设施栽培系统土壤氮磷淋溶特征与影响因素

近年来，农田面源污染广受社会各界关注。掌握农田氮磷淋溶流失特征与影响因素，是高效治理面源污染的基础。本研究以北京昌平5个设施蔬菜、草莓种植系统为研究对象，采用田间原位渗滤计法，从2019—2022年连续3年开展氮磷淋溶监测试验。结果表明：5个监测试验淋溶强度为4.9%～69.2%，氮素流失系数为0.87%～83.17%，磷素流失系数为0.01%～0.67%，氮素淋溶量远高于磷素，硝态氮是氮素淋失的主要形态；氮磷淋溶量与灌溉频次、灌溉量、氮肥施用量、磷肥施用量呈正相关关系，多元线性回归方程可较好拟合其响应关系，少量多次灌溉、优化施肥可有效降低设施蔬菜种植系统氮磷淋溶污染风险。综上，本研究为科学评估、控制设施土壤氮磷淋溶提供了依据。     

东北三省农田化肥氮地下淋溶污染等级评估

本研究以我国东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）为研究对象,统计了东北36个市级行政单元的化肥施用情况,分析了东北三省近10年的化肥施用趋势,并利用地理信息系统揭示了化肥施用空间特征。在此基础上,利用氮地下淋溶流失系数估算了农田化肥氮地下淋溶流失量,量化了东北三省各行政单元的氮地下淋溶流失强度。结果表明,近10年我国东北化肥施用量呈上升趋势,吉林省化肥施用强度最高,其次是辽宁省和黑龙江省;氮地下淋溶流失强度的平均值为0.314 4 kg·hm^-2·a^-1,氮地下淋溶高流失强度区主要集中在吉林省的长春市、四平市等地区,原因在于吉林省化肥施用量较高,同时玉米产量高,而玉米相对于其他作物,其氮肥施用量和氮素地下淋溶流失系数均处于较高水平。本研究相关方法可用于区域尺度上的农田氮地下淋溶估算,同时研究结果为我国农田面源污染防控和氮素管理提供了数据支持。     

不同施肥模式对甘蓝氮素利用与流失的影响

在天然降雨条件下,采用田间试验方法,在太湖流域地区研究不同施肥模式对甘蓝产量和氮素利用及对径流水和淋溶水中氮素流失动态的影响,并对氮素流失量及流失率进行分析.试验设置6个处理:不施肥、常规化肥(256kg/hm2)、有机肥(256kg/hm2)、蔬菜专用肥(256kg/hm2)、蔬菜专用肥减量20%(205kg/hm2)和蔬菜专用肥减量40%(154kg/hm2).结果表明:蔬菜专用肥比常规施肥和有机肥显著提高甘蓝产量,分别增产31.84%和50.31%,差异有统计学意义(P<0.05).各处理间甘蓝氮素利用率在10.55%~24.17%之间,且不同施氮量蔬菜专用肥的氮素利用率差异有统计学意义(P<0.05),随着施氮量的减小,氮素利用率由16.72%提高至24.17%.甘蓝生长季氮素流失的主要途径是地表径流,流失量为19.66~38.03kg/hm2,主要流失形态为硝态氮.氮素淋溶流失量受施肥和淋溶水量影响,淋失率为0.21%~0.56%,主要流失形态为铵态氮.蔬菜专用肥比常规化肥可减少7.43kg/hm2的氮素流失.蔬菜专用肥减量40%后,氮素流失量可比蔬菜专用肥处理减少12.02kg/hm2.通过施用蔬菜专用肥并优化施肥量(减量20%)能够在保证甘蓝产量的前提下提高甘蓝氮素利用率、降低氮素的流失量,从而减轻氮素流失对水环境的污染.     

农田土壤氮素循环及其对土壤氮流失的影响

分析了土壤氮素循环及其对土壤氮流失的影响,提出了加强氮肥管理、重视平衡施肥、提高作物氮素吸收能力、优化耕作制度及灌溉方式等降低我国农田土壤氮素流失的主要对策.     

