耕作措施对坡耕地红壤地表径流氮磷流失的影响

云南山地面积约占全省土地总面积的94%,特殊的地形特征,极易引发坡面土壤侵蚀和养分流失,严重影响了农业可持续生产。采取有效的农艺措施来减少坡耕地土壤养分流失是十分有必要的。为此,通过4年定位试验对顺坡(2组处理)、横坡(2组处理)2种耕作方向的复合农艺措施处理进行研究。结果表明:云南坡地红壤的径流时间主要集中在6—9月,且产流雨量占年降雨量的65.62%～75.82%。产流雨量与年降雨量呈现一致趋势。径流量和产流雨量呈线性关系(R_(NVF)~2=0.597 7,R_(OVF)~2=0.415 1,R_(OHF)~2=0.378 2,R_(OHFR)~2=0.335 5),其相关性大小顺序为顺坡处理横坡处理,不施肥处理施肥处理,覆膜处理揭膜处理(P0.01)。大雨(25～49.9 mm)和暴雨(≥50 mm)造成了年度大部分径流和养分的流失。横坡垄作组处理产生地表径流(177.13±28.87)～(182.28±33.75) mm,径流中总氮流失量(7.66±2.51)～(7.85±1.92) kg/hm~2,总磷流失量为(0.91±0.26)～(1.09±0.27) kg/hm~2,与顺坡垄作OVF(常规处理)相比径流和养分极显著减少了49.57%～52.13%,33.16%～53.88%(P0.01)。不同耕作措施下,复合耕作模式(优化施肥+横坡垄作+旺长期揭膜)拦截径流和养分流失的效果最好。RDA分析结果发现,与降雨量相比较,径流量是影响氮磷养分变化的主要环境因子(P0.01)。径流量与氮养分(NH_4~+-N除外)流失量的相关性高于与磷的相关性,表明氮比磷更容易随径流流失。顺坡处理NVF和OVF与环境因子径流量和氮磷养分流失量TN、TDN、NO_3~--N、NH_4~+-N、TP、TDP呈正相关,横坡处理OHF和OHFR与其呈负相关。     

不同量有机肥与化肥配施对水稻氮素吸收利用的影响

氮肥利用率关系着农业生产的成本和环境问题，为了解洱海上游地区不同量有机无机肥配施对水稻的氮素吸收利用情况，并为以后的施肥提供依据，本文通过田间试验，研究了 ９０，７２，５４，３６ｔ／ｈｍ２有机肥（牛粪）分别与化肥配施对水稻氮素吸收利用率 （ＮＲＥ）、氮素农学效率 （ＮＡＥ）、氮肥偏生产率 （ＰＦＰ）和氮素收获指数 （ＮＨＩ）的影响。结果表明：ＮＲＥ随施氮量的增加而提高，分别为 ４.８％，１６.０％，２５.４％，３４.７％，与施氮量呈极显著 （ｒ＝０.９９９，Ｐ＝０.００１）正相关；ＰＦＰ随施氮量的增加而明显降低，分别为 ５０.９，４２.１，３５.７，３２.４ｋｇ／ｋｇ，二者间呈显著负相关 （ｒ＝－０９８１，Ｐ＝００１９）；ＮＡＥ随施氮量增加而提高，分别为 ４.３，７.９，８.７，１０.１ｋｇ／ｋｇＮ，但超过 １６５ｋｇ／ｈｍ２后处理间差异不显著；ＮＨＩ以施氮量为 ２２５ｋｇ／ｈｍ２和２８５ｋｇ／ｈｍ２最高，均为 ４２。为提高氮肥利用率，应该在降低土壤背景氮的基础上，增加穗粒肥比例，具体以２３ｔ／ｈｍ２牛粪作为基肥，８ｔ／ｈｍ２牛粪作为蘖肥，辅以 ２０ｋｇ／ｈｍ２化肥氮，穗肥氮 １１２ｋｇ／ｈｍ２于孕穗期和灌浆期以 ２∶３的比例分两次施用。     

