长白山区沟谷湿地乌拉苔草沼泽土壤氮素累积动态研究

通过对长白山区沟谷沼泽乌拉苔草湿地氮素累积动态进行研究。结果表明:长白山区沟谷沼泽乌拉苔草湿地土壤全氮在季节累积变化中,最高值在4月份,其次是7月份;最低值在9月份;土壤剖面不同季节累积中,最大值在0～30cm层土壤,最小值在60～90cm层土壤。硝态氮季节累加值最大在4月份,最小在9月份;土壤剖面最大值在表层,最小值在30～60cm层;速效氮在季节累加中最大值是在4月份,最小值在7月份;土壤剖面最大值出现在表层,最小值出现在60～90cm层;铵态氮在季节变化中最大值出现在7月份,最小值在5月份;土壤剖面最大值是在30～60cm层,最小值是在60～90cm层。     

不同湿地-稻田面积比下茭白-茨菇湿地系统对稻田排水中氮素去除效果的研究

为了研究茭白-茨菰湿地系统对节水灌溉稻田排水中氮素的原位消减效果,探讨不同湿地-稻田面积比对系统氮素去除效果的影响,通过大田试验观测,分析了稻田排水进入湿地后氮素浓度的变化规律和湿地-稻田面积比(1∶10,1∶7和1∶4)对氮素去除效果的影响。结果表明,稻田排水进入湿地系统经过7~14 d的净化后其铵态氮(NO+4-N)、硝态氮(NO-3-N)和总氮(TN)的浓度下降范围可以维持在83.6%~88.7%、59.6%~94.3%和72.6%~88.9%范围内,不同湿地-稻田面积比间氮素的去除率有所差异,但差异不大。此外,氮素浓度在排水进入湿地系统后的前3~6 d内其去除效果明显,均呈指数趋势下降,且其去除率均达到56%以上,而后2~4 d则趋于平稳降低,其去除率均低于30%。总体上来看,1∶4湿地对氮素负荷截留量最小,1∶10湿地截留量最大,但不同湿地对氮素负荷的去除率相差不大,均维持在93%~98%以内。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

农业小流域“田-沟”系统氮素时空变化分析

为研究农业小流域尺度上氮素的时空变化趋势,以夏作期内位于南京市溧水县白马镇的典型农业小流域为研究对象,通过野外监测和室内化验分析相结合,探讨了小流域内土壤氮素含量的时空变化,并分析了排水沟道中氮素质量浓度的时空分布特征.结果表明:夏作期小流域内土壤3种形态氮素质量分数时间上存在一定差异性,土壤全氮质量分数呈先增大后减小趋势,土壤硝态氮、铵态氮质量分数均呈总体减小趋势,降幅分别为37.1%,60.9%;小流域土壤全氮质量分数空间上分布趋势为中部较高,四周较低,南部相对于北部质量分数较大.夏作期排水沟道中总氮、硝态氮、铵态氮平均质量浓度依次为3.54,0.81,0.59 mg/L;在排水沟道的迁移过程中,3种形态氮素质量浓度均是沟道出口处大于沟道入口处.     

自然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统迁移转化规律试验研究

目前对红壤坡地氮素流失的试验研究主要集中在人工土槽装置中监测径流和壤中流氮素,缺乏在野外自然坡情况下氮素在径流-壤中流及土壤中迁移转化过程的整体研究。为了探究天然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统中的迁移转化规律,在江西水土保持生态科技园开展了3次坡地人工降雨氮素流失试验,对不同坡面及土壤初始条件下人工降雨过程中地表径流、壤中流及土壤水分状况与氮素（硝态氮和铵态氮）浓度进行了监测和分析。结果表明,初始坡面粗糙截流能力强,能减少地表径流产流量,但会导致硝态氮大量渗入土壤,造成硝态氮随土壤水的下移。自然坡地土壤中的大孔隙和土壤空间变异性是导致壤中流的主要原因,壤中流硝态氮浓度显著高于地表径流硝态氮浓度,导致壤中流硝态氮流失占比较高,第一次试验中硝态氮壤中流流失占比超过50%。相比较而言,壤中流与地表径流铵态氮浓度均较小,与铵态氮在土壤中较强的吸附能力有关。历次试验中,土壤硝态氮和铵态氮沿顺坡方向空间变异性较大,随时间变化无一致性规律,除受到坡面水力特征影响外,还受到土壤温度的影响。     

膜孔灌玉米农田尿素转化和分布特性研究

为了研究膜孔灌玉米农田尿素转化和分布特性,在测坑中进行了膜孔灌和畦灌施尿素试验,分析测定了施尿素后不同时间的土壤铵态氮和硝态氮含量。研究表明：膜孔灌尿素转化完全后,土壤中氮素的主要形态为硝态氮,可作为膜孔灌农田氮素水平评价的指标;基施尿素下,土壤中的硝态氮含量逐渐增大,分布范围以施肥点为中心呈大致成半圆形;灌水方式对尿...     

