄱阳湖区赣北棉田地表径流氮磷流失特征研究

为明确鄱阳湖生态区赣北棉田地表径流氮磷流失特征,探究氮肥减施和部分有机肥替代化肥对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,在自然降雨条件下,连续4年进行定位监测。结果表明,试验区域暴雨主要出现在5～7月,该时期为径流发生的高风险期;棉田总氮和总磷年度累积流失量分别为7.59～22.49 kg·hm^-2和0.43～1.61 kg·hm^-2,地表径流以颗粒态氮和可溶性磷为主,硝态氮是无机氮流失的主要成分。地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性;在常规施肥处理下,径流量和氮、磷流失量呈极显著的幂函数相关。与常规施肥相比,减氮20%基础上配施部分（10%）有机肥的施肥措施有利于减少地表径流、降低径流系数、减少氮流失,且对磷的流失和棉花产量无显著影响。     

水稻田磷径流流失特征初步研究

在自然降雨条件下,原位研究了广东省典型稻田地表径流氮磷输出的动态流失特征。结果表明,降雨量与产流量之量极显著正相关,但对P素流失量无明显影响;与未施肥对照(F0)相比,常规施肥(F)对P素流失没有显著影响（p > 0.05）,P素流失形态以颗粒态磷(pp)为主。     

不同农艺管理措施下双季稻田氮磷径流流失特征及其主控因子研究

选择湖南省长沙县典型中亚热带双季稻田长期定位试验小区,通过田间观测明确不同施肥、水分管理、秸秆还田、生物质炭农艺管理措施对氮磷径流流失的影响,采用冗余分析方法(RDA)探明稻田氮磷径流流失的主控因子。研究结果表明:早晚稻各处理田面水总氮浓度在施肥后(基肥、分蘖肥和穗肥)第1 d达到峰值,并在10 d后逐步恢复到平稳水平;早稻田面水总磷浓度在施基肥后第1 d迅速达到最高,晚稻在施肥后第5 d才达到峰值。早晚稻田面水氮磷浓度受农艺管理措施影响明显,在间歇灌溉条件下,施有机肥、秸秆还田与生物质炭比常规化肥处理分别降低总氮浓度34.05%、15.34%～19.76%和15.46%～17.47%;秸秆还田与生物质炭相对常规化肥处理分别降低田面水总磷浓度6.33%～8.76%和9.09%～13.66%。铵态氮和颗粒态磷是氮磷径流流失的主要化学形态,施肥后10 d内是氮磷径流流失风险窗口期,该期间总氮和总磷径流流失分别占稻季总流失量的82.53%～97.66%和6.73%～47.02%。冗余分析结果表明配施有机肥促进氮磷径流流失,施用生物质炭主要促进稻田氮素径流流失,秸秆还田主要减少稻田氮素径流流失。综合考虑氮磷径流流失防控潜力、实际效果和实施可行性,中亚热带双季稻田采取高效水分管理(尤其是流失风险窗口期)加秸秆还田是减少稻田氮磷径流流失的可行方式。     

减量施肥条件下稻田径流氮磷流失特征的研究

为明确减量施肥下奉贤区稻田氮磷养分的径流流失特征,寻求适宜的田间施肥模式,基于田间小区径流试验,研究自然降水下常规施肥(CF)、减量施肥(JF)和优化施肥(YF)对水稻产量和稻田径流水中各种形态氮磷流失特征及输出负荷的影响。结果表明:上海市奉贤区当季水稻地表径流水量为2 714.91 m3∕hm2,占农田年径流量的87.38%,主要发生于施肥较多、水量丰富的6—8月份。处理间径流水中的氮磷流失浓度在6月份出现峰值,之后逐渐下降,最后平均径流浓度依次为CF> JF> YF,YF处理因缓释肥能有效减缓肥料养分释放速度,径流水中的氮磷浓度始终保持较低,流失负荷量也相应较低,其中以NO3--N消减率最高。与CF处理相比,YF处理的籽粒产量虽减少1.91%,但两者表现无显著差异。总体而言,缓释肥减量20%处理既能稳定水稻籽粒产量,又能有效降低稻田内的氮磷径流损失风险,在实际生产中可采用该施肥模式。     

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的浓度范同是0.73～15.33 mg·L-1,DN是氮素径流流失的主要形态,约占TN的74%～92%,NH+4-N和NO-3-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2.91 kg·hm-2和6.23 kg.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.     

