棉田暗管控制排水和氮素流失研究

在湖北荆州丫角排灌试验站进行暗管控制排水和自由排水对照试验,结果发现,暗管排水累积排水量随时间呈线性变化;暗管排水氮素累积流失量随时间呈二次曲线变化.控制水位为30 cm的田块氮素累积流失量随时间而增加,而其他控制排水及自由排水田块氮素累积流失量随时间而减少.控制排水可以减少累积排水量和氮素累积流失量,且随控制水位增加...     

自然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统迁移转化规律试验研究

目前对红壤坡地氮素流失的试验研究主要集中在人工土槽装置中监测径流和壤中流氮素,缺乏在野外自然坡情况下氮素在径流-壤中流及土壤中迁移转化过程的整体研究。为了探究天然红壤坡地氮素在地表径流-土壤水系统中的迁移转化规律,在江西水土保持生态科技园开展了3次坡地人工降雨氮素流失试验,对不同坡面及土壤初始条件下人工降雨过程中地表径流、壤中流及土壤水分状况与氮素（硝态氮和铵态氮）浓度进行了监测和分析。结果表明,初始坡面粗糙截流能力强,能减少地表径流产流量,但会导致硝态氮大量渗入土壤,造成硝态氮随土壤水的下移。自然坡地土壤中的大孔隙和土壤空间变异性是导致壤中流的主要原因,壤中流硝态氮浓度显著高于地表径流硝态氮浓度,导致壤中流硝态氮流失占比较高,第一次试验中硝态氮壤中流流失占比超过50%。相比较而言,壤中流与地表径流铵态氮浓度均较小,与铵态氮在土壤中较强的吸附能力有关。历次试验中,土壤硝态氮和铵态氮沿顺坡方向空间变异性较大,随时间变化无一致性规律,除受到坡面水力特征影响外,还受到土壤温度的影响。     

稻田地表径流氮素流失量数值模拟及淋失规律

【目的】研究稻田氮素径流流失和淋失规律。【方法】在连续淹水条件下开展稻田野外试验,对氮素径流流失过程进行了数值模拟,同时分析了施肥前后土壤剖面氮素质量浓度分布。【结果】施肥当天径流试验中总氮、氨态氮和硝态氮以及施肥后第18天硝态氮的径流流失质量浓度随时间的下降过程可以用幂函数拟合,而施肥后第18天总氮和氨态氮用指数函数拟合。氮素径流流失过程前期,累积流失量与累积径流量的关系曲线可用抛物线函数拟合,径流后期用抛物线函数拟合效果略好于对数函数。在连续淹水下稻田中硝态氮量很低,主要以氨态氮形式流失。上层土壤(0~30 cm)氮素量大于下层,且上层的氮素量随时间的变化幅度高于下层。【结论】稻田氮素径流流失过程可通过初等函数拟合进行定量描述,提高根系对上层土壤氮素利用率有利于减小氮素淋失,且氮素量呈现高离散程度的上层土壤区是淋失过程定量描述的重点和难点。     

暗管排水和有机肥施用下滨海设施土壤氮素行为特征

为揭示暗管排水和微生物有机肥施用下滨海设施土壤氮素的归趋和转化机制,设计了暗管排水结合有机肥处理（S-OF）、暗管排水结合无机肥处理（S-IF）和无暗管排水的无机肥处理（CK）,以葡萄和油菜间作栽培为模型系统,观测土壤总氮含量在垂直剖面上的分布、耕层土壤矿质态氮含量和有机态氮含量的变化及其与土壤理化性质的相关性。结果表明：暗管排水和微生物有机肥共同驱动下,土壤容重有所降低,孔隙度升高;暗管排水促使耕层土壤总氮向深层土壤迁移,相比S-IF,S-OF处理耕层土壤总氮的降低幅度较小;滨海设施土壤耕层的总氮80%以上以有机态形式存在,矿质态氮所占比例很小,S-OF处理有利于试验后期土壤矿质态氮含量的提升;耕层土壤矿质态氮含量与土壤有机质、总有机碳含量呈极显著正相关。暗管排水和微生物有机肥施用有利于改善滨海设施土壤结构,提高耕层土壤有机质和总有机碳含量,促进土壤有机态氮向矿质态氮的转化,本研究结果可为滨海设施土壤改良和水肥决策提供科学依据。     