猪场废水与氮肥配施对土壤氮矿化特性影响研究

猪场废水作为一种替代水源，受到越来越多的关注。土壤氮素利用效率与土壤供氮能力密切相关，而猪场废水灌溉和施氮量都会影响到土壤的供氮能力，研究猪场废水与氮肥培肥土壤氮素的转化特征可为合理施肥及提高氮素利用效率提供理论依据。本文通过室内恒温好气培养试验，分别在培养的7、14、21、28、35、42 d测定土壤铵态氮、硝态氮及全氮含量，研究了等氮投入猪场废水与蒸馏水相比氮素矿化及其影响因素的差异特征。培养期间，各处理土壤全氮和铵态氮呈逐渐下降的趋势，降幅在20%~49.23%之间。硝态氮随培养期延长呈逐渐上升的趋势, 增幅在89.28%~511.72%之间。猪场废水高氮处理PWH铵态氮和硝态氮含量在培养末期均为最高，分别达40.12 mg/kg和152.32 mg?kg-1，蒸馏水高氮处理CKH在培养末期全氮含量最高，为0.43 g?kg-1。培养前期土壤氮素矿化较快，中后期变化较慢，土壤供氮平稳，同一时段不同处理间土壤累积矿化氮量存在显著差异(p0.05)，表明不同外源氮肥输入对土壤氮素的矿化能力影响显著。PWH、PWL、CKH、CKL处理最大累积矿化氮量分别为59.69 mg?kg-1、31.07 mg?kg-1、24.26 mg?kg-1及23.49 mg?kg-1，且峰值出现的阶段不同。土壤氮素的矿化速率随着培养时间的增加而逐渐降低，且等氮投入的猪场废水培养处理土壤氮素矿化速率显著高于蒸馏水培养处理。综上所述，猪场废水高氮处理PWH处理的供氮能力最强，该处理有利于土壤微生物数量及氮转化相关酶活性的增加。     

有机碳分布对氮素迁移转化的影响数值模拟

针对外源性有机碳影响下土壤氮素各转化过程的定量计算问题,基于土壤氮素迁移转化数值模型NPTTM,考虑外源性有机碳在土壤中的不同分布类型,及其对反硝化过程的影响函数,采用含有机碳的二级处理再生水灌溉试验对该改进模型进行验证,结果表明,改进后的模型能很好地拟合试验过程土壤水氮动态变化过程。同时,为了探究有机碳分布对氮素迁移转化过程的影响,本文采用该验证模型进行有机碳随深度分配数值实验,计算结果表明不同的有机碳分布对土壤铵态氮的影响较小,但对硝态氮的影响较大。土壤中较高的有机碳汇集会造成铵态氮浓度的增加,而有机碳浓度增大会增强反硝化作用进而减小硝态氮浓度。     

蓄水坑灌体系温度对土壤氮素运移转化影响

通过研究体系温度对蓄水坑灌施条件下土壤水分及氮素运移转化的影响,明确蓄水坑灌土壤水氮时空分布特征,探究土壤水氮运移迁移转化机理,以期为水肥合理灌施提供理论基础。通过模拟构建蓄水坑灌模型,以大型控温箱精确控制土壤温度,采用克里克空间插值法分析了蓄水坑灌条件不同体系温度下的水分、硝态氮、铵态氮时空分布特征,结果显示7 h左右土壤水分、养分完成入渗进入再分布阶段,土壤水分随着时间的推移其垂向和径向迁移距离均逐渐增大,同一时刻,温度越高其横向与径向迁移距离越大,且靠近蓄水坑壁区域的土壤含水率相对越低;土壤中铵态氮含量在不同温度下随时间推移均呈现先增后减的现象,低温下第15 d时土壤养分再分布核心区出现下降趋势,中、高温第10 d时已出现下降趋势,且其迁移距离远低于水分、硝态氮的迁移距离;土壤中硝态氮含量在10℃下第10 d时出现增高现象,而20、25、35℃下第5 d时已出现增高现象,由蓄水坑周边至湿润体边缘呈现"低-高-低"的分布态势。表明再分布阶段温度升高能提高水分的再分布速率,提高脲酶活性加快尿素水解转化为铵态氮,同时促进硝化反应进程抑制铵态氮在土壤中的积累,当土壤含水量过高时,会抑制土壤中氮素的硝化作用。     

