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.     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。     

施用尿素和控释氮肥的双季稻田表层水氮素动态及其径流损失规律

【目的】通过比较研究洞庭湖区双季稻田施用尿素（CF）和控释氮肥（CRNF）的表层水pH、电导率（EC）、总氮（TN）、NH4+-N和NO3--N浓度变化动态及TN径流损失规律，寻找有效控制氮素流失的最佳施肥管理措施。【方法】在渗漏池中按河沙泥（ASP）和紫潮泥（PCP）土壤的剖面层次填装土壤，对天然降雨引起的稻田氮素径流损失进行模拟试验。【结果】稻田土壤施用尿素后，表层水TN、NH4+浓度分别在第1、3天达到高峰，然后随着时间的延长而迅速下降；早稻表层水pH在施用尿素后15 d内（晚稻3 d）逐渐升高，EC表现与NH4+的变化同步。与施用尿素相比，施用CRNF能显著降低稻田表层水TN、NH4+浓度峰值，pH、EC峰值也有明显下降。氮素径流损失监测结果显示，洞庭湖区双季稻田施用尿素TN径流损失量为7.47 kg•ha-1，占施氮量的2.49%；施用CRNF、70%CRNF的TN损失量比施用CF的分别减少了24.5%和27.2%。早稻施肥后20 d内发生的2次降雨径流事件，施用尿素、CRNF和70%CRNF处理的2次TN径流损失量分别占全生育期径流损失总量的72%、70%和58%。其中，早稻施肥后第10天发生的第1次径流的2个控释肥处理的TN损失比施用尿素分别降低了42.9%和44.2%。【结论】双季稻田施用尿素后15 d内表层水氮素浓度高，是氮素流失的关键时期；控释氮肥能显著降低这个时期的表层水和所发生的径流液中的氮素浓度，从而显著削减水稻全生育期内的TN径流损失量。     

稻作期氮素渗漏流失特性及控制对策研究

通过测坑定位试验,对上海市黄浦江上游水稻田氮素渗漏流失规律及其控制对策进行了研究,得到如下结论:(1)稻田氮素渗漏流失以NO3--N为主,施肥后1~2 d渗漏水中NH4 -N浓度较高,之后一般为0.19~2.83 mg.L-1;(2)受稻前旱作(草莓)的影响,水稻生长前期渗漏水中NO3--N的含量高达30~50 mg.L-1,随着田面水的不断下渗淋洗作用,到了稻作后半期,NO3--N的含量下降到较低水平,约为2~3 mg.L-1;(3)在整个稻作期(截止到9月20日)TN的渗漏流失量为22.65~30.57 kg.hm-2,其中NO3--N为18.59~24.90 kg.hm-2,平均为总流失量的82.64%;(4)使用有机肥替代化肥可以在很大程度上减少稻田氮素渗漏流失,在化肥用量减少20%~30%的情况下,氮素渗漏流失量可以减少19.43%~25.91%;(5)经测产,增施有机肥而减少化肥用量对水稻产量没有显著影响,但在很大程度上减少稻田氮素的渗漏流失,对减少农业氮素面源污染、保护地下水具有重要意义。     

稻作期氮素渗漏流失特性及控制对策研究

通过测坑定位试验,对上海市黄浦江上游水稻田氮素渗漏流失规律及其控制对策进行了研究,得到如下结论:(1)稻田氮素渗漏流失以NO3--N为主,施肥后1~2 d渗漏水中NH4+-N浓度较高,之后一般为0.19~2.83 mg.L-1;(2)受稻前旱作(草莓)的影响,水稻生长前期渗漏水中NO3--N的含量高达30~50 mg.L-1,随着田面水的不断下渗淋洗作用,到了稻作后半期,NO3--N的含量下降到较低水平,约为2~3 mg.L-1;(3)在整个稻作期(截止到9月20日)TN的渗漏流失量为22.65~30.57 kg.hm-2,其中NO3--N为18.59~24.90 kg.hm-2,平均为总流失量的82.64%;(4)使用有机肥替代化肥可以在很大程度上减少稻田氮素渗漏流失,在化肥用量减少20%~30%的情况下,氮素渗漏流失量可以减少19.43%~25.91%;(5)经测产,增施有机肥而减少化肥用量对水稻产量没有显著影响,但在很大程度上减少稻田氮素的渗漏流失,对减少农业氮素面源污染、保护地下水具有重要意义。     