麦田在降雨入渗和排水条件下化肥流失的试验研究

在南方渍害田地区,通常是稻麦连作区,为研究这些地区在排水条件下的氮肥流失规律,在上海青浦农田水利试验站进行了田间试验。试验表明,在小麦生长期,地下水埋深较小时,氮素在土壤中,在地下水位以下土壤剖面上的硝态氮含量很小,排水农田中氮自排水暗管流失量仅占总损失量中较小部分。表明地下水中氮素大部分以Ｎ２Ｏ 和Ｎ２ 形态散失。这些试验结果将为排水条件下氮素运移转化模拟计算提供依据     

棉田暗管控制排水水位管理制度的试验研究

为研究一种适宜棉田的暗管控制排水水位管理制度,开展了测坑控制排水试验,观测分析不同排水水位下土壤含水率、地下水位、排水量、棉花生长状况、棉花产量等。结果表明,暗管控制排水能有效抬升地下水位,减少排水量,提高土壤墒情和提高雨水资源利用率;蕾铃期棉花的控制排水位在50～60cm时最适宜。     

沼肥表施对土壤氮素动态分布及氨挥发的影响

为探讨表施沼肥对土壤氨挥发和土壤中氮素分布的影响,在室温条件下,通过土柱模拟试验,系统研究表施沼肥对土壤的氨挥发及水分、铵态氮、硝态氮和总氮在土壤垂直剖面上动态分布的影响规律。结果表明:沼肥表施后的氨挥发主要集中在前5天,占总氨挥发总量的97%,而且最大日均氨挥发量出现在第2~3天,最大的日均氨挥发量为93.24 mg/(L·d)。沼肥中铵态氮的下渗要滞后于水的下渗,且沼肥中的水分、铵态氮和总氮主要集中于0~5 cm的表层土壤中,而硝态氮的分布区域较大,在0~15 cm土壤深度范围内的质量浓度均较高。表层土壤中铵态氮的整体变化趋势呈现前高后低,而硝态氮的变化趋势则与之相反。     

不同处理等级污水中氮素对农田土壤环境的影响

通过土柱模型试验,模拟研究了两种处理等级污水中氮素对农田土壤环境的影响。试验结果表明,采用1级处理污水中铵氮基本不会在土壤各层累积和淋溶,而硝氮和总氮则随着灌水次数的增加,向更深层土壤运移、累积和淋溶。对于2级处理污水,由于其各态氮素浓度均比较低,土壤各层浓度也相对较低,土壤中各态氮素浓度为土壤中原有氮素和污水氮素共同作用的结果;随着灌溉次数增加,硝氮和总氮也有向下淋溶的趋势。试验结果还表明,相对于2级处理污水,长时间采用1级处理污水灌溉,将对土壤环境和地下水环境带来高的污染风险。      

水氮供应对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响

采用温室小区试验,研究了不同水氮供应条件对温室黄瓜氮素吸收及土壤硝态氮分布的影响。结果表明,氮素在植株体各器官中的累积量随生育期的推进不断增大,在盛果期累积量达到最大,且总体增长趋势呈"S"型;在不同生育期,黄瓜各器官中氮累积量均表现为叶茎根,而在盛果期,果实中的氮累积量达到最大,且随灌水量和施肥量的增加而增加;灌水量、施氮量及水氮交互作用对黄瓜氮累积量、UPE及PFP均有显著性影响,在同一灌水条件下,NUE、UPE及PFP均随着施氮量的增加而减少,而对于同一施氮水平,UPE、PFP均随着灌水量的增加显著提高,NUE在不同灌水量条件下变化趋势则有所不同。灌水量及施氮量对土壤硝态氮分布有重要影响,且施氮量是影响土壤硝态氮累积的关键因素,随灌水量的增加表层土壤中硝态氮累积量呈逐渐降低的趋势,而随施氮量的增加则逐渐增大,且施氮量越高,淋洗现象越明显。     