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。     

甘肃省农田氮磷流失特征及影响因素研究

为进一步摸清甘肃省当前生产条件下农田氮、磷流失污染现状及其影响因素,基于第一次污染源普查在甘肃设立的17个一般监测点和第二次污染源普查前在甘肃设立的17个面源污染国控监测点,对甘肃省农田土壤氮、磷流失特征及影响因素进行了调查研究。结果表明:影响氮磷面源污染的因素有施肥量、降水量、灌溉量、坡度、土壤性质、种植物类型、施肥方式、地面耕作方式等,其中施肥量、降水量和灌溉量为主控因素。甘肃省肥料总氮流失量20 493.44 t/a,总磷流失量1 387.93 t/a,总氮和总磷流失最多的地区为陇南市,最少的为嘉峪关市。     

化肥减量替代对华北平原小麦-玉米轮作产量及氮流失影响

为降低氮素流失风险,提高肥料利用效率,在华北平原采用田间定位试验研究了不同施肥措施对小麦-玉米产量、周年氮素淋溶和径流损失的影响。结果表明,相比当地常规施肥处理(CON),减施氮肥150 kg·hm~(-2)的条件下,单施化肥(RF)和10%比例沼液替代(RFM)不会降低小麦和玉米产量。相较于CON处理的氮素年均盈余量218.1 kg·hm~(-2),RF和RFM处理氮盈余量分别显著降低了66.7%和55.9%。CON处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别为33.70 mg·L~(-1)和22.01 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别降低了31.45%和30.58%,而RFM处理分别降低了40.65%和43.39%。试验期间径流产流只发生2次,氮素淋溶发生次数和氮损失量远高于径流损失,因此淋溶是氮素流失的主要途径。CON处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别为23.0 mg·L~(-1)和0.095 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别降低了32.9%和30.5%,而RFM处理分别降低了45.5%和50.5%。由于施肥量较高,CON处理氮淋溶表观流失率为4.19%,而RF和RFM处理氮淋溶表观流失率分别降低了2.86%和20.76%。NO_3~--N是氮素流失的主要形态,分别占淋溶和径流总氮流失量的66.3%和73.3%,其与总氮流失变化趋势一致。综上,化肥减量配施沼液在保证作物产量的情况下,是降低氮素流失的有效措施。     

不同水氮措施对农田氮素流失和动态变化规律

【目的】 研究不同水氮措施对农田氮淋失的影响。【方法】 以宁夏黄灌区玉米为供试材料,采用田间试验、取样、室内分析与生物统计的方法,设CON(常规处理)、RN(减施氮肥)、SRN(减氮节水)、SMN(节水增施有机肥)和CRF(控释肥配施)共5个处理,研究不同水氮措施对农田氮素流失和动态变化规律。【结果】 土壤含水量是影响淋溶量的因素之一,而灌溉量是影响淋溶量的主要因素,节水控灌处理(SRN、SMN)所产生的淋溶水量均低于常规灌溉处理(CON、RN、CRF),节水控灌处理淋溶水量比常规灌溉处理淋溶水量减少14.6%~18.4%;土壤淋溶水总氮、可溶性总氮、硝态氮浓度年内变化呈降低趋势,均在基施肥或第1次追施氮肥后出现峰值,是控制氮素流失的关键时期,施氮量是影响淋溶水氮素浓度的主要因素;2016~2018年总氮淋失量大小顺序均为CON(常规处理)＞RN(减施氮肥)＞SRN(减氮节水)＞SMN(节水增施)＞CRF(控释肥配施),CRF总氮淋失量较CON减少21.4~43.0 kg/hm²。【结论】 CRF处理降低氮素淋失的效果最佳,与CON处理相比总氮淋失量降低比例为68.4%~74.7%。     

太湖地区稻麦轮作系统氮、磷径流排放规律及流失系数

为了计算太湖地区稻麦轮作系统中氮、磷的径流排放量,通过2年的小区径流试验,研究了不同施肥方式和施肥量情况下氮、磷的流失规律及流失系数。结果表明:不同施肥处理2008年度和2009年度的全氮流失量分别为14.20~65.17 kg/hm2和38.08~77.76 kg/hm2,流失系数分别为6.02%~9.67%和3.00%~5.16%,麦季氮素的流失以硝态氮为主,而稻季则以铵态氮为主。不同施肥处理2008年度和2009年度全磷流失量分别为0.65~1.21 kg/hm2和0.72~1.15 kg/hm2,流失系数分别为-0.34%~0.19%和-0.81%~-0.15%,但不同施肥处理对径流水中总磷浓度的影响不大。施肥量、降雨时间和降雨量是影响氮、磷流失的主要因素,并且肥料深施、秸秆覆盖、节水灌溉等可在一定程度上降低氮的径流损失。     

