放水冲刷条件下工程边坡产流产沙及氮磷输出特征

为揭示工程堆积体平台汇流造成的水沙及氮磷养分流失特征,以矿区堆土场为研究对象,采用室内放水冲刷试验,研究不同上方来水流量(1.7,2.3,2.9 L/min)和坡度(25°,30°,35°)下地表径流、壤中流及侵蚀泥沙产生过程,分别测定氮磷养分浓度并计算流失量及贡献占比。结果表明:蒙东地区覆土排土场边坡产流方式主要为地表径流,随坡度和冲刷流量的增大,地表径流量增大,壤中流量减小。产沙量随坡度的增大先增大后减小,侵蚀产沙的临界坡度在30°附近。地表径流中铵态氮及磷酸盐流失浓度均大于壤中流,硝态氮浓度在冲刷流量较大(2.9 L/min)时低于壤中流。径流中磷酸盐及侵蚀泥沙中氮磷损失均随坡度的增大先增大后减小。冲刷流量越大,地表径流及侵蚀泥沙中的氮、磷流失量越多。径流中养分流失量表现为硝态氮＞铵态氮＞磷酸盐。侵蚀泥沙是磷酸盐的主要输出途径,占流失总量的59.69%以上;氮素流失量仅在坡度30°时表现为侵蚀泥沙中最大,在25°,35°坡面,地表径流为氮素的主要流失途径,小流量(1.7,2.3 L/min)时壤中流输出的氮素次之。     

黄土区土壤钾素径流流失试验研究

通过人工模拟冲刷试验,初步分析了施KCl、植被覆盖度和降雨量对黄土区土壤钾素径流的影响。结果表明:给土壤施KCl后使土壤和径流中的钾流失量增加,施入的KCl主要以溶解态钾的形式流失;植被覆盖度增大,缓效钾、速效钾流失量显著减少;植被(在坡度≤20°时)比坡度对土壤、缓效钾和速效钾流失量的影响更大;坡度比雨量对土壤、缓效钾和速效钾的流失影响更大。     

玉米苗期横垄坡面侵蚀产沙与有机碳流失特征

为揭示紫色土横垄坡面侵蚀产沙与有机碳流失对坡度的响应特征,通过人工模拟降雨和野外径流小区相结合的方法,探讨了不同坡度下玉米苗期径流、侵蚀泥沙及其有机碳流失特征。结果表明:玉米苗期不同坡度下地表径流量总体表现为降雨初期变化较为稳定,随降雨时间持续呈逐渐增加的趋势,而壤中流表现为10°坡度下,径流量在降雨初期变化不大,随降雨时间持续呈逐渐增大的趋势,15°和20°坡度下壤中流则表现为逐渐增加的变化趋势;不同坡度下侵蚀强度均表现为20°15°10°,且20°坡度下侵蚀强度显著高于10°和15°坡度;不同坡度下,地表径流总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)质量浓度随降雨时间延长呈逐渐降低趋势,有机碳质量浓度均表现为20°15°10°,而壤中流表现为先升高后降低的趋势,质量浓度表现为10°15°20°,且地表径流、壤中流TOC和DOC质量浓度相差不大;不同坡度下TOC和DOC迁移通量总体表现为壤中流大于地表径流,地表径流有机碳迁移通量则表现为20°15°10°,而壤中流迁移通量表现为10°15°20°,且径流DOC迁移通量占TOC迁移通量百分比高达90%;不同坡度下侵蚀泥沙中有机碳含量随坡度增大均呈减小趋势,且同一坡度下,泥沙有机碳含量随降雨时间的延长呈降低的趋势;侵蚀泥沙中有机碳富集明显,随坡度的增大富集比减小。因此,紫色土区坡耕地径流中有机碳主要以DOC的形式流失,壤中流为DOC迁移的主要方式。     

三峡库区紫色土旱坡地不同坡度土壤磷素流失特征研究

以三峡库区紫色土旱坡地为研究对象,采用野外径流小区观测方法,研究了三峡库区旱坡地不同坡度下土壤磷素的流失特征。结果表明,地表径流量和侵蚀泥沙量都随着坡度的增大而增大,且径流量和泥沙量是先增大后减小,最后趋于稳定。地表径流和侵蚀泥沙中磷素的流失量均呈17°>9°>4°的趋势。地表径流中,颗粒态总磷流失量是水溶态总磷流失量的1.50～1.51倍。全磷主要吸附在泥沙中流失,磷素随泥沙的流失量占总流失量的85.0%～94.1%。研究结果为三峡库区旱坡地磷素的管理提供理论依据。     

