水分管理对水稻产量、品质及氮磷流失的影响研究综述

根据水稻需水特征进行田间水分管理对水稻品质和产量具有重要意义,科学管理田间水分有利于稻田氮磷流失控制。节水灌溉技术能够改善水稻的品质、提高水稻产量。稻田氮磷流失主要通过降雨、径流和排水搁田途径流失,所以减少稻田灌水量、充分利用降水、延长灌溉与施肥的时间差、控制涝水在稻田或排水沟的滞留时间等是减少稻田水氮磷浓度和氮磷流失量的重要举措。为了寻找最有利于水稻生长及减少氮磷流失的水分管理模式,实现稻田水分的最优控制,需要研究不同极限水分管理下,水稻的品质、产量状况,以及农田氮磷流失;建立适用于我国的稻田水分平衡和营养负荷模型,能够更精确的指导田间水分管理。     

生物炭对土壤氮磷转化和流失的影响

针对土壤非点源污染产生的负面环境问题,近年来国内外的研究主要集中在有效减少农业生态系统中土壤氮磷的流失等方面。笔者综述了化学修复钝化剂生物炭对土壤中氮磷转化和流失影响的研究进展。生物炭凭借其特殊的材料结构和理化性质,影响着土壤中氮磷的存在。生物炭能够增加农作物对土壤中氮磷养分的吸附作用,提高作物的存活率和产量;改善土壤理化性质,起到减少土壤中氮磷养分的流失作用;降低田面水中氮磷的流失,抑制土壤中氮磷淋失,减少氨挥发损失,改善肥料效益。生物炭在促进氮磷吸收和吸附、促进氮磷形态转化和减少农田氮磷流失方面有巨大潜力,未来应加强其在土壤环境污染治理及其可持续性利用方面的研究。     

农田中有机肥氮磷流失的研究

笔者综述了有机肥在现代农业中的土壤培肥作用及其增产效果,农田中施用有机肥对农田氮磷流失的影响,讨论了畜禽粪便、秸秆及沼液3种不同有机肥施用后农田氮磷流失情况,以及控制有机肥氮磷流失的技术及措施。研究表明:畜禽粪便施用初期硝态氮的流失量有所减少,但是随着长期的施用畜禽粪便,会加大硝态氮的流失量;长期施用畜禽粪便既增加田面水中磷的浓度,下渗水中磷的浓度也有所增加;秸秆还田能够有效减少农田氮磷流失,不同的秸秆类型,不同的还田方式以及不同的耕作方式其对氮磷流失的影响不同。沼液施入土壤后,会显著增加淋溶水中氮磷的浓度,对水体造成污染。今后还需要加强有机肥氮磷流失的机理以及不同地区施用有机肥农田氮磷流失特征的研究。     

施氮对小麦产量和氮素径流损失及氮肥投入阈值的研究

为明确巢湖流域小麦季氮肥投入阈值,在连续3年田间试验条件下,研究了(2012—2014年)不同氮肥水平下(N0、N1、N2、N3、N4、N5分别为0,157.5,210.0,262.5,310.0,420.0kg/hm~2)小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失;同时,利用回归方程模型对其间的相关关系进行拟合。结果表明:(1)与不施氮肥相比,施用氮肥可不同程度提高小麦产量,其中以N3处理增加的比例最大,为64.8%。利用二次函数分析,当施用氮肥超过290.9kg/hm~2时,小麦产量下降。(2)植株氮素累积量和氮肥利用率随施氮量的增加均呈先上升后下降的趋势,当实际施氮量为296.6kg/hm~2时,小麦地上部植株氮素积累量最高;当施氮量为158.5kg/hm~2时,氮肥利用率最高。(3)随着施氮量的增加,土壤中无机氮的残留量(0—20cm)和氮素的径流损失逐渐升高,但是在310.0kg/hm~2之前累积量无显著变化,当施氮量达到420.0kg/hm~2时,土壤中无机氮的残留量及氮素的径流流失变化明显,累积量平均达67.0kg/hm~2,流失量平均达8.3kg/hm~2。因此,施氮量过高时,会增加土壤无机氮残留及氮素径流损失的风险,对环境造成污染。结合巢湖地区土壤肥力条件,综合考虑试验施肥处理、施氮量对小麦产量、植株氮素积累量、氮肥利用率、土壤无机氮残留量(0—20cm)及氮素径流流失因素,提出适宜巢湖地区的氮肥投入阈值为157.5~262.5kg/hm~2。     

