太湖地区稻麦轮作农田有机和常规种植模式下氮磷径流流失特征研究

为探究不同种植模式对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,在太湖地区稻麦轮作系统中,通过连续两年田间试验,研究比较了等氮投入条件下常规种植和有机种植模式农田径流水中氮、磷浓度特征,以及径流氮、磷流失量、流失系数。结果表明,稻季和麦季农田径流中总氮、可溶性氮、铵态氮和硝态氮平均浓度和总氮流失量均表现为:常规种植有机种植对照。与常规种植相比,有机种植模式能够有效减少稻麦轮作农田中氮的径流流失,且对麦季氮素径流流失的减少效果优于稻季;尽管有机种植模式下磷流失系数低于常规种植,但有机肥投入携带的高磷量会增加农田磷素径流流失量。     

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.     

化肥减量与秸秆还田对油菜地氮素地表径流的影响

氮素在农事活动中至关重要,氮素的流失会造成水环境污染。通过不同施肥量下土壤氮的地表径流流失形态和规律,以及秸秆还田对氮地表径流流失的影响试验,探究不同施氮水平对油菜地土壤氮素输出负荷的影响。结果表明,在油菜的生长过程中,地表径流氮素流失现象严重,地表径流除以硝态氮、铵态氮的形式流失外,还存在其他形式的氮素流失,种植周期内降雨地表径流中硝态氮和铵态氮之间存在此消彼长的关系。化肥减量可以降低氮素的流失风险,秸秆还田可以促进农作物的生长,进而提高农作物的产量,化肥减量+秸秆还田是较佳的油菜施肥方式。     

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。     

猪粪添加煤粉施用对农田径流磷流失的影响

【目的】研究煤粉对于控制粪肥施用后农田径流磷流失的作用,为研发适用于小农户的农业面源污染控制技术提供科学依据和技术参考。【方法】在自然降雨条件下,采用径流试验装置,设置不施肥、单施猪粪、猪粪添加煤粉3个处理,对种植期内地表径流的体积、不同形态磷的质量浓度及流失量进行检测,分析猪粪添加煤粉施用对地表径流磷流失及植株生长的影响。【结果】与单施猪粪相比,添加煤粉可以减少地表径流的产生,显著降低不同形态磷的质量浓度和流失负荷。总磷(TP)、水溶性总磷(TDP)、颗粒态磷(PP)、水溶性无机磷(DIP)和水溶性有机磷(DOP)质量浓度分别降低22.54%、16.84%、27.84%、20.94%和5.10%,流失负荷减少26.6%、19.6%、32.0%、23.2%和14.5%。添加煤粉对前2茬小白菜生长不利,但从第3茬开始出现显著的促进作用。【结论】添加煤粉可以有效降低猪粪施用后引起的农田径流磷流失风险,但可能存在一段对作物生长不利的时期。     

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     

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。     

赤红壤蔗区11年连续增量施磷下磷素演变及其 对甘蔗产量与磷流失的影响

【目的】 系统分析连续11年增量施磷下赤红壤蔗地土壤全磷、Olsen-P以及地表径流磷流失量的变化特征和土壤磷素变化与磷盈亏、蔗茎产量的响应关系,为土壤磷素科学管理提供参考。【方法】 依托长期肥力及地表径流定位监测试验（2008年—）,选取不施肥（CK）、推荐施肥（OPT）和增量施磷（OPT+P）3个处理,测定土壤全磷、Olsen-P含量及地表径流磷流失量,分析土壤磷素变化与磷累积盈亏量的关系,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并推算施肥处理土壤Olsen-P含量从第11年降至环境阈值所需的时间。【结果】 CK处理逐年降低土壤全磷含量,年降速率为0.0251 g·kg ^-1·a ^-1。施肥土壤全磷和Olsen-P含量随种植年限波动增加,土壤全磷和Olsen-P增速率OPT+P处理高于OPT处理。不施肥土壤表观磷盈亏10.2 kg·hm ^-2·a ^-1,施肥处理土壤表观磷盈余41.3—69.2 kg·hm ^-2·a ^-1,占施磷量的31.9%—35.6%,以OPT+P处理显著高于OPT处理67.5%。施肥下赤红壤蔗区土壤全磷和Olsen-P变化量均与土壤累积磷盈亏量呈显著正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,OPT处理和OPT+P处理土壤全磷上升0.06 g·kg ^-1和0.09 g·kg ^-1,Olsen-P 含量上升11.0 mg·kg ^-1和9.1 mg·kg ^-1。土壤每累积亏缺100 kg P·hm ^-2,CK处理土壤全磷下降0.32 g·kg ^-1。Mitscherlich模型较好地拟合蔗茎产量与赤红壤Olsen-P含量的响应关系（P＜0.01）。其计算出的土壤Olsen-P 农学阈值为12.1 mg·kg ^-1。施肥显著提高地表径流磷流失量,且OPT+P处理也显著高于OPT处理。地表径流磷流失量与土壤Olsen-P含量显著正相关。基于土壤磷素变化与累积磷盈亏的关系推算得出第11年OPT和OPT+P处理Olsen-P水平降至环境阈值的时间分别需要12年和16年。 【结论】 在南方赤红壤区,施肥尤其增量施磷在提高土壤磷素累积的同时增加了地表径流磷流失风险。在本试验磷的基础养分条件下,按OPT处理施磷,并从甘蔗种植的第2—3年实行隔年施磷可维持土壤磷素处于农学阈值与环境阈值之间。     

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。     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。