江汉平原棉花合理施氮量研究

采用田间小区试验研究了江汉平原棉花合理施氮量。结果表明,在施用90 kg/hm~2 P2O5、180 kg/hm~2K2O和3 kg/hm~2持力硼基础上,利用线性+平台模型得到棉花中高产量水平下的合理施氮量为280 kg/hm~2。在不明显减产的条件下,从提高氮肥当季利用率、尽量降低氮肥投入的角度,可以将氮肥用量降低到240kg/hm~2左右,在此施氮水平下仍然可能通过改进田间管理措施获得高产。因此,江汉平原棉花氮肥减量空间为20~60 kg/hm~2。     

三峡库区典型流域水质时空特征及污染防控策略

为了解三峡库区典型小流域不同土地利用类型下水质的变化特征,于2015-2020年对三峡库区长坪小流域开展水质监测,对不同土地利用类型下水体中的总氮（Total Nitrogen,TN）、硝态氮（NO3--N）、氨氮（NH4+-N）、总磷（Total Phosphorus,TP）、可溶态总磷（Dissolved Total Phosphorus,DTP）和颗粒态总磷（Particulate Phosphorus,PP）浓度的时空变化规律进行研究,识别流域内主要氮磷污染源,从而提出针对性的污染防控策略。结果表明：1）不同土地利用类型氮磷输出浓度从大到小依次为村庄、坡耕地、林地和水库,其TN平均浓度分别为8.29、2.88、1.57和1.43 mg/L,TP平均浓度分别为0.25、0.13、0.09和0.07 mg/L。2）不同土地利用类型的水质在汛期和非汛期存在差异,村庄氮磷输出浓度为非汛期高于汛期,坡耕地、林地和水库则表现为汛期高于非汛期。3）内梅罗综合污染指数评价结果表明林地和水库的污染程度均为清洁水平,坡耕地污染程度为轻污染水平,村庄受散养生猪数量的影响,污染程度从污染水平转变为重污染水平。4）长坪小流域TN和TP年输出负荷总量分别为4 278.59和364.93 kg/a。畜禽养殖源是小流域氮磷最主要的污染源,其TN和TP的输出负荷分别占流域总负荷的45.69%和71.77%。坡耕地的TN和TP单位面积污染负荷分别是村庄的7.58%和1.79%,与村庄相比,坡耕地具有显著的低污染特征,因此,以坡耕地消纳村庄污水和畜禽粪便,可促进流域内粪污的就地消纳,达到多源共治的效果。基于小流域不同土地利用类型的水质特征和生态系统服务功能,将流域划分为林草水源涵养区、村庄污染控制区和坡耕地水土保持区,并进行分区协同防控,促进流域农业面源污染系统高效治理。     

氮磷钾镁硼肥对子莲产量形成的影响

验证江西省广昌县子莲产量的土壤养分限制因子,为指导子莲生产中肥料的合理施用提供科学依据。采 用微区(2.25 m2)试验,研究了低镁低硼的莲田土壤上氮磷钾镁硼肥对子莲产量及其构成因素形成的影响。结果 表明,氮磷钾镁硼配施(BF)显著提高了通芯莲子产量,与 BF 处理相比,BF 处理基础上不施用氮肥、磷肥、钾 肥、镁肥和硼肥处理的子莲产量分别减少了 52.4%、9.5%、21.9%、36.2% 和 15.7%,低镁低硼土壤上不同肥料对 子莲产量的影响为氮肥 > 镁肥 > 钾肥 > 硼肥 > 磷肥。产量动态结果表明,氮磷钾镁硼肥缺乏缩短了子莲快速增产 期,收获中后期产量增幅减小。为保证子莲获得较高的产量,需延长快速增产期并提高增长期的增长速率。子莲 产量构成因子结果表明,氮磷钾镁硼任一养分的缺乏都会降低子莲的有效莲蓬数、旬均心皮数、旬均结实率和旬 均单粒重。施用氮肥显著增加通芯莲子的有效莲蓬数、旬均心皮数和旬均单粒重,施用硼肥增加了有效莲蓬数和 旬均单粒重,施用磷肥、钾肥和镁肥增加了通芯莲子的有效莲蓬数。综上所述,低镁低硼莲田氮磷钾镁硼配施可显著提高子莲产量,通过提高子莲有效莲蓬数、旬均心皮数、旬均结实率和旬均单粒重来实现增产,在子莲的收 获过程中,通过延长子莲产量快速增产期、提高增长速率可实现子莲产量的提升。     

稻田田面水氮素浓度变化特征及快速检测方法研究——以长江中游单季稻田为例

为揭示田面水的氮素浓度动态特征并探讨其快速检测方法,于2018年水稻生育期对稻田田面水的氮素浓度、常规水质参数进行原位监测。结果表明,水稻生育期内,人工栽秧稻田田面水的TN和NH4+-N浓度在施基肥后1周分别迅速降至4.03 mg/L和3.02 mg/L,至下次施肥前变化趋于平稳,TN和NH4+-N在追肥后2 d到达峰值,1周左右趋于平稳,机插秧稻田田面水的氮素动态特征与人工栽秧基本一致。基肥期田面水的TN和NH4+-N从峰值随时间的衰减趋势近似符合指数衰减规律,人工栽秧和机插秧稻田田面水的TN浓度在基肥期峰值出现后2周内衰减幅度分别为62%和72%,NH4+-N的衰减幅度分别为80%和83%。以DO、EC、pH、ORP为自变量,TN为因变量,得到了多元线性回归模型,为服务于稻田田面水氮素流失风险的监测和管理,按照GB 18918—2002中TN的限值15 mg/L（一级A标准）和GB 3838—2002中TN的限值2 mg/L（Ⅴ类）对TN的排放进行分级,得到模型预测的准确率为80%,基本满足水环境管理的需求。     