不同肥料配施模式下稻田田面水氮素的变化特征

采用田间试验方法,研究了不同肥料配施模式下稻田田面水中氮素的动态变化。结果表明,不同的水分管理模式和肥料配施模式会显著影响稻田田面水中氮素的动态变化,其中N1P3K2和N2P3K1处理铵态氮浓度值区别不显著,N3P2K2处理铵态氮浓度最高,尤其是湿润灌溉处理的铵态氮浓度高于常规灌溉处理;穗肥比返青肥达到峰值速度快,施肥时期越靠后,田面水中铵态氮浓度越大;按F2阶段比例施肥的处理铵态氮浓度要比按F1阶段比例施肥的高;稻田田面水中硝态氮浓度普遍较低,且峰值出现时间较铵态氮更为滞后,随时间延长,硝态氮浓度逐渐降低,且湿润灌溉条件下各施肥时期硝态氮浓度要比在常规灌溉条件下稍低。因此,有效地水分管理和合理的施肥模式,不仅能节约水资源,还能有效地控制氮素流失,减少面源污染。     

石羊河流域绿洲农业发展对水资源转化的影响及其生态环境效应

从绿洲农业发展对水资源转化影响的角度,研究了石羊河流域水资源转化与生态环境的相互关系,辨证地分析了流域平原区水资源转化的生态环境效应。研究结果表明,绿洲农业发展对水土资源的开发利用改变了流域水资源的转化格局,提高了水资源的利用率,为绿洲的稳定和发展提供了宝贵的水源。同时,由于水资源转化关系的巨大改变,也引发了地表水域萎缩、地下水位大幅度下降、泉水资源量衰减、水质污染与盐化、植被退化、土地沙化和土地盐渍化等一系列生态环境问题,这些问题已严重地影响到了流域水土资源的可持续利用和生态环境安全。     

人工浮岛种植水生植物对包头南海湿地水质净化效果研究

【目的】解决包头南海湿地氮磷等营养元素富集的问题,提升包头南海湿地的水质。【方法】于2017年7—9月,在包头南海湿地构筑了一段由3种水生植物单独或混合种植的人工浮岛,并对浮岛的水质进行跟踪监测。【结果】经过92 d的试验处理,风车草对TN的去除效果最好,去除率为36.02%,可以使水体中TN质量浓度提高到地表水Ⅴ类标准;风车草+水葱+千屈菜对TP的去除效果最好,去除率为41.61%,可以使水体中TP质量浓度从地表水Ⅴ类标准提高到Ⅳ类标准;对CODcr去除效果最好的是风车草+水葱+千屈菜,去除率为27.01%。对浮游藻类抑制效果最好的是风车草,可以有效抑制水华束丝藻。【结论】混合植物人工浮岛比单一型人工浮岛去除氮磷等有机物的效果要好,尤以风车草、水葱、千屈菜3种植物混合组成的人工浮岛对氮磷等有机物的效果最好。风车草、水葱、千屈菜可以作为包头南海湿地水体富营养化防治的浮岛栽培植物来进行推广应用。     

表面流人工湿地处理污染河水的净化效果

为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH⁺₄-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH⁺₄-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH⁺₄-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH⁺₄-N去除的关键因子;进一步分析得出NH⁺₄-N的去除更易受DO的影响.NH⁺₄-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势.     

滴灌水肥条件对樱桃产量、品质和土壤理化性质的影响

以樱桃果树为研究对象,通过滴灌对植株进行灌溉施肥,设置9个不同水、肥量的试验处理,测定了樱桃果园土壤水分和理化性质,同时测定不同处理下樱桃果实产量和品质,综合分析了土壤养分各指标与樱桃果实微量元素之间的线性关系,引入Spearman秩相关系数法对土壤养分各指标与果实品质各指标作了敏感性分析。结果表明:不同水分处理下,在樱桃整个生育期内,土壤含水率呈下降趋势,在灌水时期,灌水越多,浅层土壤含水率越高,而对较深层次土壤含水率无明显影响。试验处理下的水肥条件能显著提高樱桃果实品质,较高施肥量能提高果实果径;适当灌水量能显著提高果实硬度;较高施肥量和较低灌水量能降低可滴定酸含量;较低灌水量和施肥量能提高可溶性固形物含量;中等施肥量和较低灌水量能提高粗蛋白的含量;较低灌水量和较低施肥量能提高果实内维生素C含量;适当灌水量以及较低施肥量能提高可溶性总糖含量。土壤中铵态氮与硝态氮含量处于不稳定状况,养分变化无明显规律;土壤各养分指标中,有机质含量与果实内全铁含量正相关;有效铵态氮含量与全氯含量呈正相关;有效硝态氮含量与果实内全钙、全锌、全氯含量呈正相关;有效磷含量与全铁含量正相关;速效钾含量与全钙含量呈负相关。土壤养分中,铵态氮、硝态氮含量与果实品质中的大多数指标有着密切联系。     