湖北省稻田地表径流氮磷养分流失规律初探

在湖北省水稻主要种植区设置3个田间原位监测点,采用径流池收集地表径流的方法,研究水稻田地表径流产生和氮磷养分流失的规律.结果表明,2010年,全省稻田平均产生地表径流8次,产流量平均为304.5 mm,产流系数为34.7％,径流主要发生在4～8月降雨比较集中的时段;施肥后全省稻田年平均总氮的流失量为4.90-10.67 kg/hm2,总磷流失量为0.63～1.44 kg/hm2;径流水中总氮平均浓度为1.83～3.83 mg/L,总磷浓度为0.16～0.49 mg/L;可溶态氮是地表径流氮素流失的主要形态,约占总氮的70.2％～86.7％,其中尤以硝态氮的流失量最大,占总氮的51.8％～69.5％,铵态氮流失量较小,约占总氮的7.4％～34.9％;磷素的流失以颗粒态磷为主,占总磷的60.4％～87.7％;肥料氮、磷养分流失量平均分别为当季施肥量的0.46％和0.37％.施肥和径流量是影响地表径流氮、磷流失的主要因素,施肥导致氮、磷养分流失量增加,径流产生量大的时段,其氮、磷的流失量也增加.     

不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响

为掌握不同土壤管理对茶园氮磷径流损失的影响，为茶园管理提供基础，在千岛湖地区的茶园中分别设置了常规施肥（CF）、50%有机肥替代化肥（COF）、在CF基础上施用调理剂（CFC）、在CF基础上覆盖稻草（CFM）等 4个处理3次重复的试验，在自然降雨条件下动态监测了不同处理的径流量、径流水中氮、磷浓度并计算氮、磷流失量。结果表明，茶园地表径流量介于1 049.3～1 417.3 m³·hm^-2，稻草覆盖显著降低了茶园地表径流量的25.4%～26.0%（P < 0.05）；茶园地表氮、磷径流损失量介于1.48～2.23 kg·hm^-2，0.39～0.54 kg·hm^-2，与CF相比，COF、CFC和CFM处理的氮流失量分别减少了24.8%、11.1%和33.9%，磷流失量分别降低了26.5%、24.8%和29.8%；径流水中不同形态氮、磷浓度与地表径流量呈现极显著负相关（P < 0.01），相关系数介于﹣0.55～﹣0.75。为降低茶园氮磷面源污染流失风险，今后在茶园土壤管理中可优先推广稻草覆盖措施。     

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。     

Drip fertigation and plant hedgerows significantly reduce nitrogen and phosphorus losses and maintain high fruit yields in intensive orchards

A field experiment was carried out to evaluate the effects of drip fertigation combined with plant hedgerows on nitrogen and phosphorus runoff losses in intensive pear orchards in the Tai Lake Basin. Nitrogen and phosphorus runoff over a whole year were measured by using successional runoff water collection devices. The four experimental treatments were conventional fertilization (CK), drip fertigation (DF), conventional fertilization combined with plant hedgerows (C+H), and drip fertigation combined with plant hedgerows (D+H). The results from one year of continuous monitoring showed a significant positive correlation between precipitation and surface runoff discharge. Surface runoff discharge under the treatments without plant hedgerows totaled 15.86% of precipitation, while surface runoff discharge under the treatments with plant hedgerows totaled 12.82% of precipitation. Plant hedgerows reduced the number of runoff events and the amount of surface runoff. Precipitation is the main driving force for the loss of nitrogen and phosphorus in surface runoff, and fertilization is an important factor affecting the losses of nitrogen and phosphorus. In CK, approximately 7.36% of nitrogen and 2.63% of phosphorus from fertilization entered the surface water through runoff. Drip fertigation reduced the accumulation of nitrogen and phosphorus in the surface soil and lowered the runoff loss concentrations of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). Drip fertigation combined with plant hedgerows significantly reduced the overall TN and TP losses by 45.38 and 36.81%, respectively, in comparison to the CK totals. Drip fertigation increased the vertical migration depth of nitrogen and phosphorus nutrients and reduced the accumulation of nitrogen and phosphorus in the surface soil, which increased the pear yield. The promotion of drip fertigation combined with plant hedgerows will greatly reduce the losses of nitrogen and phosphorus to runoff and maintain the high fruit yields in the intensive orchards of the Tai Lake Basin.     