牛粪化肥最优配比条件下不同轮作方式对稻田氮磷流失的影响

为探讨牛粪化肥最优配比条件下不同轮作方式对稻田氮磷流失的影响,通过田间小区试验设置Y-OL（70%化肥+30%牛粪-黑麦草-水稻）、Y-OV（70%化肥+30%牛粪-紫花苕-水稻）、Y-ON（70%化肥+30%牛粪-冬闲-水稻）3种轮作处理,以C-ON（100%化肥-冬闲-水稻）为对照,研究不同轮作模式下水稻产量及稻田田面水、下渗水、径流中的总氮（TN）和总磷（TP）浓度变化特征。结果表明：不同处理田面水TN浓度在施穗肥后第2 d达到峰值,TP浓度在施基肥第2 d达到峰值,且最高值均出现在Y-ON处理; C-ON和Y-ON处理下渗水TN浓度在施基肥第2 d出现峰值,Y-OL和Y-OV处理下渗水TN浓度在施穗肥后第2 d出现峰值,在整个水稻生育期Y-OV处理下渗水TP浓度整体低于其他处理;不同处理间稻田氮磷径流流失量无显著差异,稻田氮磷径流流失量与降雨量极显著相关,且降雨量最大时,各处理TN径流流失量占径流流失总量的70.24%~73.42%,TP径流流失量占径流流失总量的35.12%~42.42%; Y-OV、Y-OL、Y-ON处理TN总流失量与C-ON相比分别降低43.92%、25.21%、35.74%,Y-OL、Y-ON处理TP总流失量与C-ON相比分别显著上升66.67%、13.13%,Y-OV处理TP总流失量与C-ON无显著差异; Y-OV、Y-OL、Y-ON各处理水稻产量与C-ON相比无显著差异。研究表明,70%化肥+30%牛粪施肥条件下,紫花苕-水稻的轮作方式可保证水稻产量,有效降低下渗水和径流中氮素流失量且维持较低水平的磷素流失量,是一种有效减少氮磷面源污染、增加土地利用效率的种植模式。     

生物炭对灌淤土氮素流失及水稻产量的影响

针对宁夏引黄灌区氮素流失严重的现状,通过大田试验研究生物炭施于灌淤土对水稻产量、水稻生育期内氮素运移特征及氮素流失量的影响。在常规施肥条件下设置高量炭(C3N300:9000 kg·hm-2);中量炭(C2N300:6750 kg·hm-2);低量炭(C1N300:4500 kg·hm-2)和不施炭(C0N300:0 kg·hm-2)4个处理。研究结果表明,生物炭和氮肥配合施用,对稻田田面水和渗漏水中氮素动态有一定影响,表现为总氮(TN)和硝态氮(NO-3-N)浓度随生物炭用量增加而降低,铵态氮(NH+4-N)浓度升高;在对各层土壤氮素动态的影响上,表现为20 cm处渗漏水中氮素浓度受生物炭用量影响明显,但100 cm处氮素浓度受影响较小。对水稻生育期内氮素径流损失的影响表现为随生物炭施用量增加,田面水TN和NO-3-N径流流失风险下降,但NH+4-N径流流失风险增加;本研究条件下添加生物炭对NO-3-N和NH+4-N淋失没有表现出影响,TN淋失表现为随生物炭用量增加而降低,其中TN淋失量最小的是C3N300处理,整个生育期内淋失量为26.28 kg·hm-2,与常规施肥处理C0N300相比,减少9.45%。另外,添加生物炭增加水稻穗粒数和穗数,使水稻理论产量显著增加15.3%~44.9%,其中C3N300产量显著高于其他处理(P0.05)。生物炭用于灌淤土对水稻产量有促进作用,对降低稻田氮素淋失也表现出积极效果。     

水稻田面水氮素动态径流流失特性及控制技术研究

通过测坑和大田试验,对上海市黄浦江上游水稻田面水氮素动态、径流(排水)流失规律和控制对策进行了研究。结果表明,(1)在基肥期和第1次追肥(碳铵)后,稻田水中氮素浓度下降均较快,施肥后1～2d,TN含量即可下降为施肥当天浓度的25.13%～50.25%,平均为30.17%,到第4d则下降到10%以下;(2)在第2、3次追肥(尿素)后,坑面水氮素浓度减少趋势不同于基肥期和第1次追肥,施肥后开始1～3d浓度先稍有升高,此后下降趋势同前2次施肥;(3)人工降雨试验表明,如施肥后遇暴雨,则可能导致氮素的大量流失。以基肥期为例,施肥后第2d,40mm雨量引起的TN流失量为5.54～7.95kg·hm-2,80mm雨量引起的TN流失量可达16.74～24.02kg·hm-2,氮素的径流流失以NH4+-N为主;(4)应严格控制播期排水和烤田排水,否则会引起氮素的大量流失;(5)经测产,增施有机肥而减少化肥用量对水稻产量没有影响,但可以在很大程度上减少水稻田面水氮素的径流(排水)流失。     

