冀南地区农田氮磷流失模拟降雨试验研究

农田氮磷养分流失是我国农业面源污染的主要污染源,为了研究冀南地区农田氮磷流失特征,本文采用人工模拟降雨大田试验的方法,测定施肥前后裸地农田地表径流与壤中流氮磷流失量,分析径流中不同形态氮磷的流失规律。结果表明:地表径流与壤中流的产流存在明显差异,地表径流产流过程波动明显,壤中流流量变化较为平缓并具有一定的滞后性,且在总径流量中的比例较小,两次试验分别占9.0%与13.1%;径流中氮素浓度在产流初期较高,随后迅速衰减,产流后0～35 min是累积氮流失量较快的时段;产流中可溶性氮的输出以硝氮为主,占累积流失量的71.0%～99.7%,且硝氮的流失极易受水文因素的影响;磷元素在径流中的含量较低,多以颗粒态存在,并且随着产流时间的延长,壤中流逐渐成为磷流失的主要途径;累积产流量与累积氮、磷流失量之间可分别用线性拟合与幂函数拟合,拟合优度分别在0.99与0.97以上,存在显著相关关系。研究结果表明,冀南地区农田在降雨之后氮磷流失量巨大且呈现一定规律性,适宜氮肥施用量与控制产流前期养分流失是防控当地农业非点源污染的有效途径。     

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。     

模拟地表径流冲刷下大冲流域不同土地利用类型地表氮和磷流失特征

地表径流中氮、磷的流失已成为造成水体污染的主要途径,研究其流失特征及影响因子是减少水体污染的有效方法.在野外,利用径流槽模拟地表径流产生条件,通过测定径流中总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH4+-N)、硝氮(NO 3--N)和可溶性磷(DP)输出总量及其浓度的变化,讨论不同土地利用方式及不同的雨强条件下土壤中氮、磷流失特征.结果表明:径流中氮、磷的流失随降雨时间的增加呈现升高再降低最后维持平衡的过程;径流中磷流失量与土壤中磷素的含量成正相关,而土壤中无定形铁的含量则与径流中各类氮素的流失成负相关.这可以为农业和环境科学提供基础资料,为采取针对性的农业和环境管理措施以减轻农业非点源污染提供依据     

横坡垄作和秸秆覆盖对红壤坡耕地氮磷流失的影响

为研究南方红壤坡耕地油菜-玉米轮作模式氮磷养分地表径流损失对不同耕作方式的响应机制,本文采用田间定位试验的方法,研究坡耕地顺坡垄作（CK）、横坡垄作（T1）、横坡垄作+秸秆覆盖（T2）、顺坡垄作+秸秆覆盖（T3）4个处理模式连续2 a对坡耕地氮磷养分地表径流损失的影响。结果表明：不同处理地表径流总量与氮磷流失总量均呈现出CK>T3>T1>T2,横坡垄作和秸秆覆盖处理均能有效降低坡耕地地表径流量和径流液中氮磷养分含量,其中T2处理对控制地表径流及氮磷损失的效果最好,较其他处理分别降低地表径流量、氮和磷流失总量24.46%~74.90%、39.60%~86.37%和36.84%~79.66%;坡耕地氮素流失以硝态氮为主,不同处理下径流液中全氮浓度与硝态氮浓度呈显著正相关关系。横坡垄作+秸秆覆盖对减少坡耕地土壤氮、磷素损失效果最好,观测期内横坡垄作+秸秆覆盖处理土壤全氮和全磷含量分别增加了19.42%和21.98%。研究表明,在南方红壤坡耕地上推广横坡垄作+秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于降低氮磷径流损失风险、提高红壤坡耕地可持续生产能力。     