降雨条件下农田氮素地表径流流失特征研究

为探究沟施氮肥后,氮素随地表径流的流失规律,在野外降雨模拟试验条件下,研究了农田裸地氮素随地表径流流失规律。结果表明,在一定雨强范围内,土壤前期含水率对产流特征影响显著;在该裸地试验场地条件下,硝态氮质量浓度输出变化过程和总氮表现出良好的相关性,是氮素输出的主要形态;且硝态氮质量浓度随时间的变化曲线下降部分的下降速率具有一定规律性,用幂函数曲线拟合的结果最好,R2均在0.90以上;3次事件的地表径流累积量与累积氮素流失量成良好的正相关关系,可对观测值用幂函数和线性函数进行分段拟合。合理施肥,并尽量避免在强降雨来临前施肥,可以减缓施肥不当所造成的农业面源污染。     

基于DRAINMOD模型的不同灌排模式稻田水氮运移模拟

[目的]研究不同灌排模式稻田水氮动态变化,为南方稻作区节水减排提供科学依据.[方法]基于实测的田间灌排水量及氮素变化数据,采用Morris方法检测DRAINMOD模型水氮运移相关参数的灵敏度,并利用DRAINMOD模型对传统灌排模式和控制灌排模式下稻田水氮动态进行模拟.[结果]20～40 cm 土层侧向饱和导水率对稻田...     

不同水氮管理模式下黑土稻田碳固定与碳减排效应分析

为探寻不同水氮管理模式对黑土稻田碳固定与碳减排效应的影响,进行了田间试验研究。设置常规淹灌(F)与控制灌溉(C)两种灌溉模式,选用110 kg/hm²(N)、99 kg/hm²(N1,减氮10%)、88 kg/hm²(N2,减氮20%)3种施氮量,测定了6种水氮管理模式下的水稻土壤呼吸CO₂排放强度和CH₄排放强度,水稻收获后各器官干物质量、碳含量及固碳量,并计算了净土壤碳收支情况。结果表明,不同水氮管理模式下,各处理土壤呼吸CO₂排放量呈现单峰值变化,并在分蘖期达到峰值;各处理甲烷排放量呈现双峰值变化且在分蘖期与穗肥施入后达到峰值。相同灌溉方式下,随着施氮量的减少,土壤呼吸CO₂排放强度与甲烷排放强度也显著减少(P<0.05)。相同施氮量下,控制灌溉相比常规淹灌有效地降低了甲烷排放强度,但提高了土壤呼吸CO₂排放强度。不同水氮管理模式下,水稻收获后总固碳量为319.37～489.00 g/m^2<...     

控制排水对大棚土壤盐分的影响

用定期取土样测定其电导率的方法,监测大棚控制排水2个月后不同深度的土壤盐分变化。结果表明,土壤盐分脱减量与地下水埋深为正相关关系,控制排水能有效地控制地下水埋深,影响土壤盐分的变化,且随着控制深度的加大,地下水埋深增大,土壤盐分脱减量变大。控制排水对于减轻渍害威胁和控制土壤盐分积累有明显的效果。     

