洱海流域不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响

为探究洱海流域油菜种植合理的施肥方式,研究不同有机肥替代对土壤理化性质及油菜产量的影响,在云南大理农田生态系统国家野外观测研究站进行油菜田间试验。田间试验设置不施肥（CK）;常规化肥施用（CF）;以CF氮素折纯计算,设30%固体、液体有机肥替代（T1、T4）;70%固体、液体有机肥替代（T2、T5）;100%固体、液体有机肥替代（T3、T6）,共8个处理。结果表明：与试验前土壤相比,除CF和T6处理土壤全氮含量提升2.66%和6.57%外,各施肥处理土壤全氮和全磷含量有下降趋势,T1、T2、T3土壤全磷含量与有机肥配施比例增加呈正相关,而T4、T5、T6呈负相关,施用液体有机肥使土壤铵态氮、硝态氮、有效磷含量在短时间内大幅提高;除T4处理外,有机肥的施用对土壤有机质含量均有提升作用,其中T5处理效果最好,提升了28.66%;T1、T2、T4处理均导致土壤容重较试验前土壤上升,上升幅度分别为15.84%、16.83%、17.82%;液体有机肥替代处理均导致土壤pH值较试验前土壤有所下降,单施液体有机肥下降幅度最大,降低5.17%;与CF处理相比,随着有机肥替代比例增加,油菜株高、角果长度、单株角果数、千粒质量、油菜产量均呈下降趋势,T1~T6处理油菜产量减少18.06%~76.65%,30%有机肥替代（T1、T4）与CF处理差异较小。综合考虑不同施肥处理对环境和油菜产量的影响,30%固体有机肥替代（T1）是较优的施肥方式。     

大薸对奶厅废水主要污染物的去除效果研究

为探索低成本高效率的奶厅废水处理新技术,本研究以大薸（Pistia stratiotes）为研究对象,选择某奶牛养殖场奶厅废水原水、厌氧处理后和好氧处理后的废水开展室内试验,重点研究大薸对奶厅废水中主要胁迫盐分的耐受浓度阈值,以及大薸对奶厅废水中基础养分（TN、TP、COD等）和阴离子盐（SO₄^2-、Cl^-等）的去除效果。结果表明：当奶厅废水的电导率未超过2 193~2 527 μS·cm^-1时,大薸对奶厅废水中的盐分具有耐受性。但当奶厅废水中两种主要阴离子盐SO₄^2-和Cl^-含量分别超过5 mmol·L^-1和15~25mmol·L^-1时,大薸抗氧化酶活性受到抑制。在净化三类奶厅废水的过程中,大薸对水体COD的削减作用最为明显,减少了65.51%~86.75%,TN、NH₄⁺-N和TP含量分别降低了69.46%~87.52%、64.00%~96.59%和30.73%~66.02%,而SO₄^2-和Cl^-分别被大薸吸收了16.37%~18.04%和22.02%~35.83%。此外,大薸处理时间为23 d时,对奶厅废水原水和厌氧处理后的废水中多种污染物的去除效果最好。奶厅废水经厌氧处理后,大薸对多种污染物的削减作用更为明显,对水体中TN、NH₄⁺-N、TOC、SO₄^2-和Cl^-的去除效果较原水分别提升了9.60%、42.83%、40.94%、2.00%和13.81%。研究表明,大薸对奶厅废水中盐分具有耐受性,且奶厅废水经厌氧处理后大薸可以更为有效地降低其中主要污染物含量。     

洱海流域典型农区不同施肥处理下稻田氨挥发变化特征

为探寻洱海流域合理的施肥方式,减少氮肥的氨挥发损失,采用"密闭室间歇通气法",研究了不同氮肥类型及施氮量对稻田氨挥发规律、氨挥发累积量及水稻产量的影响,并探究了影响氨挥发排放的因素。研究结果表明:稻田氨挥发主要发生在施肥后2～5 d内,穗肥期氨挥发损失占比最大为19.04%～33.00%,其次分蘖肥期损失为7.18%～15.72%,基肥期损失最少为4.89%～7.76%。不同施肥处理中常规施肥(CF)、化肥减量20%(T1)、单施有机肥(T2)、有机肥与化肥配施(T3)、考虑当季25%矿化率单施有机肥(T4)、考虑当季25%矿化率有机肥与化肥配施(T5)和单施控释肥(T6)的氨挥发累积量分别为42.52、22.73、11.71、15.12、38.24、25.95 kg·hm~(-2)和18.44 kg·hm~(-2)。等量施氮条件下不同肥料类型氨挥发损失占比大小为尿素控释肥有机肥+化肥有机肥。不同施氮量条件下,施氮量越大氨挥发累积量越大,且氨挥发速率与田面水NH4+-N浓度呈正相关性。综合稻田氨挥发累积量及水稻产量,在洱海流域典型农区水稻种植中,有机肥与化肥配施(25%当季矿化率)、化肥减量施用(20%)以及控释肥施用是3种较优的环境友好型施肥方式。     