稻鸭共育对稻田培肥及氮磷流失的影响

稻鸭共育技术是我国及亚洲水稻主要生产国家大力推广的一种生态农业模式。该模式不仅使很多有益生物的存活环境得到改善,对杂草、害虫、纹枯病等也有很好的防治效果,防治率约在50%~95%之间,而且减少了CH4和N2O的排放,有效促进了稻田生态系统的良性循环发展。稻鸭共育后的稻田全氮、碱解氮、速效钾和有机质等土壤营养含量有所增加,土壤结构有效改善;稻鸭共育田的水体中铵态氮、硝态氮和磷含量有所提高,增加了降雨或搁田时排水的氮磷流失风险。     

肥料施用对稻田氮磷流失的影响

水稻是我国主要的粮食作物,稻田氮磷养分流失及其带来的农业面源污染等环境问题引起广泛关注。本文从稻田氮磷流失的特征出发,从粮食高产和环境效益的角度,对施肥量、有机肥、缓控释肥及不同施肥时间、施肥位置等施肥方式对稻田氮磷流失的影响进行综述,提出改善施肥模式,促进新型环保肥料的研发推广以及应用生态拦截技术等途径实现稻田氮磷流失的防治。     

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。     

长期减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响

为探讨减量化施肥对水稻产量及土壤肥力的影响,对巢湖流域连续10年减量化施肥和秸秆还田定位试验后的水稻产量、土壤有机质、有效氮磷钾、有效铜锌铁锰含量及土壤酶活性进行了测定和分析。结果表明:长期减氮30%或减磷50%处理对水稻产量无明显降低作用,减量+秸秆还田有增产作用,但增产不显著;减氮30%或减磷50%会降低土壤中有机质含量,增加土壤中速效钾、碱解氮含量,减磷50%土壤中的有效磷含量显著降低,减量+秸秆还田会增加土壤中的有机质、速效钾、碱解氮、有效铜锌铁锰含量,对有效磷的增加效果不显著;较不施肥相比,施肥能够明显提高土壤的酶活性,减少氮磷肥会一定程度地降低土壤中的酶活性,减量+秸秆还田对脲酶的增加效果不明显,但会显著增加土壤中性磷酸酶和蔗糖酶活性;土壤酶活性与水稻产量及土壤养分含量之间呈显著或极显著正相关关系。综合考虑减量化施肥对水稻产量和土壤肥力的影响,可提出在巢湖流域实施减量化施肥+秸秆还田处理来代替高产施肥。     

巢湖圩区农田排水沟渠氮磷时空分布及输出特征

【目的】以巢湖圩区农田排水沟渠为研究对象,探讨圩区农田沟渠排水中氮磷的输出特征及时空 分布规律。【方法】在 2015—2016 年间对巢湖圩区农田排水沟渠不同断面进行取样监测,测定沟渠水体氮、磷 含量。【结果】该区域沟渠水体氨态氮（NH4 +-N）与硝态氮（NO3 --N）平均浓度分别为 1.1、1.3 mg/L,均超过 Ⅲ类水质标准;总氮（TN）浓度为 1.6~11.6 mg/L,TP 浓度为 0.1~1.0 mg/L,平均浓度分别超过Ⅴ类和Ⅳ类水质标准。 农田沟渠水体氮磷浓度季节变化明显,总磷（TP）和 NH4 +-N 浓度夏秋季节较低,TN 和 NO3 --N 则表现为春、 夏浓度较高,秋、冬较低的变化特征。【结论】农田排水沟渠对氮磷具有拦截净化作用,沟渠水体氮磷浓度由 高到低为蔬菜 - 水稻区沟渠、稻麦 - 居民区沟渠和稻麦种植区沟渠,圩区排水氮磷浓度略低于农田沟渠排水, 但高于受纳河流鸡裕河河水。