丹江口库区土壤氮磷养分流失特征

[目的]研究丹江口库区土壤的水土流失和非点源污染物氮磷流失的特点,为农业非点源污染模型的建立提供理论依据。[方法]通过室内人工模拟降雨试验,研究了坡度和施肥等处理对产流产沙、氮磷养分(硝态氮、铵态氮、总氮、有效磷和总磷)流失特点的影响。[结果](1)随着坡度的增加,平均入渗率和初始产流时间呈减小趋势,而径流总量和泥沙总量呈增加趋势。(2)相同施肥处理下,随着坡度的增加,泥沙中硝态氮、总氮、有效磷和总磷的流失浓度呈减小趋势,铵态氮流失浓度在不施氮肥条件下呈减小趋势,而在施氮肥处理下呈增加趋势。(3)在相同坡度条件下,随降雨时间推移,总氮浓度呈先减小后趋于稳定的趋势;铵态氮浓度随施肥处理的变化均呈现出波浪形变化;在施氮肥时,径流中硝态氮的浓度随着时间的推移,呈逐渐减小并趋于平缓的趋势,而在不施氮肥时几乎无变化。[结论]在不同施肥措施和坡度条件下,硝态氮主要随径流而流失,为随泥沙流失的8~11倍;铵态氮主要是随径流泥沙而流失,为随径流流失的1~17倍;总氮则是随径流和径流泥沙共同流失;有效磷和总磷都是以泥沙结合态流失为主,分别为随径流流失的1 000~6 200和1~3倍。     

不同雨强和坡度条件下紫色土养分流失规律研究

采用室内模拟降雨装置,研究了三峡库区紫色土在不同雨强和坡度条件下的养分流失规律。结果表明,紫色土坡面流失养分主要由径流和泥沙携带,其中径流养分含量与雨强和坡度无关,但与产流过程一致。泥沙中养分含量与雨强无关,但随坡度增加而降低;泥沙养分含量与产沙量过程无关,但其流失量与产沙量过程一致。泥沙中各养分含量略大于降雨前表土养分含量,远大于径流养分含量,但由于径流中以速效养分为主,故径流携带的养分流失量不容忽视。     

三峡库区不同坡度石灰土坡耕地磷素流失特征

[目的]研究石灰土坡耕地在不同坡度下的磷素流失规律,以期为三峡库区农业面源污染的防治和水资源保护提供基础数据。[方法]在三峡库区香溪河流域坡耕地修建径流小区进行原位人工降雨试验,在雨强1.5mm/min时,分析10°,15°和20°这3种坡度下坡耕地的径流量、泥沙浓度,以及地表径流中总磷、颗粒态磷,泥沙中总磷、速效磷浓度的变化趋势,并对径流泥沙进行无机磷分级试验。[结果]坡度越大,地表径流量、径流总量、泥沙流失量越大,初始产流时间越短,但坡度对径流中泥沙流失浓度的影响不显著;不同坡度下径流中总磷(TP)、颗粒态磷(PP)浓度都随着产流时间逐渐变小最后趋于平衡,其中径流中TP主要以PP形式流失,达到80%以上;泥沙中磷素流失主要以无机态磷为主,无机磷分级试验表明被植物高效利用的有效态磷和缓效态磷占无机磷总量的54.1%~57.8%。[结论]坡度主要通过影响地表径流总量和径流携带的泥沙总量而影响磷素流失总量,石灰土坡耕地磷素流失主要以径流泥沙携带为主。     

三峡库区王家沟小流域不同坡度土壤氮素流失特征研究

采用野外径流小区观测方法,研究了三峡库区王家沟小流域旱坡地不同坡度土壤氮素的流失特征。结果表明:①旱坡地不同坡度小区土壤氮素流失量总体不大,单场降雨侵蚀泥沙氮素流失量最大值为189.06 mg/m2,而在地表径流中仅为28.12 mg/m2,侵蚀泥沙氮素流失量明显高于地表径流氮素流失量,最大差异达到16.8倍,差值随着坡度的增大有减少的趋势;坡度越大,地表径流氮素和侵蚀泥沙氮素的流失量也越大,呈现出小区17°>9°>4°的趋势;铵态氮流失量明显低于硝态氮流失量,4°、9°、17°小区地表径流硝态氮流失量较铵态氮流失量分别高出3.2、3.6、4.0倍,说明硝态氮较铵态氮更易于流失,且随着坡度的增大差异增大。②不同坡度小区地表径流量、侵蚀泥沙流失量与降雨量均存在显著的线性正相关(P<0.05),且随着坡度的增大地表径流量与降雨量的相关系数在增大,侵蚀泥沙流失量表现则相反,这可能与土壤母质、作物生长等情况有关。     