连续施用猪粪有机肥的高产稻田氮磷钾径流流失特征

采用大田小区试验,以南粳44为供试材料,设计不施肥(CK)、常规化肥(氮磷钾,NPK)、高量猪粪有机肥(150%PM)共3个处理,研究连续施用高量猪粪有机肥对水稻产量及农田养分地表径流流失的影响。结果表明,150%PM处理水稻产量最高,较常规化肥处理提高6. 28%;稻田地表径流水总量为1 708 m3/hm~2;常规化肥处理稻田氮、磷、钾地表径流流失总量分别为10. 07、0. 30、3. 10 kg/hm~2,流失率分别为2. 93%、0. 18%、0. 28%;虽然150%PM处理降低了稻田氮素地表径流流失总量和流失率,但极显著增加了磷、钾地表径流流失总量和流失率,分别达到常规化肥处理的14. 4、8. 3倍和4. 4、29. 3倍。表明在本研究条件下,施用猪粪有机肥氮达到常规化肥1. 5倍可实现有机水稻高产,但会大量增加稻田地表径流流失磷钾总量。     

水稻节水高产栽培间歇灌溉技术

通过对稻田不同水分管理模式和间歇灌溉的对比试验研究表明,水稻间歇灌溉水分管理模式最节水、灌水次数及田间排水量最少,且可明显减少病虫危害和增加水稻单产;由此提出了提高降雨利用率、减少稻田渗漏量及适当减少蒸发量的间歇灌溉水分管理模式,可适合我国南方大部分水稻作物种植区推广应用。     

发展节水型灌溉农业的研究

石羊河流域水资源缺乏,并时空分布不均,供需矛盾突出,严重威胁着流域下游民勤盆地沙漠绿洲的生存。本文根据观测试验资料,分析了甘肃石羊河流域内灌溉用水紧缺的原因。认为流域水管理的中心内容是合理运用水资源,即实行限额灌溉、建立综合性节水灌溉体系,促进流域内生态平衡。以春小麦为例,讨论了限额灌溉、储水灌溉和水费的合理征收问题。论述了地膜栽培、调整农业结构、渠系防渗衬砌、小畦灌溉等技术措施在节水中的作用。     

创业农场适宜发展井灌水田规模研究

为农场合理利用地下水资源和调整种植业结构 ,通过建立适合创业农场的水稻生长发育需水量模型及选取恰当的模型参数 ,研究得出了在 5 0 %和 75 %降水保证率下的水稻需水量和灌溉定额 ,本区适宜发展井灌水稻的相应规模。     

马铃薯节水灌溉模式研究

为探讨马铃薯节水灌溉有效模式,研究了沟灌、滴灌、喷灌等不同灌溉方式及灌水量对马铃薯生长发育的影响。结果表明,中水量和高水量喷灌的产量和商品率最高,滴灌节水效果最好,隔行膜下沟灌、交替隔行沟灌虽与常规沟灌相比有一定的节水效果,但马铃薯商品性和产量明显下降。总体比较,在中原二季作地区,喷灌在保证马铃薯高产、高商品率的情况下,还能达到明显的节水效果,是较理想的高效灌溉模式。     

基于CART算法的茶园精准灌溉方法

针对茶园灌溉系统中灌溉时机与灌溉量难以确定的问题，以黄山太平地区猴魁茶园为研究对象，先利用CART算法对环境因子与灌溉之间的相关性进行分析，并与逻辑回归、支持向量机等预测模型进行对比，后采用Penman-Monteith公式等对灌溉量进行精确计算，再通过田间试验对本研究获得的灌溉方法进行验证。结果表明:1)地下20 cm、40 cm和地下60 cm处土壤湿度与灌溉之间的相关性最大，分别达到40.66%、12.74%、12.25%，因此，土壤湿度是判断灌溉时机最关键的环境因子；2)使用CART算法预测猴魁茶园的灌溉时机，其准确率、精确率、召回率、F1值较逻辑回归模型(Logistic Regression model)、支持向量机模型(Support vector machine model)分别提升了12%~16%、1.3%~1.4%、12%~16%、7%~9%；3)Penman-Monteith公式对灌溉量的计算结果表明，黄山太平地区猴魁茶园年灌溉量为200 ~500 mm，其中，夏梢期灌溉量最多，占全年灌溉量70%以上。田间试验结果表明该灌溉方法节水率达到30%~35%。因此，使用CART算法及Penman-Monteith公式所获取的灌溉策略对于该地区茶园精准灌溉有一定的借鉴意义。     