不同玉米(Zea mays)品种对镉锌积累与转运的差异研究

选取20个玉米(Zea mays)品种作试验材料,通过田间试验研究了镉-锌(Cd-Zn)复合胁迫下玉米的生长发育及其积累和转运Cd、Zn的差异,以期筛选出Cd、Zn低积累的玉米品种。结果表明,Cd-Zn复合胁迫下,玉米的株高、叶面积、生物量、产量以及玉米根、茎叶和籽粒中Cd、Zn含量在品种间均表现出显著差异。有2个品种籽粒的Cd含量超过国家食品卫生标准(≤0.2 mg·kg-1),13个品种茎叶的Cd含量超过国家饲料卫生标准(≤0.5 mg·kg-1),所有品种籽粒和茎叶的Zn含量均符合国家食品卫生标准(≤50mg·kg-1);有7个品种的Cd富集系数1,13个品种茎叶转运系数1,所有品种籽粒转运系数均1;20个玉米品种Zn的富集系数均1,有18个品种茎叶转运系数1,6个品种籽粒转运系数1。根据玉米生物量、产量、籽粒Cd和Zn含量、富集系数、转运系数等指标进行评价,认为红单6号、红育1号、云优78、平单2号、屏单2号5个品种可作为Cd低积累玉米品种,雅玉98可作为Zn低积累玉米品种,可分别在个旧地区Cd、Zn中、轻度污染土壤上推广种植。     

Research Progress on Application of Constructed Wetland in Wastewater Treatment in China

人工湿地是近几十年发展起来的一种污水生态处理技术,能将污水处理与水资源再利用有机地结合起来,在水体修复与生态建设方面发挥着重要作用。人工湿地自发展以来,以其独特的优势备受人们关注,并广泛应用于处理生活污水、工业废水及矿山废水等。文中综述了国内人工湿地的分类、组成、工艺组合、运行方式及去污机理等,简述了人工湿地处理污染水体技术在国内外的研究进展;并且针对我国人工湿地处理污染水体技术中存在的问题提出了相应的解决方法,建议将构建人工湿地处理系统建设标准体系、开展人工湿地系统稳定地去除氮、磷等营养元素的调控与强化技术,以及系统研究利用人工湿地特有的功能特性来改善和恢复生态环境等作为今后研究的重点。     

滇池流域设施条件下氮磷对土壤硝酸盐累积的影响

 研究了滇池流域集约化地区设施条件下氮磷化肥对土壤硝酸盐的累积规律。研究结果表明:土壤中硝酸盐的积累主要受氮肥施用量的影响,磷肥对土壤中硝酸盐的积累的影响,因种植的作物不同而有较大的差异,在种植辣椒的土壤中,磷肥对土壤硝酸盐积累有显著影响,施磷降低土壤中的硝酸盐。在种植西芹的土壤中,磷肥对土壤中硝酸盐的影响因氮肥的投入量不同而有不同的表现,生菜中施磷对土壤硝酸盐累积无显著影响。     

元谋干热河谷变性土收缩变形对其裂缝发育及土体强度的影响

元谋干热河谷区变性土的裂缝发育对沟蚀崩塌和植被恢复影响显著。通过室内对变性土收缩变形和裂缝发育的测定及干湿循环下的直剪试验,研究了变性土收缩变形对裂缝发育及土体抗剪强度的影响。结果表明,变性土失水导致土体收缩变形,收缩特征曲线呈显著的三直线模型。变性土的收缩变形与土壤中黏粒和黏土矿物含量密切相关。变性土收缩变形不均导致裂缝的出现,随着含水量的逐渐降低,裂缝条数(N)逐渐减少,裂缝面密度(A)逐渐增加。土体裂缝的发育与基质吸力的大小密切相关,当基质吸力1000 k Pa时,裂缝面密度显著增加。裂缝条数和面密度与土壤含水量分别呈较好的指数函数和Sigmoidal函数关系(RN2=0.968,PN=0.0004;RA2=0.963,PA=0.01)。裂隙发育,导致变性土黏聚力(c)和内摩擦角(φ)随干湿交替的进行呈不断减小的趋势,但内摩擦角下降速度明显低于黏聚力。黏聚力和内摩擦角与循环次数呈较好的反比例函数关系(Rc2=0.979,Pc=0.0002;Rφ2=0.807,Pφ=0.015)。该研究可为进一步研究土壤开裂导致的沟蚀崩塌提供理论基础。     