模拟降雨条件下3种类型土壤氮磷钾养分流失量的比较

通过模拟降雨试验方法,研究比较了褐土、棕壤与红壤氮磷钾养分流失量。结果表明:在模拟降雨条件下,3种类型土壤中褐土径流量及产沙量最小,红壤最大;土壤全氮、有效磷、速效钾养分随径流流失量占到流失总量的77.27%~99.79%,径流是土壤养分流失的主要驱动力;红壤全氮、有效磷、速效钾养分流失总量最大,褐土最小,棕壤与褐土相比高出4.70%~41.01%,比红壤减少0.30%~17.69%。土壤类型及性质不同使土壤养分流失量存在根本差异,有效地改良土壤,控制及减少径流与泥沙流失是防治土壤养分流失的关键。     

土壤容重对草甸土坡面养分流失特征的影响

通过室内模拟降雨试验对不同土壤容重的草甸土坡面养分流失特征进行研究。结果表明:土壤容重是坡面草甸土养分流失的重要影响因子,土壤容重不同,降雨引起的坡面表土养分流失的程度不同。硝态氮主要随径流流失,占总流失量的55%～79%,70%～84%的有效磷和速效钾随泥沙流失。不同形态的养分在流失泥沙中有富集现象,但富集比各不相同。土壤容重在0.8～1.2g/cm3之间变化时,随土壤容重增加,土壤孔隙度减小,入渗能力减弱,土壤养分在降雨侵蚀力作用下流失量不断增加。但随容重的继续增大,土壤抗蚀性增大,产沙量减小,养分流失量也有减小的趋势。在降雨、坡度等一定的条件下,土壤最容易被侵蚀而发生养分流失的容重范围为1.2～13g/cm3。     

不同轮作模式农田钾养分表观平衡及其对土壤速效钾含量的影响

通过连续3年监测上海郊区43块定位农田,比较了50种作物以及5种不同轮作模式农田的钾养分表观盈余状况及其对土壤速效钾含量的影响。结果表明：(1)不同作物农田的钾养分盈余趋势为水生蔬菜类、果树类>旱作蔬菜≥草皮>大田作物;不同轮作模式农田钾养分盈余大小表现为作物轮作>菜作轮作>草皮单作>菜菜轮作>果树单作;(2)不同作物及轮作模式农田收获时土壤速效钾含量随土层的加深而逐渐增加,钾养分盈余多的农田土壤的表层速效钾含量也高;(3)不同作物及不同轮作模式农田钾养分盈余量与收获时土壤表层(0~30 cm)的速效钾含量呈正相关,但未达显著水平。     

土区长期施肥对小麦-玉米轮作体系钾素平衡与钾库容量的影响

本文研究了土区小麦-玉米轮作体系长期氮磷钾化肥不同配合施用方式及氮磷钾化肥与秸秆或有机肥配合施用对钾素平衡以及土壤钾库的影响。试验包括9个处理,分别为不施肥（CK）、单施氮（N）、氮钾（NK）、磷钾（PK）、氮磷（NP）、氮磷钾（NPK）、氮磷钾配合一季秸秆还田（SNPK）、氮磷钾配合低量有机肥（M1NPK）和高量有机肥（M2NPK）。结果表明,除NK、PK和M2NPK处理外,其它处理小麦和玉米钾的携出量均大于钾的投入量,导致土壤钾素处于亏缺状态,20年累计亏缺量为6174333 kg/hm2。与试验前相比,长期施肥种植没有显著影响土壤全钾含量; 长期施用钾肥显著提高土壤速效钾含量,但长期不施钾肥处理的土壤速效钾含量也未显著降低; 无论施钾与否土壤非交换性钾（Mactotal K）以及非交换性钾中更容易被HNO3溶解提取的钾（Step K）均明显低于试验前水平。表明土壤非交换性钾可以作为该土壤钾素消耗的指标。考虑到施钾肥的经济投入和现有资源高效利用（如秸秆、有机肥）,从长远的角度出发,维持土壤钾素肥力以及土地可持续生产力,土区小麦-玉米轮作体系采用秸秆全部还田或施有机肥是必要的。     

