滇池流域坡耕地土壤氮磷流失效应

为了揭示间作对坡耕地上不同类型土壤径流和侧渗氮(N)、磷(P)浓度的削减及作用机制,通过径流和淋溶模拟试验,设置不同类型土壤(红壤和紫色土)、坡度(8°和15°)和玉米(Zea mays L.)/大豆(Glycine max L.)间作及各自单作对照,比较分析了各因素影响下径流和侧渗N、P浓度的变化情况。结果表明:(1)径流总氮(TN)、总磷(TP)在红壤不同坡度条件下,与单作大豆处理相比较,间作处理对径流TN浓度有不同程度的削减作用,分别降低27.5%和30.8%,且间作处理下TN浓度在坡度为8°时最低为0.75mg/L;在紫色土8°条件下,与单作大豆、单作玉米相比,间作处理对径流TN浓度的削减效应更为明显,降幅分别为97.8%和89.8%,与单作玉米处理相比较,间作处理对径流TP浓度均有不同程度的削减作用;从8°至15°处理,径流TP浓度相应有所增加。(2)侧渗TN、TP在红壤8°和15°条件下,与单作玉米相比,间作处理对侧渗TN浓度也有较大的削减作用,分别降低87.9%和86.8%,且在8°时侧渗TN浓度最低为2.91mg/L;在紫色土8°和15°条件下,与单作玉米处理相比,间作处理对侧渗TN浓度有约50%和80%的降幅,与单作玉米处理相比较,间作处理对侧渗TP浓度亦有不同程度的削减作用;其中红壤8°条件间作处理下侧渗TP浓度最高为0.25mg/L,15°条件间作处理下TP浓度最低为0.07mg/L。不同坡度条件下,土壤中N、P的输出量不同,且随着坡度增大,径流或侧渗中N、P总体的流失量也呈一定的增加趋势。玉米/大豆间作体系对径流和侧渗中的N、P有一定的削减作用;对于红壤和紫色土,由于其自身理化性质的不同,对坡耕地土壤中N、P流失的削减效应也不尽相同。因此,控制坡耕地氮、磷流失应综合考虑各种因素,对于保护滇池流域水环境具有重要意义。     

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.     

滴灌施肥对农田土壤氮素利用和流失的影响

通过2年在果园和蔬菜田的生产试验及田问氮素流失监测,对比研究常规施肥管理和精确滴灌施肥技术在作物产量、肥料消耗量和农田氮素流失负荷等方面的差异,分析不同施肥方式对农田土壤氮素利用和流失的影响.结果表明:滴灌施肥技术把定量的溶解态肥料直接输送到作物根部,提高了肥料利用效率,农作物产量与常规产量基本持平甚至略有提高,而氮肥消耗量和氮素流失负荷则显著降低.与常规施肥管理方式相比,2006年梨、大豆和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低10.8、11.8和8.9 g/kg,削减率分别为22.8%、26.6%和30.8%;单位产量总氮流失量也分别削减45.2%、14.5%和26.3%.2007年梨、西瓜和玉米的单位产量氮肥消耗量分别降低11.1、8.1和5.0 g/kg,削减率分别达到29.7%、65.8%和21.5%;单位产量总氮流失量分别削减56.4%、49.7%和51.8%.     

基于SWAT模型的龙溪河泸县境内面源污染特征分析

应用分布式水文模型SWAT,首次以龙溪河泸县境内的面源污染为研究对象,通过对该流域的面源污染进行调查、监测和模拟,定量计算和分析该流域面源污染的时空分布规律以及识别关键污染源和污染关键区。结果表明:①SWAT模型在该研究区具有较好适用性,径流、氮磷负荷的纳什效率系数Ens在0.6~0.75,决定系数R^2在0.75~0.85,相对误差Re在10%~30%;②年产水量、TN产量、TP产量丰水期显著多于平水期,丰水期比重大约为70%~80%,平水期多于枯水期,枯水期产量比重在5%以内;③面源污染是各个子流域最主要的污染类型,农业化肥污染与农村生活污染在面源污染中所占比重最大;④农村生活污染对TN产量影响最大,农业化肥污染对TP产量影响最大;⑤11、13号子流域是非点源污染的关键区,选定云锦镇为重点防治区。     

黄海南部海水中TN降解规律的研究

基于黄海南部海水实际的环境条件,对排海尾水中主要污染物总氮(TN)在不同温度、TN质量初始浓度、pH和Cl~-质量浓度下于海水中的降解进行正交组合实验研究,应用统计学原理进行实验数据的整理分析,定量化地进行TN降解的动力学过程研究;建立不同条件下的动力学模型,应用最小二乘法原理进行参数的回归分析;运用相关分析法、统计学假设检验进行模型的显著性验证,以正交实验结果为基础,进行TN降解的单因素分析以及多因素影响的主因素分析。结果表明,TN降解规律符合一级反应动力学过程;温度和TN质量初始浓度是影响TN降解速率的最重要因素,在研究TN降解问题中应给予较大的关注。     