三峡库区紫色土柑桔园氮流失控制研究

为了研究三峡库区紫色土柑桔园在不同配方施肥,不同施肥深度和不同耕作方式处理下氮素流失规律及其控制力变化.以重庆紫色土柑桔园为研究对象,采用同一氮磷钾配方施肥水平,2个施肥深度与3种耕作方式组合,以地面撒施肥与中耕2次为对照,单次计量分析各处理地表径流量、0~40cm土层和40cm以下至母岩层侧渗流渗出水量及养分流失量,并用SPSS软件统计分析.结果表明,试验园同一耕作方式下,降雨量越大,地表径流及侧渗流总量越大;单次降雨中,覆盖处理流失水量最大,其流失量由大到小的顺序是:覆盖深施肥、覆盖浅施肥、中耕2次地面撒施肥、生草深施肥、清耕深施肥、生草浅施肥、清耕浅施肥;本试验一年中约1.39%~1.71%的化肥氮被雨水淋洗出土体并排放到环境中(对照为1.64%),各处理0~40cm土层侧渗流氮最大,其次是40cm以下至母岩层,地表径流中氮最小,侧渗流是桔园土壤氮流失的主要途径;生草深施肥有增加氮流失趋势,氮肥浅施比深施氮素养分流失量小10%以上.结果表明,三峡库区紫色土柑桔园地耕作制对柑桔果园氮养分流失有很大影响,地面撒施肥和生草深施肥有增大氮流失趋势;氮肥浅施、调节土壤容重等措施可有效控制氮流失.     

甘肃省农田土壤地下淋溶氮磷流失系数测算初报

对甘肃省8个农田土壤地下淋溶监测点淋溶水中氮磷含量进行了测定分析,初步得出了甘肃省农田土壤地下淋溶氮、磷流失系数,总氮流失系数为0.19%～153.3%,总磷流失系数为0.0011%～0.32%。氮素在土壤中淋失量相对较大,磷素淋失量相对较小。常规处理淋溶条件下,总氮流失主要以硝态氮为主。     

不同施肥模式对早稻季农田氮磷径流流失的影响

为探究湖南双季稻区早稻季防控稻田氮、磷养分流失污染的施肥模式,通过田间试验,设置了不施氮磷肥处理(CK)和常规施肥(CF)、有机肥替代(OM)、控释肥减施(CRF)、绿肥还田(GM)4种施肥模式,研究了不同施肥模式对稻田氮、磷养分径流流失的影响。结果表明:相较于常规施肥模式,有机肥替代、绿肥还田和控释肥减施模式稻田总氮径流流失量分别减少了12.80%、16.62%、28.55%,各施肥处理早稻总氮素流失率大小表现为:常规施肥有机肥替代绿肥还田控释肥减施,氮素流失形态主要以可溶性氮为主,占流失总氮的80.48%~91.96%,可溶性氮中以铵态氮为主。控释肥减施和绿肥还田模式均能减少稻田磷素径流损失量,与常规施肥模式相比,总磷径流流失量分别减少了6.26%和28.30%;有机肥替代模式稻田总磷径流损失量较常规施肥模式增加26.33%;各施肥处理早稻总磷流失率表现为:有机肥替代常规施肥绿肥还田控释肥减施,磷素流失形态前期以颗粒态磷流失为主,后期以可溶态磷为主。在4种施肥模式中,控释肥减施和绿肥还田模式能降低稻田氮磷径流流失量,在南方双季稻区推广这两种施肥模式可有效防控农田氮、磷流失污染风险。     

模拟强降雨条件下硝态氮在土壤剖面的累积及淋溶研究

[目的]为了探讨硝态氮在土壤中累积和淋溶水平。[方法]采用野外冬小麦田间试验,选定不同降雨强度和施肥水平,分析土壤不同深度水分含量和硝态氮含量。[结果]降雨强度和土壤施肥水平是有效影响土壤氮素在土壤中运移和淋溶的重要因素,表现在:土壤降雨强度越大,施肥水平越高,会造成土壤中主要氮素类型硝态氮明显的流失。此外,土壤质地类型也是造成土壤氮素流失的重要因素,表现为土壤质地砂性越强,其淋溶效果越明显。[结论]土壤施肥水平和降雨强度是影响土壤氮素流失的重要因素。     

控释肥对农田氮磷流失的影响研究(英文)

[目的]研究控释肥对农田氮磷流失的影响。[方法]通过选取巢湖流域水田作物水稻和旱地作物玉米进行大田试验,分别研究了施用普通复合肥、控释复合肥和减量20%控释复合肥对农田氮磷径流流失与淋溶流失的影响。[结果]水稻和玉米氮磷的径流与淋溶流失主要发生在施肥初期,其中径流流失量均占总流失量的98%以上,而淋溶流失部分所占比例均不到2%,说明水稻和玉米营养盐的流失主要通过径流流失。相对于普通复合肥处理组,减量20%控释复合肥处理组水稻田氮磷的总流失量分别降低了60%和63%,玉米地分别降低了27.8%和34%,表明施用控释复合肥能维持作物生长后期较高的土壤养分,提高氮磷的利用效率,有效地减少雨季水稻和玉米的氮磷流失,降低农业面源污染。[结论]该研究结果表明控释肥对农田作物养分流失具有减缓作用,为控释肥的大面积推广及减轻农业面源污染等提供了科学依据和技术支撑。     