滇池流域典型城郊降雨径流污染特征与排放过程

选择滇池流域典型城郊代表性的两个功能区——居民生活区和居民生活-集市混合区进行降雨径流监测,分析降雨径流污染特征及排放过程。结果表明,降雨地表径流中总氮浓度在2.18～29.40mg·L-1,总磷浓度在0.18～3.90mg·L-1,氨态氮浓度在0.87～18.48mg·L-1,硝态氮浓度在0.02～3.64mg·L-1,CODCr浓度在22.51～362.92mg·L-1,TSS浓度在7.00～882.00mg·L-1之间。降雨地表径流污染物浓度高于地表水Ⅴ类水环境质量标准。降雨径流中氮的主要污染物是氨态氮、颗粒态氮和溶解有机态氮,磷的主要污染物以颗粒态磷和PO34--P为主。降雨径流污染物浓度随降雨时间发生变化,开始产生径流时污染物浓度较高,之后随着雨强的平衡而趋于下降。降雨径流各污染物浓度是居民生活-集市混合区大于居民生活区,居民生活区径流大于屋面径流;次降雨径流污染物平均浓度(EMC)为居民生活-集市混合区普遍高于居民生活区。居民生活-集市混合区降雨径流EMC变化表现出更大的随机性。     

不同施肥方式下洱海流域水稻-大蒜轮作体系氮磷径流损失研究

为寻找洱海流域水稻-大蒜轮作农田的合理施肥方式,以减少氮磷径流损失,研究了不同施肥方式对水稻-大蒜产量和地表径流氮磷损失的影响。结果表明:在等量氮肥输入的条件下,与习惯施肥(CF)相比,50%有机-无机配施(50%O)、100%缓释掺混肥(100%BB)处理下水稻-大蒜产量无显著差异,而100%有机肥处理(100%O)水稻-大蒜产量显著降低。CF和100%BB处理水稻氮(磷)肥农学利用效率高于其他处理,CF和50%O处理大蒜氮肥农学利用效率显著高于其他处理,100%BB处理大蒜磷肥农学利用效率最高。与CF相比,水稻季100%BB处理径流总氮、总磷流失量和氮、磷损失率最低,总氮流失量和氮损失率分别降低55.34%和86.95%,总磷流失量和磷损失率分别降低70.14%和89.07%。径流中硝态氮和铵态氮流失量之和占总氮流失量的13.19%~21.69%,磷流失以可溶态速效磷为主,占总磷流失量的83.25%~90.93%。研究表明,100%BB处理方式能够在保证作物产量的同时显著降低氮磷径流损失,是较为理想的施肥方式。     

富磷钾矿物有机肥与过磷酸钙在地表径流中磷的流失对比

采用田间径流池法进行田间小区试验,研究玉米地富磷钾矿物有机肥、过磷酸钙处理下地表径流中磷的流失特征。结果表明：地表径流中总磷流失量折合为,富磷钾矿物有机肥0．77kg．hm-2,过磷酸钙1．12kg·hm-2（7次采样,总降雨量415mm）。当降雨量较小（26～37mm）时,施用富磷钾矿物有机肥和过磷酸钙肥料的土壤径流液中,TP质量浓度分别为0．725～1．402mg·L-1和0．677—1．903mg·L-1,每小区平均总磷流失量分别为7．18～37．62mg和7．89—61．49mg,两处理间差异不明显;当降雨量较大（76—87mm）时,施用富磷钾矿物有机肥和过磷酸钙肥料的土壤径流液中,TP质量浓度分别为0．699—1．238mg·L-1和1．170～2．151mg·L-1,每小区平均总磷流失量分别为139．3—332．3mg和159．4～454．1mg,富磷钾矿物有机肥处理的均低于过磷酸钙处理的,且差异显著。富磷钾矿物有机肥处理的土壤径流液中活性磷浓度（0．091～0．359mg·L-1）大于过磷酸钙处理的（0．066—0．327mg·L-1）,但差异不显著。     

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年（2017—2019年）的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥（CK）、常规施肥（F）、秸秆还田+常规施肥（SF）和秸秆还田+常规施肥减15%（SDF）4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮（TN）平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷（TP）增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017—2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9—26.7、1.3—2.8和15.6—27.0和0.8—2.0 kg·hm^-2,较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%—29.7%和21.9%—28.1%,TP流失量则降低1.3%—4.0%和1.0%—6.6%。秸秆还田能够增加土壤有机质等养分含量,短期内均能够降低土壤pH值,与F相比,SF处理的油菜和水稻季有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮平均含量增幅分别6.2%、8.4%、27.3%、19.5%、5.0%和7.0%、10.9%、17.7%、7.5%、5.1%。秸秆还田配施化肥能够提高作物地上部氮磷累积量。F处理的油菜和水稻地上部作物氮素、磷素累积量均值分别为105.0、20.4和134.3、36.7 kg·hm^-2,SF较F处理油菜和水稻季氮素累积量增加28.9%和7.8%,磷素增加12.1%和5.9%。秸秆还田提高了油菜-水稻轮作的周年产量,其中SF较F处理显著提高7.8%（2017年）和6.4%（2019年）。【结论】油菜-水稻轮作模式下秸秆还田配施化肥能够在保证作物产量的同时提高土壤养分含量,降低氮磷流失负荷。