丹江口库区不同土地利用土壤碳氮含量的变化

应用土壤物理分馏方法和同位素技术,对丹江口库区清塘河小流域林地、灌木地和农田的土壤颗粒组成(>2 mm、0.25～2 mm、0.053～0.25 mm和<0.053 mm)和其有机碳、全氮含量以及碳氮同位素值进行了研究。结果表明:不同土地利用下土壤颗粒组成、有机碳和全氮含量,以及碳氮同位素值均有明显差异。林地和灌木地0～10 cm土层>2 mm土壤颗粒所占百分比显著高于农田(P<0.05),0.053～0.25 mm土壤颗粒则显著低于农田(P<0.05)。林地和灌木地0～10 cm土层0.25～2 mm和<0.053 mm土壤颗粒的有机碳含量显著高于农田(P<0.05)。灌木地0～10 cm土层>2 mm、0.25～2 mm和<0.053 mm土壤颗粒,以及10～30 cm土层>2 mm土壤颗粒的全氮含量显著高于林地和农田(P<0.05)。同位素分析显示,3种土地利用类型土壤的δ13C和δ15N值在各粒径中大小顺序均为:农田>灌木地>林地。研究结果表明,土地利用类型的变化会改变植物碳的输入和土壤分解速率,进而会影响到土壤颗粒组成、土壤碳氮含量及其同位素值的变化。     

TOC/TN分析仪法测定水质总氮的不确定度评定

采用TOC/TN分析仪测定了污水处理厂出水中的总氮含量,分析了测量过程中不确定度的来源:重复性、标准溶液配置、标准曲线拟合、进样体积等,在此基础上对各不确定度分量进行了评定,并计算得到合成不确定度和扩展不确定度,提出了在测定过程中减小不确定度的有效途径。     

农田土壤中氮的环境指标研究

氮肥的大量不合理施用使农田氮素成了农业面源污染的重要因子,然而关于农田氮素对环境污染的标准并没有系统的介绍。笔者分别从农田土壤氮素盈余、农田径流总氮、铵态氮、硝态氮等方面着手,介绍农田土壤中氮对环境产生的影响。土壤中氮素富集会加大农田土壤氮流失至水体的风险和数量。农田生态系统中氮素通过氨挥发、地表径流、下渗淋失等进入到环境,其盈余主要以气态、可溶态等形态对环境造成污染。综述国内外相关研究得到:农田径流损失的氮以可溶态为主,其中水稻田面水氮浓度超过30 mg/L会促使土壤矿质态氮部分释放,增加土壤溶液中矿质态氮含量,增加农田土壤氮流失风险;土壤无机N含量达到60 mg/kg时能满足作物的正常生长,超过此值,N素流失风险增加,多余的土壤NO3-N将会引起较大的环境风险。化肥使用量控制在150~180 kg/(hm~2·a)之内,可以有效控制化肥氮的损失污染。土壤氮素盈余、农田径流总氮、铵态氮、硝态氮等可作为农田土壤中氮的环境指标。     

Impacts of nitrogen fertilization on biomass production of switchgrass (Panicum Virgatum L.) and changes in soil organic carbon in Ohio

Growing switchgrass (Panicum virgatum, L.), a promising bioenergy crop, needs finely-tuned nitrogen (N) fertilization to improve biomass yields depending on soil types and site characteristics. N fertilization can also affect the soil organic carbon (SOC) pool. Therefore, this study was conducted to assess the effects of N fertilization on switchgrass biomass production and the SOC stock in Ohio. Switchgrass was established at three research stations (Northwest, Jackson, and Western sites) of the Ohio Agricultural Research and Development Center (OARDC) in spring 2004. N fertilizer was applied at four different rates (0, 50, 100, and 200 kg N ha⁻¹) in 2008 and 2009. Aboveground and root biomass and the carbon (C) and N concentrations in plant tissues, SOC concentrations up to 30 cm depth were measured at the end of the growing season in 2009. Aboveground biomass at the Western site was the highest as 26 Mg ha⁻¹ with 200 kg N ha⁻¹ application, but there were no significant effects of N fertilization on aboveground biomass at two other sites and on root biomass across all sites. The amount of N export due to harvesting aboveground biomass increased with increase in N rates but did not vary among sites. With increasing N rates, the SOC stock linearly increased from 102 to 123 and from 55 to 70 Mg C ha⁻¹ at the Northwest and the Jackson sites, respectively. However, this positive correlation was not observed for the Western site (a range of 59 to 67 Mg C ha⁻¹). This study showed a potential of growing switchgrass as a bioenergy crop in Ohio and positive responses of the SOC stock to N fertilization.     

丹江鹦鹉沟小流域土壤总氮空间变异特征研究

在丹江鹦鹉沟小流域利用典型样地取样法,进行土样采集,共选取78样点,测定土壤4个不同深度的养分含量。应用传统统计学和地统计学的方法,对不同深度土壤总氮含量进行了分析。结果表明：土壤总氮含量均值、最大值和最小值均表现为A1〉A2〉A3〉A4,随土壤深度的增加而降低。经Kriging插值分析,由A1到A4总氮分布逐渐由小的斑块向大的斑块转变,总氮变化范围逐渐变小,同时A1土壤总氮含量表现为农地〈栎树林〈菜地〈草地〈松林〈竹林。有机氮在总氮中占主要部分,其平均百分比高达90%以上。土壤碳氮比总体表现为农地小于林地。坡向与A1、A2和A4土壤总氮含量均呈显著相关,总氮含量表现为坡顶〈阳坡〈阴坡〈平地。