应用RZWQM模型模拟华北玉米土壤剖面水氮迁移及淋溶特征

以河北石家庄大河实验站玉米-小麦轮作系统为研究对象,应用RZWQM模型对玉米季土壤剖面水分和硝态氮含量、硝态氮淋溶和氨挥发特征以及作物产量进行模拟,提出控制硝态氮淋溶的玉米施肥方案。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施氮量分别为575、400、215、0 kg·hm-24个处理,应用轮作周期施氮量为575 kg·hm-2处理玉米季土壤剖面含水量、硝态氮和产量数据进行模型参数率定,应用其他3个施肥处理进行模型参数的验证。结果表明:率定与验证过程中土壤剖面含水量均方根误差方差分别为0.003 6、0.010 6 cm3·cm-3,4个处理土壤剖面硝态氮RMSE分别为6.56、7.30、3.64、1.53mg·kg-1。在模型参数率定和验证的基础上,开展了RZWQM模型对轮作制度下玉米季土壤硝态氮淋溶和氮挥发的预测,虽然预测结果与实际值存在偏差,但在总体上RZWQM模型可以较好地模拟华北石家庄地区土壤剖面水氮的迁移转化,并且可为日后进一步准确预测和估算更大地区的土壤硝态氮淋溶提供一种便捷可靠的方法。     

臭氧曝气对厌氧处理猪场废水磷素形态的影响

应用自行设计的臭氧深度处理装置对猪场厌氧处理废水开展曝气试验,在曝气0、10、20、40、60 min时分别取样测定各种形态磷素质量浓度。结果表明,臭氧不同曝气时间对废水体系(液体和固体)中磷素形态有显著影响。可溶性总磷、可溶性无机磷、总有机磷和颗粒态有机磷质量浓度呈下降趋势,60 min取样时分别比初始减少30.28%、41.80%、34.92%和79.53%,均达到显著性差异水平(P0.05);可溶性有机磷、颗粒态总磷、颗粒态无机磷质量浓度呈上升趋势,60 min取样时分别比初始增加105.11%、46.74%和123.86%,均达到显著性差异水平(P0.05)。60 min内通过磷化氢气态途径损失量极小,仅占废水体系总磷量的0.38%。废水体系中的总磷质量浓度基本保持不变。经臭氧消毒准备用于农田的猪场废水应考虑易被植物利用的速效磷的损失以及颗粒态磷素的回收。     

施用有机肥对农田温室气体排放影响研究进展

有机肥因具有丰富的氮、磷、钾、生物活性物质,能改善地力及作物品质等优点,而被广泛运用。然而有机肥对农田土壤的作用机理复杂,对农田土壤温室气体的影响不容忽视。通过增加土壤中有机C、改变土壤的C/N、影响土壤呼吸速率、增强土壤微生物活性等途径影响农田土壤温室气体的排放量。本文结合当前国内外研究进展,综述了施用有机肥对农田温室气体排放影响因子及作用特征,并提出了今后重点研究方向,以期为更好地揭示有机肥对农田温室气体通量的作用机制和控制农田温室气体排放提供参考。     

沼液灌溉麦地土壤CO_2和N_2O排放通量变化特征

为揭示奶牛场沼液灌溉后麦地CO2和N2O排放通量的变化特征及与相关环境因子相互关系,采用静态箱-气相色谱法对奶牛场沼液灌溉后第1d土壤CO2和N2O排放通量连续进行24h观测,同时观测灌前1d、灌后第2d、第4d和第7d排放通量。结果表明,沼液灌溉(SI)、习惯施肥(CF)、不施肥(CK)处理灌后第1d土壤CO2与N2O日排放通量范围分别为115.55~253.44、66.97~114.17、62.86~125.96mg/(m2·h)与115.79~401.1、4.15~21.04、1.44~28.32μg/(m2·h),日峰值和日谷值均出现在14:00和5:00;除CK外,各处理排放通量与地表及距地表5cm处地温显著相关(P0.05)。灌溉前后CK和CF处理CO2和N2O排放通量变化较小。灌溉后SI处理土壤CO2和N2O排放通量迅速升高且分别在灌后第1d和第2d达到排放峰值,此时CO2和N2O排放通量分别较SI处理灌溉前分别升高111.9%和890.0%,随后SI处理CO2和N2O排放通量开始下降,灌溉后第7d分别与CK和CF处理相比无显著差异。灌溉后7d内SI处理的CO2和N2O累积排放量均显著高于CK和CF处理。     

潮土设施油麦菜田灌施猪场肥液的适宜模式研究

为有效控制畜禽养殖污水面源污染,通过设施菜田灌施猪场肥液田间试验,研究猪场肥液与清水不同稀释比例(不稀释,1:1,1:2,1:3,1:5)灌施条件下对油麦菜产量及土壤养分淋失的影响。结果表明,两季油麦菜土壤养分淋失特征存在一致性,不稀释猪场厌氧肥液灌施下土壤不同形态的碳、氮、磷淋失总量最高,总碳、总氮、总磷淋失量分别为637.2、242.1、12.2 mg·区^-1和149.6、61.44、1.13 mg·区^-1,是正常施肥处理的1.01~3.54倍。硝态氮为土壤氮淋溶的主要形式,占总氮淋溶量的84%~91%;无机碳淋溶量占总碳淋溶量的85%~90%,适宜浓度的厌氧肥液(1:2)灌施可有效降低土壤碳的淋溶,对土壤碳的固定起到积极作用。猪场肥液与清水1:2稀释灌施能够提高油麦菜存活率,且产量比对照施肥处理增加17.67%和18%,总碳、总氮、总磷淋失量比对照降低49%~56%、5%~44%和20%~34%。从提高油麦菜产量、控制土壤养分淋溶角度综合考虑,猪场厌氧肥液对油麦菜适宜的灌施模式为:肥液与清水1:2稀释灌施。     

RZWQM模拟小麦 玉米轮作系统氮素运移及损失特征

本文以位于华北平原的河北省农林科学院大河试验站冬小麦-夏玉米轮作系统为研究对象,应用RZWQM(Root Zone Water Quality Model)模型对华北地区2010年冬小麦-夏玉米的1个轮作周期内土壤剖面水分和剖面硝态氮累积、作物产量、硝态氮淋失以及氨挥发进行模型模拟。本文利用并通过RZWQM模型在不同梯度施肥情况下讨论了施肥量对小麦-玉米轮作体系中硝态氮淋溶和氨挥发特性,并尝试通过拟合出的回归曲线来确定施氮量和硝态氮淋失和氨挥发之间的关系。设置冬小麦-夏玉米轮作周期施纯氮量分别为575 kg-hm-2(N3)、400 kg-hm-2(N2)、215 kg-hm-2(N1)和0 kg-hm-2(N0)4个处理,应用轮作周期中玉米数据进行模型参数率定,应用小麦进行模型参数的验证。结果表明:模型的玉米率定以及小麦验证的过程中结果偏差均在可接受范围内,剖面水分率定均方误差(RMSE)最高为0.019 cm3-cm-3,平均相对误差(MRE)最高为15.98%;剖面硝态氮累积验证结果 RMSE平均值为4.580 mg-kg-1,MRE平均值为52.63%。在模型验证的小麦-玉米季土壤基础上,硝态氮淋溶和氮挥发都与施氮量呈一定线性相关关系。综上结论,本试验结果能较好地模拟华北地区土壤剖面水分、硝态氮积累,以及施氮量对土壤硝态氮淋失和氨挥发的影响,为预测和估算土壤适宜施氮量提供了便捷可靠的方法。但RZWQM模型验证参数过程还需要进一步的校正与完善。