三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。     

模拟降雨条件下不同堆放时间和方式畜禽粪便氮素流失特征

通过模拟降雨方法,对自然条件下不同堆放时间的猪粪进行降雨冲刷试验,同时对比分析了秸秆、土壤、裸露3种覆盖条件下,降雨对自然堆放条件下猪粪中不同氮形态径流流失的影响及其面源污染风险。结果表明,猪粪的氮素流失与降雨量密切相关,不同堆放时间猪粪径流中的总氮、氨态氮和硝态氮的浓度均随着降雨量的增加而逐渐下降;新鲜猪粪堆放7 d和堆放30 d的猪粪径流中氮素浓度和流失强度均较高,腐熟猪粪(堆放90 d)和堆放60 d的猪粪相比,其氮素更易通过径流流失;猪粪中氮主要是以氨态氮的形式流失,氨态氮和硝态氮平均流失强度分别为78.1 g/t和54.9 g/t;覆盖处理能显著降低猪粪氮素的流失强度,且土壤覆盖处理优于秸秆覆盖。     

江汉平原稻虾轮作模式地表径流氮、磷流失特征

为明确江汉平原地区典型稻虾轮作模式的农田地表径流流失特征,推动稻虾综合生态种养模式的可持续发展,从2018年9月至2021年9月,采用原位监测的方法,对稻虾轮作模式典型田块地表径流发生过程进行了研究。结果表明：该模式稻田年产生径流10次,产流量（1270±287）mm,产流系数44.7%。总氮年均流失量（24.59±4...     

生草覆盖及配合化肥减量对柑橘园地表径流氮磷流失的影响

为探讨柑橘园生草覆盖及配合化肥减量对地表径流氮磷流失的影响,本研究于2014—2021年在湖北清江流域开展了连续7年的野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下设置清耕对照（CK）、生草覆盖（KF）和生草覆盖配合化肥减量（BMP）3个处理,探讨生草覆盖及生草覆盖配合化肥减量对柑橘园周年及主要时期的地表径流量、氮磷流失量、氮磷浓度的影响。结果表明：与CK相比,KF和BMP处理均能显著降低柑橘园中的总氮（TN）和总磷（TP）流失量,且BMP处理效果更好,其中,KF处理TN和TP流失量分别降低48.2%和50.0%,BMP处理TN和TP流失量分别降低54.2%和57.1%,BMP对氮磷流失量的削减效果主要是生草覆盖所起的作用。与CK相比,KF和BMP处理径流量分别减少了44.3%和50.1%,产流系数分别降低了3.3个百分点和3.8个百分点;KF处理地表径流中TN和TP浓度分别降低了11.0%和14.1%,BMP处理地表径流TN和TP浓度分别降低了11.9%和18.8%。柑橘园氮磷流失风险期为4—8月,在6—7月暴雨施肥耦合期,BMP处理减排效果最好,TN和TP流失量分别降低了54.6%和64.4%,但仅比KF处理分别高2.7个百分点和6.9个百分点。研究表明,生草覆盖和生草覆盖配合化肥减量均能显著削减柑橘园地表径流氮磷流失量和地表径流量,且主要是通过生草覆盖降低地表径流量实现削减氮磷流失量,在氮磷流失风险期和暴雨施肥耦合期采取生草覆盖配合化肥减量措施能有效减少柑橘园地表径流氮磷流失。     

农艺深施及配施缓控释氮肥对水稻产量及氮素损失的影响

为探讨基肥"干施湿混"（施基肥-泡田-旋耙整田）结合追肥"以水带氮"（先施追肥再灌水）的农艺深施技术及其配施缓控释氮肥对氮素损失及水稻氮素吸收利用的影响，采用田间小区试验，设置不施氮肥（N0）、常规施肥（Nc）、农艺深施（Nd）、农艺深施配施缓控释氮肥再减氮10%（Ns）4个处理，研究了农艺深施及其配施缓控释氮肥对稻田田面水中氮素形态和浓度、稻田氮素流失量、水稻氮素吸收与产量、氮盈余量、土壤有效氮含量的影响。结果表明：与Nc处理相比，Nd和Ns处理均能降低氮素损失高风险期（基肥后7 d内，分蘖肥后5 d内，穗肥后4 d内）稻田田面水中总氮（TN）浓度，降幅分别为18.5%和49.8%，且主要降低了可溶性总氮（DTN），尤其是铵态氮（NH₄⁺-N）的浓度；Nd和Ns处理稻田TN流失量分别降低了19.1%和47.6%，氮肥表观利用率分别提高了15.3、3.9个百分点，氮素盈余量分别降低了6.8%和38.1%，且土壤有效氮含量和水稻产量均有增加的趋势。研究表明，基肥"干施湿混"结合追肥"以水带氮"的农艺深施技术能降低稻田田面水中氮素浓度，提高氮肥利用率，减少氮肥损失，是一项值得推广的操作简便、绿色增效的施肥技术，再配施缓控释氮肥，能进一步降低田面水中氮素浓度和氮肥损失，同时能减少氮肥用量。