微喷灌施肥对三七土壤氮素运移转化试验研究

为探明微喷灌施肥对三七土壤氮素运移转化影响,2017—2020年在泸西县大栗树村三七种植基地设置3个灌水水平0.4FC(W1),0.6FC(W2),0.8FC(W3),4个施肥水平3.20(F1),4.80(F2),6.20(F3)和120.00 kg/ha(F4),CK为对照,共13个处理.研究微喷灌施肥条件下不同灌水及施肥对三七土壤全氮、硝态氮和铵态氮运移转化影响.结果表明:不同灌水施肥全氮质量比随时间增加先增大后减小,硝态氮质量比随时间增加先减小后增大,铵态氮质量比随时间增加逐渐减小,8月W2F3全氮质量比最大,9月W2F4硝态氮质量比最大,6月W2F4铵态氮质量比最大.全氮和铵态氮质量比随土层深度增加逐渐减小,硝态氮质量比随土层深度增加先减小后增大,全氮、硝态氮和铵态氮聚集在土层0~10 cm,W2F3土壤全氮和硝态氮质量比最大,W2F4铵态氮质量比最大.灌水量与硝态氮和铵态氮相关性具有统计学意义(P<0.01),与全氮呈负相关且相关性具有统计学意义(P<0.05),施肥量与硝态氮呈正相关且相关性具有统计学意义(P<0.01),与铵态氮相关性具有统计学意义(P<0.05).该研究明确灌溉施肥可调控酸性红壤土三七氮素运移转化特性,改善农田微生态环境,提高水氮利用效率,为有效防治病虫害提供技术支持和理论依据.     

宁夏灌区水面植稻净化农田退水效果研究

利用生物浮床技术,将水稻移栽到农田退水水面,利用农田退水进行水稻无土栽培。试验设置引入农田退水的培养池中植稻和退水沟中水面浮床植稻二种栽培方式,并以大田栽培水稻为对照,研究水稻生长状况及对农田退水的净化效果及水稻籽粒品质状况。试验结果表明：①水面浮床植稻对农田退水具有很好的净化作用。在培养池中,农田退水TN的去除率可达...     

蓄水坑灌条件下复水对水氮运移规律的影响

为了明确灌后复水(降水)对土壤中水氮分布的影响以及选择合理的灌施方式,通过室内模型试验,研究了在蓄水多坑肥灌条件下不同降水量(30.624,37.334,43.56 mm)所对应单坑不同复水量(140.1,228.7,400.5 mm)和不同复水时间(灌后1,5,10 d)对土壤水氮运移的影响.研究结果表明:复水后土壤含水率增大,复水量为228.7 mm及以上时,30~80 cm深度范围内土壤含水率均达到田间持水率的80%以上,且复水量越大或复水时间间隔越短,复水后水分分布越均匀;硝态氮在湿润锋处积累明显,复水后坑壁附近土壤硝态氮质量浓度降低,硝态氮质量浓度峰值向远处推进,复水量越大或复水时间间隔越短,硝态氮推进越远且向深处迁移越明显;复水后铵态氮质量分数在近坑处降低,在距坑较远处增加,但变化幅度均不大,复水量越大,或复水时间间隔越短,对铵态氮质量浓度影响越大,复水后土壤铵态氮分布越均匀.     

Agriculture in South Asia and its implications on downstream health and sustainability: A review

Agriculture, a century old practice, has rarely been questioned as it is a necessity for feeding the world's population. With the increase in food requirement, the sustainability of upland agriculture has posed threats to downstream and coastal areas of river basins. In South Asia, the coastal population depends on the lower part of the river basin for their livelihood such as agriculture and aquaculture. There have been numerous occasions where downstream areas have suffered as a consequence of ad hoc agricultural development activities upstream. Problems encountered in the downstream coastal areas include river desiccation, groundwater depletion, water pollution and sedimentation, salinization and salt water intrusion, soil erosion and nutrient depletion, and dynamic changes in the coastal wetland systems. The objective of this paper is to evaluate current agricultural practices, existing problems, and their implications downstream. This would facilitate the adoption of the river basin approach in managing water resources focusing on the South Asian region.     

黑土洼潜流人工湿地净化水质效果总体分析

基于2004—2009年黑土洼人工湿地水质长期监测资料,对人工湿地整体系统以及潜流湿地中3个不同净化区的水质净化效果进行了总结分析,结果表明,各项水质去除率平均达到40%以上,水质由进水Ⅴ—劣Ⅴ类水质,达到出水水质Ⅲ—Ⅳ类,整体水质净化效果较为明显;人工湿地在常温期(6月1日—10月15日)的水质净化效果要优于过渡期(3月15日—6月1日)和低温期(10月15日—3月15日);在潜流人工湿地的3个净化区中,Ⅰ区水质净化效果最好,其次为Ⅱ区和Ⅲ区;此外,在潜流湿地单元中,一级植物碎石床净化水质,总体上达到总去除率的50%以上。