自然降雨条件下南方湿润平原农田氮磷流失初探

研究南方湿润平原露地蔬菜种植模式下氮磷流失特征。结果表明,农田直接流出的径流水样中总氮、总磷的浓度较高,远超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中V类水质标准限值,且农田地表径流中总氮、总磷的流失量随着降雨量及施肥量的增加而增大。通过降低化肥用量可有效控制氮磷流失浓度,而作物产量降低并不明显。总氮径流流失率占输入总量的3%~5%,总磷只占1%左右。可溶态氮是天然降雨径流流失氮素的主要形态, 其中硝态氮又是可溶态氮素的主要形态,氨态氮所占比例较小。     

自然降雨条件下农田地表产流及氮磷流失规律研究

基于淮北平原自然降雨条件下2个连续汛期观测的降雨-径流试验数据,分析不同试验处理下农田地表产流规律和氮磷浓度及其构成,探讨地表径流氮磷浓度和流失量的时间变化过程及其分布差异。结果表明,当地农田地表径流氮磷浓度构成分别以颗粒态氮和可溶性磷为主,而可溶性氮中又以溶解性有机氮为主,且硝态氮是农田地表径流无机氮流失的主要成分。汛初7月不同土地利用方式下农田地表径流量及铵态氮、硝态氮、可溶性氮磷和颗粒态氮磷的浓度及流失量间的差异相对较小,但8月期间的差异却明显增加,低秆高密度作物种植模式下的相应流失量最低。在淮北平原夏季种植黄豆、棉花等矮秆高密度作物,可起到有效减少地表径流氮磷流失量的作用,减缓因农业非点源污染对地表水体富营养化产生的潜在威胁。     

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。     

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。     

节肥控污施肥模式对双季稻田氮磷径流损失的影响

利用田间小区试验进行原位监测,研究了节肥控污施肥与习惯施肥两种不同施肥模式对双季稻田地表径流中氮磷的形态特征及流失量的影响。结果表明:稻田地表径流主要受降雨驱动,当降雨量大于24.4 mm时产生地表径流;氮磷径流流失量主要与径流中氮磷浓度相关; NH_4⁺-N和悬浮颗粒结合态磷分别是氮、磷流失中比重最大的形态;节肥控污施肥模式全稻季的TN、TP、NH_4+-N和悬浮颗粒结合态磷分别是氮、磷流失中比重最大的形态;节肥控污施肥模式全稻季的TN、TP、NH_4⁺-N、NO_3+-N、NO_3^--N的流失量及氮磷流失系数均较常规施肥模式减少。     

农业非点源氮磷流失规律研究

以北京密云县高岭乡石匣实验小区为研究对象，通过监测分析降雨后的径流样研究实验小区氮磷流失特征，结果表明：土地利用方式的差异对径流中氮磷的浓度有径流中总磷浓度变化趋势：果园〉标准小区〉农地〉荒草坡〉林地；总氮浓度变化趋势：林果地〉荒草坡〉农地〉标准小区〉林地。这表明果园由于施肥的影响造成径流中氮磷浓度偏高；免耕种植、梯田种植、鱼鳞坑造林等耕作方式会明显减少农田土壤的侵蚀。植被覆盖明显减少径流量和泥沙量，从而有效地控制农田氮磷污染物的流失；径流中氮、磷主要以颗粒态存在。     

滇池流域斗南不同土地利用下土壤养分的分布及其对环境的影响

在滇池流域斗南村选取5种典型的土地利用方式的25个土壤样品,对土壤中氮、磷和有机质进行对比分析。结果显示,不同土地利用类型氮、磷和有机质含量有明显差别:蔬菜花卉地上的含量都是最高的;其次是抛荒的蔬菜花卉地;作为粮食作物和水土保持措施的小麦地和林地,因为其经济价值较低,投入较少,养分的含量是最低的;流入滇池的旁沟养分含量相对较高,加剧了滇池的富营养化。综上所述,确定距离滇池最近的蔬菜花卉地和抛荒地是滇池的最主要的非点源污染源,从而为滇池污染的治理,合理规划土地利用提供理论依据。     