农田氮素管理模式对洱海流域大蒜生长和氮素流失风险的影响

为探求能有效提高洱海流域土壤生产力并降低氮素流失风险的适宜氮素管理模式,采用田间试验方法,研究了5种氮素管理模式对大蒜农艺性状、产量与经济效益、氮素利用率、土壤硝态氮含量及氮素表观平衡的影响。结果表明,与习惯施肥处理相比,优化施肥结合免耕秸秆覆盖可提高大蒜产量7.9%,增加经济效益14.1%,氮肥利用率增加约20个百分点,达42.3%,降低0-30cm土壤无机氮残留44.3%;优化施肥结合秸秆翻埋和优化施肥处理的大蒜产量较习惯施肥处理无显著性差异,但经济效益分别增加5.7%和3.4%,氮肥利用率分别增加约11和13个百分点,分别为32.7%和34.5%,0-30cm土壤无机氮残留分别降低60.9%和41.1%;氮素调控处理产量较习惯施肥无显著性差异,经济效益降低3.2%,氮肥利用率提高18个百分点,为40.3%,0-30cm土壤无机氮残留降低53.0%;与习惯施肥处理相比,单施牛粪处理虽然可降低0-30cm土壤无机氮残留92.4%,但大蒜减产22.8%,经济效益降低19.1%。综合研究结果可知,有机无机配施结合免耕秸秆覆盖或秸秆翻埋是洱海流域氮素管理的优化模式,是保证作物产量、提高经济效益、降低环境风险的重要措施。     

洱海北部地区不同轮作农田氮、磷流失特性研究

为明确洱海北部地区不同轮作模式下农田氮、磷流失特性,客观评价环境污染风险。试验在洱海北部地区沿弥苴河和罗时江流域的7个乡镇进行。采用定点取样与实地调研相结合的方法进行多点重复监测,调查不同轮作模式、轮作周期内田面水和沟渠水的氮、磷含量变化情况,研究不同轮作模式下氮、磷污染的负荷及其影响因素。结果表明,田面水中,不同轮作模式下氮素的流失差异显著且以水溶态为主,可溶性氮浓度以大蒜水稻模式最高,油菜水稻模式最低,其它轮作模式居中分布;降雨径流氮流失量以大蒜水稻模式最高。磷素流失总量偏低,且以泥沙结合态为主,轮作模式间无显著差异。田面水质劣于沟渠水,田面水对沟渠水存在不同程度增荷作用;农田水对沟渠水总氮和总磷的增荷率分别为73%和82%,其中追肥是导致农田水对沟渠水增荷的关键因素。本研究中,大蒜水稻是洱海流域农田氮、磷流失风险最高的种植模式;蚕豆水稻比大蒜水稻模式减少氮素流失风险38%。应综合考虑环境效益和经济效益,合理安排种植结构,为洱海流域种植结构调整、控制农田面源污染提供参考。     

洱海流域北部农田养分平衡及残留特性研究

为减少农田氮磷流失,改善洱海水质、遏制富营养化发展,以洱海流域北部8个乡（镇）为研究区域,采用现场调查与分析测试相结合的方法研究了洱海流域北部10种典型轮作模式的施肥量、作物养分吸收量、农田养分盈余量以及土壤养分残留状况,对不同轮作模式农田养分平衡及残留特性进行了分析评价。结果表明,水稻-大蒜轮作模式下有机肥和氮肥的投入量显著高于其他模式,水稻-蔬菜作物轮作模式的磷肥投入量显著高于其他模式;不同轮作模式间土壤养分残留差异性以硝态氮最为突出：水稻-大蒜轮作条件下土壤硝态氮残留量达43.4mg.kg-1,明显高于其他轮作模式;10种轮作模式均处于养分盈余状态,以水稻-大蒜轮作模式养分盈余量最大,为1258.8kgN.hm-2和1472.7kgP2O5.hm-2;养分盈余量差异主要凸现在小春季作物上;土壤中易流失的硝态氮、铵态氮和速效磷与氮磷肥的投入量和养分盈余均呈显著相关。表明水稻-大蒜和水稻-蔬菜轮作是洱海流域农田环境污染风险较高的种植模式,需要重点防控。     

施氮量对玉米产量、养分吸收量及土壤无机态氮的影响

采用田间小区试验方法,研究了不同施氮量对玉米产量、养分吸收量及土壤无机氮的影响.结果表明,施氮量对玉米籽粒产量有显著影响,在施纯氮0～600 kg/hm2范围内,产量随氮肥施用量的增加而逐渐增加;增施氮肥能显著增加玉米植株和籽粒的全氮含量,而对玉米籽粒的全钾、全磷含量影响不大,但降低了植株全磷的含量;氮肥施用量对各处理0～100 cm土壤层的硝态氮含量影响较大,表现为随氮肥施用量的增加,各土壤层硝态氮含量逐渐增加,硝态氮含量基本上随土壤深度而减少;施氮量对0～100 cm土壤层铵态氮含量影响也较大,但各处理间、不同土壤层间的铵态氮含量变化不明显.