自然降雨对紫色土坡耕地氮磷流失的影响

在三峡库区主要土壤类型(紫色土)、不同坡度(15°、25°)、不同种植模式(柑桔-牧草、蔬菜-马铃薯、玉米-小麦)上建立径流池,研究自然降雨条件下土壤氮磷流失特点。结果表明,土壤氮、磷流失量和流失率在降雨量增加到一定程度时即达最大值,继续增加降雨量,氮、磷流失量和流失率呈下降趋势。氮、磷流失量和流失率同72h内降雨量呈S曲线关系。径流水中总氮(磷)量和浓度同坡度和种植模式无显著性差异。径流水中总氮(磷)浓度随降雨量增加无明显增加趋势,径流水中总氮流失量随降雨量的增加也无明显增加趋势,但径流水中总磷流失量随降雨量的增加呈直线增加。     

水氮盐调控对膜下滴灌棉花产量的影响及耦合模型

为探讨水、盐、氮三因素对棉花生长的耦合效应及最优水肥制度,分别设置了4种灌溉定额(1 575,2 100,2 625,3 150 m³/hm²)、4种施氮量(0,150,300,450 kg/hm²)和4种土壤盐分(非盐化土、轻度、中度和重度盐化土),通过盆栽试验,研究了水、氮、盐对膜下滴灌棉花产量的影响.结果表明:灌溉定额、施氮量和土壤盐分与棉花产量之间符合回归模型,模型对水氮盐的耦合效果较好;单因素对棉花产量影响按因素排序由大到小为灌水量,土壤含盐量,施氮量;耦合作用的影响按因素排序由大到小为盐氮,水氮,水盐;水氮施加量对棉花产量的影响均存在阈值,低于此阈值,棉花增产效果较为明显;中、重度土壤盐分含量明显抑制棉花生长;通过回归模型进行耦合分析,最适合研究区的水肥盐耦合方式为轻盐土壤、灌溉定额2 677 m³/hm²和施氮量202 kg/hm².本研究将为盐碱区棉田水肥高效利用提供科学依据.     

不同棉田暗管布置方式对氮素流失影响的模拟分析

为了研究不同棉田暗管布置方式对暗管排水中硝态氮流失量的影响,结合2007—2009年在湖北荆州丫角排灌试验站的控制排水试验,采用DRAINMOD田间水文模型进行数值模拟。结果表明,暗管出口高程和暗管间距对暗管排水中的硝态氮流失量均有极显著的影响,是进行农田控制排水设计的关键因素。具体而言,暗管排水中硝态氮的流失量随着暗管出口高程的减小而减小,随着暗管间距的增大而减小。因此,在进行农田控制排水设计时,应根据当地的环境要求以及作物的具体生长要求,调整暗管的出口高程和暗管间距,做到作物高产和环境保护的统一。     

农田地表径流氮素流失特性分析

为了了解不同的灌溉条件下水旱农田地表径流氮素流失特性,开展水旱作物节水与传统灌溉条件下农田地表径流氮素流失试验研究。结果表明,不同作物类型对氮素流失影响显著,旱地铵态氮质量浓度低于水田,而硝态氮则高于水田;灌溉方式对氮素流失有一定的影响,但并不显著。虽然节水灌溉农田地表径流氮素质量浓度较高,但由于排水总量大大减少,所以...     

控制灌溉稻田部分土壤环境因子变化规律

根据现场试验资料,分析了控制灌溉条件下稻田的土壤温度、氧化还原电位、土壤中有机质及铵态氮含量的变化规律及其对水稻生长、稻田环境的影响.结果表明,气温变化对控灌稻田土壤温度的影响较淹灌更加明显,控灌稻田土壤昼夜温差大,有利于改善稻田生态环境和水稻产量的形成;水分调控提高了稻田土壤的Eh水平,控灌稻田5 cm和20 cm土层土壤Eh均极显著高于淹灌稻田(p<0,01),10 cm土层差异不显著,土壤Eh升高减少了土壤中还原性有毒物质含量,增强了水稻根系活性;水分调控加速了土壤中有机质的分解,增加了土壤中的有效养分,有利于水稻的正常生长和发育;控制灌溉条件下土壤中氮素形态发生变化,铵态氮含量降低.