滇池流域农田不同土地利用方式对土壤磷素积累及其吸附的影响

【目的】研究滇池周边不同土地利用方式下土壤基本理化性质和土壤总磷（TP）、有效磷（Olsen-P）、水溶性磷（WaterP）含量在不同土层（0～20,20～40,40～60,60～80,80～100 cm）变化状况及其磷吸附特性,旨在阐明农田土地利用方式对滇池流域土壤磷流失的潜在影响。【方法】2009年,在滇池流域选择常规水稻蚕豆轮作、露地蔬菜、3～5年和10年以上塑料大棚4种土地利用方式下的农田作为研究对象,采集0～100 cm土层的土样,测定土壤基本理化性质和不同形态磷含量,用Langmuir方程拟合不同土地利用方式下土壤的磷吸附特性,并对土壤基本理化性质及不同形态磷含量与土壤磷素吸附特征参数土壤磷最大吸附量（S_max）和土壤磷吸附能常数（k）相关性进行分析。【结果】不同土地利用方式对不同土层土壤基本理化性质有明显影响。4种土地利用方式下,农田土壤TP、Olsen-P和Water-P主要积累于土壤表层（0～20 cm）。与常规水稻蚕豆轮作地相比,露地蔬菜地、10年以上塑料大棚和3～5年塑料大棚表层（0～20 cm）土壤的Olsen-P含量分别高达89.86,74.93,45.07 mg/kg,均超过土壤磷向周围水体流失的“突变点”。4种土地利用方式农田的S_max和k分别为747～1 533 mg/kg和0.08～0.75 L/mg,其中露地蔬菜地、3～5年和10年以上塑料大棚表层（0～20 cm）土壤的S_max较水稻蚕豆轮作地显著降低,k值则随土层深度的增加及塑料大棚种植时间的延长而增大;S_max和k与不同土地利用方式下土壤全氮、NH₄^{+-N、NO₃--N含量及C/N呈显著相关关系,Olsen-P和Water-P含量与k呈显著负相关关系（k分别为-0.49和-0.52,P<0.05）。【结论】农田土地利用方式由水稻蚕豆轮作向集约化蔬菜、花卉生产转变,将会引起土壤特性改变、磷素积累及降低土壤对磷吸附,使农田土壤磷向周边水体流失从而增加水体富营养化的环境风险。}     

洞庭湖区稻田土壤有机质和氮磷钾含量的变化--以湘阴县为例

土壤有机质和养分(氮、磷和钾等)是土壤肥力重要的物质基础.本文以地处洞庭湖腹地的湘阴县稻田为例,探讨了23年来典型湖区稻田土壤有机质和氮磷钾养分含量的变化.结果表明,研究的9个代表性稻田土壤,与1980年比较,2003年的土壤速效氮和速效钾含量分别增加12.6%和24.2%,差异达显著水平(p＜0.05);土壤全氮和全钾含量分别增加8.8%和5.6%,但差异不显著.土壤速效磷和全磷含量分别增加67.2%和23.2%,差异达极显著(p＜0.01)和显著(p＜0.05)水平;土壤有机质含量和土壤pH值保持基本稳定.研究的稻田土壤有机质与全氮含量具有显著的正相关性(r＝0.558 8*,n＝18),而土壤有效氮与全氮含量具有极显著的正相关性(r＝0.842 6**,n＝18).该区稻田氮和钾投入量基本适宜,但磷素投入量可适当减少.     