腐植酸缓释钾肥对土壤钾素含量和甘薯吸收利用的影响

利用腐植酸和硫酸钾制备一种腐植酸钾肥(HA-K),沙柱淋溶试验结果表明其对钾素具有一定的缓释作用。为阐明施用腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量的影响,在田间小区试验条件下,研究了腐植酸缓释钾肥对土壤不同形态钾素含量以及甘薯产量和对钾素吸收利用的影响。结果表明:与不施钾（空白对照）相比,施用腐植酸促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤中的速效钾和缓效钾含量以及生长前期土壤有效钾含量,但是提高了甘薯生长中、后期土壤有效钾含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥促进了甘薯对钾素的吸收,降低了甘薯全生育期土壤缓效钾含量和甘薯生长前、中期土壤速效钾和有效钾的含量,提高了甘薯生长后期土壤速效钾和有效钾的含量。与施等量氧化钾对照相比,施用腐植酸缓释钾肥显著提高了钾肥吸收利用率(REK)、农学利用率(AEK)、偏生产力(PFPK)和甘薯块根产量,增幅分别为20.09 %,42.69 %,5.89%和22.83%。     

控释钾肥对大蒜-棉花套作体系产量和土壤钾素供应的影响

于2013-2015年在山东农业大学试验站进行连续3年5季的池栽试验,以硫酸钾基施(CK1)和氯化钾基施(CK2)为对照,探究氯化钾50%基施+50%盛花期追施(KCl D)、氯化钾配施硫磺基施(KCl S)、控释氯化钾基施(CRK)和控释氯化钾配施硫磺基施(CRKS)对棉花各生育期叶片光合特性和土壤速效钾含量变化以及蒜棉套作体系产量的影响,为棉花合理施用钾肥提供理论依据。结果表明,控释氯化钾在土壤中养分释放能够满足棉花各生育期钾素需求。CRKS较普通钾肥基施处理提高了铃期和始絮期土壤速效钾含量,提高了铃期后叶片SPAD值和净光合速率,增加了成铃数和单铃重,皮棉显著增产16.9%~30.9%。CRKS较KCl D和CRK皮棉分别增产12.2%~16.1%和8.7%~10.4%。大蒜蒜薹和鳞茎产量均以CRKS最高,较其余处理分别增产2.8%~27.9%和4.8%~23.5%。CRKS较CK2显著提高了纤维长度、整齐度指数和伸长率。经过3年施肥后,CRKS较普通钾肥基施显著提高了土壤水溶性钾和非特殊吸附钾含量。因此,控释氯化钾配施硫磺在棉花上一次基施代替硫酸钾和氯化钾提高了棉花生长后期土壤钾素供应和有效性,改善了叶片光学特性,提高了棉花产量和品质。     

秦岭北麓不同林龄华北落叶松土壤速效钾动态变化规律研究

【目的】土壤养分对华北落叶松的生长具有重要作用,钾素是植物所必需的大量营养元素之一, 土壤中钾素对植物最有效的形态为速效钾,其能够直观地反映土壤可供植物利用的钾素水平。华北落叶松是北方人工林栽植的主要树种,具有生长快、木材优质、耐寒性好、水土保持效果好等优点。研究表明华北落叶松人工林种植初期长势良好,而近年来长势明显不良,因此有必要对秦岭北麓不同林龄华北落叶松林地土壤的养分特别是速效钾的变化规律进行研究。【方法】本研究选择土壤性质与林分基本特征相似的幼龄林（5a,10a）,中龄林（20a）,近熟林（30a）及成熟林（40a）等5种不同林龄华北落叶松人工林地。5a、10a、20a华北落叶松试验样地位于陕西省宝鸡市太白县太白林业局南滩实验苗圃林场,30a、40a试验样地位于西北农林科技大学火地塘教学试验林场。从5月开始,每月中旬采集各个样地的土壤样品,直到10月中旬落叶为止。每个林龄林地选5个不同的20 m 20 m样点,用土钻取剖面020 cm、2040 cm、4060 cm土层土壤, 5个点混合均匀成一个土样,分析土壤速效钾含量。【结果】在不同月份,不同林龄的华北落叶松土壤的速效钾含量随土壤深度的增加有下降趋势。020 cm土层的速效钾含量相对于其他土层含量较高,其中,近熟林（30a）及成熟林（40a）土壤速效钾含量明显高于其他林龄的土壤;不同月份不同林龄华北落叶松土壤的速效钾含量差异显著（P001）。研究区域不同林龄华北落叶松土壤速效钾含量达到中等及高水平。在不同华北落叶松生长季节020 cm土层速效钾含量呈先增加后降低的抛物线形变化。土壤速效钾含量与有机质含量有极显著的正相关关系（P001）,与土壤含水量达显著相关（P005）,与土壤pH呈显著负相关关系（P005）。【结论】随林龄的增加,华北落叶松人工林土壤速效钾的含量不会降低。土壤有机质含量,土壤含水量与土壤pH会对土壤速效钾的含量产生影响。秦岭北麓华北落叶松人工林林地土壤速效钾含量丰富,供钾充足。     