洱海流域不同轮作与施肥方式对农田氮磷径流损失的影响

为了探讨洱海流域不同轮作与施肥方式对农田土壤径流氮磷损失的影响,在洱海地区利用田间小区试验,研究了7种轮作模式（大蒜-玉米、大麦-水稻、油菜-水稻、蚕豆-烤烟、大蒜-烤烟、蚕豆-水稻、大蒜-水稻）和3种施肥方式（速效肥、缓释掺混肥、不施肥）下的作物产量以及地表径流氮磷损失特征。与习惯施肥处理（CF）相比,施用缓释掺混肥（BB）能够减少肥料使用量,氮、磷肥减少量分别为9.85%~47.49%和10.81%~63.33%;同时部分作物产量有明显提高,大麦-水稻轮作下水稻产量提高19.69%,蚕豆-水稻轮作下蚕豆产量提高16.99%,大蒜-水稻轮作下大蒜产量提高24.32%,油菜-水稻轮作下油菜产量提高35.79%。7种轮作模式下施用BB肥均能降低土壤径流中氮磷损失,BB处理较CF处理土壤径流总氮和总磷流失量分别降低10.72%~28.80%和17.13%~47.87%。种植烤烟施肥量偏高,易造成土壤径流氮磷流失,总氮和总磷流失量分别达到5 907.00g·hm^-2和821.25 g·hm^-2;油菜-水稻轮作易造成土壤径流磷损失,总磷损失量达到1 045.77 g·hm^-2。研究表明,在洱海地区,施用相应作物专用BB肥能够有效降低土壤径流氮磷损失,蚕豆-水稻轮作是一种较好的减少氮磷面源污染的种植模式。     

典型生态拦截措施水质净化效果研究

为探讨生态拦截系统对洱海流域农田尾水氮（N）、磷（P）和化学需氧量（COD）的去除效应,提高生态拦截系统对农业面源污染物的净化效果,研究了生态沟渠、表流库塘、潜流库塘、生态沟渠+表流库塘4种改建的生态拦截系统对水质净化效果的影响。结果表明,与进水口污染物浓度相比,经生态拦截系统净化后,各系统出水口污染物浓度均有所下降。4种生态拦截系统中生态沟渠+表流库塘系统对污染物总氮（TN）、总磷（TP）和COD的削减效果最好,平均削减率为59.66%、55.99%和38.33%,出流全年各月可用于各类型农田灌溉,且TN、TP和COD浓度全年分别有3个月、10个月和10个月可满足地表水环境质量标准中Ⅴ类水质要求;潜流库塘系统削减效果次之,对TN、TP和COD的平均削减率为42.13%、31.31%和34.29%,出流全年各月可用于旱作回灌,全年有9个月可用于水作灌溉,TN、TP和COD浓度全年分别有10个月、6个月和2个月可达到地表Ⅳ类水质要求;生态沟渠系统和表流库塘系统削减能力相对较弱,对TN、TP、COD的平均削减率分别为40.59%、21.03%、25.25%和37.60%、27.69%、26.07%,但这2个系统出水全年可用于水作和旱作灌溉,其中生态沟渠系统出流TN浓度全年有4个月可达地表水Ⅴ类标准,TP浓度全年有11个月可达到地表水Ⅳ类水质要求,表流库塘系统出流TN浓度全年有3个月可达地表水Ⅴ类标准,TP浓度全年有11个月可达地表水Ⅳ类标准,COD浓度全年有3个月可达到地表Ⅴ类水质要求。综合而言,改建的4个生态拦截系统对污染物的净化效果表现为生态沟渠+表流库塘>潜流库塘>表流库塘>生态沟渠。     