水葫芦根系脱落物的氮磷含量分析

为了探讨水葫芦净化富营养化水体过程中根系脱落物的氮磷释放对于水质的影响,在滇池草海水域,利用围栏控制性种养水葫芦,于2013年5-11月,每隔30 d监测单元框内水葫芦生物量(鲜重)与干重,采集水葫芦样品测定植株氮磷含量;收集单元框内根系脱落物,并监测鲜重与干重及其氮磷含量。结果显示:(1)5-9月(旺盛生长期)和10-11月(逐渐枯萎期)的水葫芦植株干物质氮磷含量无显著差异(P>0.05),但是旺盛生长期内水葫芦的生长速率明显高于逐渐枯萎期(P<0.05),使得旺盛生长期内水葫芦对水体氮磷的净化效果明显优于逐渐枯萎期。(2)根系脱落物的鲜重仅占水葫芦鲜重增加值的7.72%;根系脱落物的干重仅占水葫芦干重增加值的2.10%,根系脱落物含氮量仅占水葫芦植株含氮量增加值的2.50%;根系脱落物含磷量仅占水葫芦植株含磷量增加值的3.05%。分析认为,与水葫芦植株从水体带走的氮磷量相比,随着根系脱落物降解释放而返回水体的氮磷量极少,不会对湖泊水质造成负面影响。     

滇池北岸城郊红壤对磷的吸附特征

研究滇池北岸红壤对可溶性磷的等温吸附及动力学特征,比较不同质量红壤对不同浓度磷的吸附参数差异。结果表明：红壤对可溶性磷的吸附随振荡时间的延长而增加;对磷的等温吸附同时符合朗格缪和弗兰德利希等温吸附方程;在恒温条件下,红壤对磷的吸附量随磷浓度的上升而增加,但吸附率逐渐下降。通过红壤吸附磷的吉布斯自由能计算,进一步证明红壤吸附磷具有自发性;对比同类基质材料磷的吸附量,发现本地红壤具有较大的吸附能力,同时具备经济、易获取等优点。     

南方红壤处理滇池水的初步试验

以含磷极低、富含铁铝氧化物、对磷具有较强的吸附和固定能力的南方红壤为材料，用该土壤对滇池水进行了去磷效果的初步试验。结果表明，该土壤对水体磷的去除效果较好，但去除效果与土壤加入量、处理中的振荡时间、振荡强度及水体的理化性质相关。模拟结果表明，有效处理土壤或选用理想的材料，可以更好地去除水体磷。     

呼伦湖、太湖和滇池总磷基准与控制标准制定探讨

[目的]制定湖泊总磷基准与控制标准。[方法]采用概率统计与Carlson模型分析相结合的方法,并以呼伦湖、太湖、滇池为例,制定湖泊营养物总磷(TP)基准与控制标准的参考值。[结果]呼伦湖、太湖和滇池水体中营养盐的含量一直处于富营养化状态,呼伦湖属于自然主导型富营养化湖泊,其他2个湖泊属于人为主导型富营养化湖泊。对于3个湖泊水体中TP基准与控制标准的参考值,呼伦湖分别为0.08和0.20 mg/L,太湖分别为0.03和0.06 mg/L,滇池分别为0.06和0.15 mg/L。[结论]制定的3个湖泊营养物总磷的基准和控制标准值为湖泊富营养化控制提供了重要依据。     

沉积物-水体界面氮磷的迁移转化规律研究进展*

 沉积物-水体界面氮磷等营养物质的迁移转化对湖泊生态系统的研究具有重要意义。综合分析了沉积物和水体的氮磷浓度、比例、形态特征及其与藻类生长的关系，系统概述了沉积物-水体界面氮磷的迁移转化研究进展，并介绍了滇池该方面的研究现状。     

滇池主要入湖河流水质分析

 对滇池流域的4条入湖河流的总磷、总氮、COD污染进行了调查。结果表明，随着流域内旱雨季变化、河流流量变化、河流地段变化，总磷、总氮、COD含量存在明显差异。入湖口水样总磷、总氮、COD含量明显高于同一河流中、上游。雨季河流流量增加，总磷、总氮、COD含量仍明显增高，特别是雨季前期，由于旱季大量有机物在地面堆积，土壤有效P累积，雨后随地表径流进入河道，使COD、TP增加明显，持续降雨后又有下降趋势。     

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明：上覆水下层水中各形态磷（总磷、可溶性磷、正磷酸盐）含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。