枸溶性钾肥的水稻肥效

通过盆栽试验研究了5种钾肥[粉碎性钾矿粉(K1)、全部枸溶性钾肥(K2)、含25%水溶性钾的枸溶性钾肥(K3)、含50%水溶性钾的枸溶性钾肥(K4)和硫酸钾(K5),施钾量均为K2O 150 mg/kg]及其施用量(0.5K2、K2、1.5K2和2K2,施钾量分别为K2O 75、150、225和300 mg/kg)和配施(0.5K2+0.5K5)对水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量的影响。研究结果表明,与不施钾相比,施钾肥处理(除K1外)均显著提高水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量。在相同施钾量下,随着肥料水溶性钾比例的增加,水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量表现为先上升后下降的趋势,其中水稻产量、钾素吸收量以及土壤速效钾含量以K4(分别为240.90 g/盆、2.60 g/盆、75.4 mg/kg)和K3(分别为234.86 g/盆、2.24 g/盆、73.9 mg/kg)处理最高。与水溶性钾肥(K5)处理相比,K4和K3处理均显著提高了水稻产量、钾素吸收量和土壤速效钾含量,分别提高了9.35%和6.61%、40.43%和21.26%、22.01%和19.58%(P0.05)。水稻产量、钾素吸收量及土壤速效钾含量随同一种枸溶性钾肥(K2)施用量的增加而增加,以2K2最高。综合结果表明,在相同施钾量下,含25%~50%水溶性钾的枸溶性钾肥(K4和K3)对水稻的增产效果最佳,而全部枸溶性钾肥在2倍施钾量下可获得相同增产效果。     

Potassium Dynamics in Inceptisols as Influenced by Graded Levels of Potash for Banana: I. Potassium Fractions

Knowledge of forms of potassium (K) in soil is of great importance for formulating sound fertilizer recommendation to banana. Field experiments were conducted to study the effect of graded levels of potash application on forms of potassium at juvenile, grand growth, shooting, and harvest stages of banana on Vertic Haplustept soil. The negative balance of soil-available K was observed in the treatments of 0, 100, and 200 g K₂O plant^?1. However, at 300-g K₂O plant^?1 level, the balance was a mere –11 kg ha^?1, and positive balance was observed in the treatments of 400 and 500 g K₂O plant^?1. Significant positive correlation among different forms of K indicated the interdependency and dynamic equilibrium between K forms. Application of K₂O above the level of 300 g plant^?1 for banana resulted in the build-up of potassium fractions in soil.     

菜园土壤有效钾提取方法比较研究——以重庆地区为例

研究菜园土壤有效钾的测定方法,为蔬菜合理施用钾肥提供理论依据。以36个莴笋钾肥田间试验的产量及吸钾量为参比标准,采用7种方法 (醋酸铵法、ASI法、Mehlich3法、冷硝酸法、四苯硼钠法1、四苯硼钠法2和沸硝酸法)测定土壤有效钾含量。结果表明,土壤有效钾含量以沸硝酸法四苯硼钠法2四苯硼钠法1冷硝酸法Mehlich3法醋酸铵法ASI法。7种测定方法测得的土壤有效钾含量间呈不同程度正相关,均具有评价土壤钾素有效性的潜力。四苯硼钠法1和四苯硼钠法2测得的土壤有效钾含量与无肥区占施钾区莴笋相对产量(RY_(CK))、缺钾区占施钾区莴笋相对产量(RY_(NP))、无肥区占施钾区莴笋相对吸钾量(RUK_(CK))的相关性均达显著水平,即其测得的土壤钾素的生物有效性均较好。综合而言,在所试验土壤地区,四苯硼钠法1和四苯硼钠法2均是评价菜园土壤当季钾素有效性的较好方法,其中以四苯硼钠法1更好。     

Influence of soil ingestion by earthworms on the availability of potassium in soil: An incubation experiment

Summary An incubation experiment was conducted to study the changes that occur in the K status of soil due to earthworm activity. Samples of Tokomaru silt loam soil were inoculated with the common pasture earthworm species Aporrectodea caliginosa and incubated for 21 days. Aliquots of moist soil were analyzed for exchangeable K by leaching with neutral molar ammonium acetate at 1:50 soil solution ratio. Extraction with boiling 1 M nitric acid at 1:100 soil solution ratio for 20 min was used to determine available non-exchangeable K. The results indicated that the exchangeable K content increased significantly due to earthworm activity but nitric acid-extractable K did not change significantly. It is inferred that earthworms increase the availability of K by shifting the equilibrium among the forms of K from relatively un-available forms to more available forms in the soil chosen for the study.