洱海流域不同种植模式稻田生态系统服务价值评估

为研究不同种植模式稻田生态系统的服务功能价值,通过田间试验,设置Y-OL（70%化肥+30%牛粪-水稻-黑麦草）、Y-OV（70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕）、Y-ON（70%化肥+30%牛粪-水稻-冬闲）3种优化施肥轮作处理,以常规施肥单作处理C-ON（100%化肥-水稻-冬闲）为对照,结合功能价值评价法和当量因子法对稻田生态系统的服务功能价值进行估算。结果表明,Y-OL和Y-OV处理稻田生态系统服务功能价值分别为169 669元·hm^-2和168 405元·hm^-2,Y-ON处理为99 247元·hm^-2,C-ON处理为72 717元·hm^-2;Y-OL和Y-OV处理服务功能总价值均显著高于Y-ON和C-ON处理,且Y-ON处理服务功能总价值显著高于C-ON处理（P<0.05）。其中,优化施肥轮作处理的农产品经济价值、气体调节价值、消纳废弃物价值、水质净化价值、土壤有机质积累价值、营养物质循环价值、生物多样性价值和美学景观价值均显著高于常规施肥单作处理（P<0.05）。优化施肥轮作处理中,水稻-紫花苕轮作的水质净化价值和营养物质循环价值显著高于水稻-黑麦草轮作（P<0.05）。综上所述,70%化肥+30%牛粪-水稻-黑麦草轮作和70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕轮作的种植模式能有效提高稻田生态系统的服务功能价值,并且70%化肥+30%牛粪-水稻-紫花苕轮作模式效果更佳。     

国内外畜禽养殖粪肥还田利用研究进展

养殖粪肥还田利用是解决畜禽养殖污染问题的根本出路,也是破解农业面源污染难题、践行绿色发展理念的重要举措。本文以固体粪肥和液体粪肥为主要研究对象,在充分查阅国内外文献的基础上,介绍了粪肥分类、标准及粪肥农田利用主要技术,重点分析了粪肥还田对农田土壤中有机质、氮、磷含量影响及抗生素、抗性基因污染水平,概述了固体粪肥和液体粪肥还田的主要机械设备,并针对粪肥还田技术创新、监测体系、环境与安全风险和还田补贴等提出了具体建议。     

水旱轮作条件下畜禽有机肥氮素矿化特征

为探究水旱轮作条件下不同畜禽有机肥氮素矿化特征,试验设置空白、羊粪、牛粪、鸡粪和猪粪共5个处理,采用田间原位培养法监测了不同有机肥施用后300 d内铵态氮和硝态氮的矿化规律。结果表明：有机肥矿化过程中矿质氮主要为铵态氮,而硝态氮含量很低;不同有机肥处理的铵态氮含量总体呈先上升后逐渐稳定的变化趋势,鸡粪处理的铵态氮含量显著高于其他有机肥处理;不同有机肥处理的硝态氮含量呈波动下降趋势,硝态氮含量在前30 d迅速下降,不同有机肥处理间硝态氮含量差异随时间延长逐渐减小;雨季淹水条件促进有机肥矿化作用,但抑制了硝化作用发生,各有机肥处理的净氮矿化速率在雨季淹水条件培养下较高,旱季好气条件下有机肥矿化速率平稳,无明显上升或下降,各有机肥处理的净氮矿化速率较低;各有机肥处理的净氮矿化速率在培养前期较高,集中在前60 d,不同处理间差异显著,其中鸡粪和牛粪处理显著高于其他处理,培养后期各处理的净氮矿化速率较低且稳定,不同处理间差异较小。经过300 d培养,鸡粪、牛粪、羊粪和猪粪处理的氮素累积矿化量分别为32.99、17.60、13.90、12.83 mg·kg^-1,总体来看各处理氮素矿化效果表现为鸡粪 > 牛粪 > 羊粪 > 猪粪。     

洱海流域农业生态补偿研究

以云南洱海流域为研究对象,针对农业非点源污染防控,依托项目示范对洱海流域农业生态补偿机制进行研究。以大理州地方政府为补偿主体,流域内农户为补偿对象,试行资金补贴、技术补偿、智力补偿等补偿方式,实施种植业产业结构调整和畜禽粪污的资源化利用,有效削减了氮、磷等污染物排放量,降低了畜禽废弃物对洱海水体的污染。通过宣传、培训,加强了农民群众和农技人员在思想上的认识,产生了良好且积极的示范效果。最后提出了加大补偿力度、扩大补偿范围、细化补偿标准、逐步构建适合洱海流域农业不断发展的农业生态补偿机制等建议。     

三种干燥方式对粪污厌氧残余物化学性质的影响

为揭示干燥方式对粪污厌氧残余物化学性质的影响,开展了真空冷冻干燥、风干干燥和热风干燥对粪污p H值、氨氮、总氮、含盐量、总有机碳和溶解性有机碳的影响,对客观认识粪污理化性质和粪污厌氧残余物干燥方式的优选提供依据。研究结果显示真空冷冻干燥处理方式各化学指标相比于风干干燥和热风干燥方式数值较大,表明真空冷冻干燥处理过程能够维持粪污厌氧残余物化学形态和较高的含量。在此基础上,比较发现真空预冻3 h和预冻6 h对各化学指标的影响差异不显著。建议真空冷冻干燥并且预冻3 h作为粪污厌氧残余物相对较适宜的干燥方式,不仅能够较少地破坏粪污化学性质,同时具有操作简便、节省时间等优点。