控释肥对农田氮磷流失的影响研究

[目的]研究控释肥对农田氮磷流失的影响。[方法]通过选取巢湖流域水田作物水稻和旱地作物玉米进行大田试验,分别研究了施用普通复合肥、控释复合肥和减量20%控释复合肥对农田氮磷径流流失与淋溶流失的影响。[结果]水稻和玉米氮磷的径流与淋溶流失主要发生在施肥初期,其中径流流失量均占总流失量的98%以上,而淋溶流失部分所占比例均不到2%,说明水稻和玉米营养盐的流失主要通过径流流失。相对于普通复合肥处理组,减量20%控释复合肥处理组水稻田氮磷的总流失量分别降低了60%和63%,玉米地分别降低了27.8%和34%,表明施用控释复合肥能维持作物生长后期较高的土壤养分,提高氮磷的利用效率,有效地减少雨季水稻和玉米的氮磷流失,降低农业面源污染。[结论]该研究结果表明控释肥对农田作物养分流失具有减缓作用,为控释肥的大面积推广及减轻农业面源污染等提供了科学依据和技术支撑。     

不同水肥处理对稻麦轮作农田土壤氮磷肥力特征的影响

采用不同灌溉方式、氮肥类型、磷肥水平等处理对太湖流域稻麦轮作农田氮、磷肥力变化进行探究。结果表明,与泡田前相比,传统灌溉水稻收获后土壤全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、有效磷含量分别下降3.73～12.27、18.58～43.34、7.36～24.15、1.22～9.67、14.03～35.92个百分点;与传统灌溉相比,间歇灌溉处理收获后土壤铵态氮、硝态氮分别下降12.81～20.25个百分点和2.46～14.36个百分点,全磷升高1.65～3.99个百分点;在传统灌溉、间歇灌溉中,新型缓释氮肥减氮30%处理收获后土壤全氮、全磷含量均高于常规尿素分次施肥处理、不施肥处理;与相应对照处理相比,稻季无磷处理收获后土壤全磷升高0.38～5.62个百分点。因此,间歇灌溉、缓释氮肥减氮30%和稻季无磷处理能有效减少土壤氮素、磷素流失,从而减少农田氮、磷流失造成的水体污染。     

典型有机肥氮素淋溶流失特征分析

【目的】基于有机肥对水体富营养化的影响研究较少的现状,研究典型有机肥在紫色土中的淋溶流失特征。【方法】本文以牛粪、沼液、油枯、有机无机复混肥为供试有机肥,以化肥(磷酸氢二铵)为对照,对比研究有机肥/化肥中氮素在紫色土中淋溶流失。【结果】(1)牛粪、沼液、油枯、有机无机复混肥等有机肥在紫色土中也会造成氮素淋溶流失,且在一定条件下沼液、有机无机复混肥中氮素淋溶流失率超过化肥30%以上,与化肥相比差异显著(P 0. 05);(2)供试肥料在紫色土中氮淋溶流失率与与降雨强度、施肥量呈显著正相关关系,且施肥量对氮素淋溶流失的影响大于降雨强度;(3)在模拟淋溶条件下,可溶态氮(TDN)是化肥/有机肥淋溶流失的主要形式,可溶态氮(TDN)流失量占总氮含量的65. 17%~99. 07%,这可能与化肥/有机肥中氮的存在形态有关。【结论】有机肥在紫色土中会造成氮素淋溶流失,在农用过程中要注意合理、适量施用。     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

长湖流域农田地表径流氮磷流失特征分析——以荆州市沙市区为例

为明确长湖流域农田地表径流氮磷流失特征,了解高风险种植模式,以荆州市沙市区为例,采用流失系数法和遥感数据分析相结合进行了研究。结果表明,研究区7个乡镇农场农田地表径流氮、磷总流失量分别为539 023、19 850 kg,其中岑河镇最高,分别占沙市区氮、磷流失总量的45%、43%;沙市农场氮流失强度最高,立新乡磷流失强度最高。全区当季施肥造成的氮、磷流失分别占农田流失总量的28%、23%。15种种植模式中,氮、磷流失最大的模式分别为平地-旱地-大田、平地-水田,分别占农田流失总量的44%、46%。3种坡度中,平地的农田地表径流氮、磷流失量最大,分别占农田流失总量的91%、89%,陡坡地最小。4种土地利用类型中,旱地的农田地表径流氮、磷流失量分别占农田流失总量的49%、36%,水田分别占农田氮、磷流失总量的44%、53%。沙市农场和立新乡分别是氮、磷流失高风险区,平地-旱地-大田、平地-水田分别是氮、磷流失高风险种植模式。     

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。