膜下滴灌灌溉制度对棉田土壤水分变化及产量的影响研究

[目的]以田间实测数据为基础,研究膜下滴灌灌溉制度对土壤水分变化及棉花产量的影响.[方法]试验根据不同灌溉定额和不同灌水次数设计了12个处理,在灌水前1 d利用中子土壤水分仪测定宽、窄行的10、20、40、60、80和100 cm深度处中子数,灌水间隔1 d后重复此过程,然后将中子数转换为土壤含水率,同时将不同处理条件下棉花产量和灌溉水分生产率进行对比.[结果]灌水次数为16次,不同灌溉定额处理下,10 cm深度处灌水前后宽窄行土壤含水率变化不明显.灌水次数为10次,灌溉定额为4 500、5 100 m3/hm2时,棉花生长区域土壤水分出现了深层渗漏,而其它处理条件下,均未出现深层渗漏.灌溉定额为3 900 m3/hm2,灌水次数为16次的处理产量最高,灌溉定额为4 500 m3/hm2的处理节水效率达到11.8;,在灌水次数为16、13次时,减产幅度仅为5.5;和3.1;.灌溉定额为3 900 m3/hm2的2、10处理水分生产率较高,均在1.6 kg/m3以上.[结论]灌溉定额越大,灌水次数越少,灌水后宽窄行含水率增大趋势越明显,越容易出现深层渗漏.灌溉定额越大,产量并不是越高,其灌溉水分生产率也不是很好,而中等灌溉定额的产量较高,灌溉水分生产率也是最好的.因此,设计灌溉制度时,应尽量选择中等灌溉定额和灌水次数,同时达到提高产量和节水的效果.     

棉田渗灌研究

研究表明渗灌为棉株创造了良好的生长环境，促进了土壤团粒结构的形成，改善了土壤养分状况，铵态氮、硝态氮和速效磷等都有增加。渗灌田棉株体内蔗糖的含量远远高于漫灌田棉株。渗灌下的棉株生长稳健，根系发达，结铃多，产量增加２０％—３０％，比漫灌节约用水６０％。     

入沟流量对蟠桃沟灌和蓄水坑灌灌水质量的影响

在三工河流域典型灌溉条件下,进行不同入沟流量的田间灌水技术试验,以灌水均匀度(Ed)和灌水效率(Ea)为指标对蟠桃沟灌和蓄水坑灌的灌水质量进行评价,结果表明:沟灌条件下入沟流量对Ed、Ea的影响较大,总体而言,Ed、Ea随入沟流量的增加而增高,在相近条件下宜采用较大的入沟流量;蓄水坑灌条件下两种入沟流量的Ed和Ea差异较小,表明入沟流量不是影响蓄水坑灌灌水质量的主要因素,在土壤、地形等灌溉条件较差地区,蓄水坑灌法是适宜于果树的地面灌溉技术方式。     

不同灌水方式下干旱区盐碱地土壤水盐运移特征分析

采用滴灌、漫灌和沟灌的灌溉方式,分析了新疆干旱区典型盐碱地灌水前后土壤水分、盐分时间和空间运移规律.结果表明,滴灌后表层土壤含水量水平差异较沟灌、漫灌大;滴灌形成近倒圆锥型的土壤湿润区,沟灌则形成近似U型的土壤湿润区;滴灌在湿润层外围形成盐壳,沟灌的沟顶部分在返盐的作用下形成积盐,漫灌总体压盐效果较滴灌和沟灌好;与沟灌...     

膜下滴灌条件对棉花蒸散量影响的室内试验

【目的】探讨不同膜下滴灌条件对棉花蒸散量的影响,为滴灌技术参数的设计和灌溉制度的制定提供参考。【方法】设置室内模拟试验,采用称质量法获得棉花蒸散量,分析滴头流量(0.3,0.8 L/h)、灌溉水质(含盐量0.40,2.47,3.50 g/L)和灌溉水量(321,386 mm)对棉花蒸散量的影响。【结果】淡水充分灌溉时,小滴头流量(0.3L/h)下的棉花总蒸散量高于大滴头流量(0.8 L/h)。在灌水量、滴头流量相同时,咸水(含盐量3.50 g/L)灌溉棉花的总蒸散量明显低于淡水(含盐量0.40 g/L)和微咸水(含盐量2.47 g/L)灌溉,而淡水和微咸水灌溉棉花的总蒸散量基本相同。在滴头流量相同时,充分供水时棉花的总蒸散量高于非充分供水。【结论】棉花的蒸散量随滴头流量的增大而减小,随灌水量的增大而增大,随灌溉水矿化度的增大而减小,适量的微咸水灌溉不会明显影响棉花的蒸散量。     

不同灌溉方式对大棚西红柿生长发育的影响分析

本文以大棚西红柿种植为例,利用田间栽培实验的方法,对不同灌溉方式下大棚西红 柿的生长发育情况进行了对比分析,并对其具体灌溉效果展开了评价,希望能够为大棚西红柿 种植的灌溉方式选择提供一定参考。