节水灌溉条件下稻田氮素径流与渗漏流失特征研究

采用测坑定位试验的方法研究不同灌溉条件下稻田系统氮素流失特征。结果表明:与常规淹灌(W1)处理相比,间歇灌溉(W2)和湿润灌溉(W3)等节水灌溉处理可分别减少4.37%和8.88%的灌水量、35.74%和5.98%的径流排水量以及2.01%和17.28%的渗漏排水量;整个水稻季,W1处理的总氮(TN)径流和渗漏流失负荷均为最高,分别为11.69、3.40kgN·hm-2;与W1处理相比,较低的排水量导致W2处理和W3处理分别减少了52.01%和38.24%的TN径流流失,以及15.88%和42.06%的TN渗漏流失;W2处理和W3处理还分别提高了10.83%和5.46%的水稻籽粒产量。研究表明节水灌溉不仅能有效控制稻田氮素流失,并能在一定程度上提高水稻产量。     

薄露灌溉对水稻生长及产量的影响

水稻是信阳市的主要粮食作物之一 ,常年种植面积33 .3万ｈｍ2 。近十几年来 ,尽管水稻灌溉方式在不断改进 ,但我市仍主要采用常规的淹灌深蓄结合晒田的方式 ,耗水量大 ,平均每亩灌溉定额均在 90 0～ 12 0 0ｍ3。针对上述问题 ,研究和推广薄露灌溉节水技术意义重大。1　材料与方法供试品种为浙优 15。试验于 1997～ 2 0 0 0年在潢川县牛岗镇省级现代农业示范园进行。试验设 2个处理 :即常规灌溉与薄露灌溉。每处理333ｍ2 ,采用大区对比试验。秧苗移栽时间为 6月 4日 ,栽植密度为每亩 2万穴 ,基本苗分别为 9.90 ,9.86万株。各处理的施肥水平、…     

稻田氮素流失规律测坑研究

通过测坑试验，研究了稻田水中氮素的变化动态、渗漏流失规律。结果表明，施肥后田水中氮素的浓度有逐日递减的趋势，但各种形态氮素的变化趋势有所不同，铵氯在第二天就减少了75％；不同施肥期氮素的渗漏流失量以基肥期为最大；在前茬为草莓的情况下以NO^-3-N渗漏流失为主；NO^-3-N作为氮素在土壤中淋失移动的主要形态将成为施用氮肥造成地下水污染的重要来源。     

稻田水分渗漏研究I.渗漏现状及成因分析

综述了近年来国内外稻田水分渗漏的研究现状,并对渗漏的成因（如土壤特性、田间水力特性、作物自身因素及田间管理等）进行了分析,指出当前水分渗漏监测研究在实际应用中还存在一定的问题,必须在加强单个测点监测研究的同时,开发精确可靠的区域或更大尺度的理论模型及地-空综合研究手段,以实现区域尺度稻田水分管理的自动化,并为节约用水打好坚实基础。     

实用节水灌溉技术

传统地面灌溉方法存在灌水定额大、深层渗漏严重、劳动强度较大等问题,介绍几种实用节水灌溉技术。一、小畦、块灌1、小畦灌的特点及其技术标准小畦灌灌水方法就“长畦改短畦,宽畦改窄畦,大畦改小畦”的     

氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平(0、150、240 kg N·hm~(-2))和两种不同施肥比例(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%、基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%),研究了氮肥运筹对水稻氮素吸收和稻田渗漏液氮素浓度的影响.结果表明,稻田渗漏液中NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度在施肥后第3 d达到最大、随后降低,在施氮后的第7 d,分别降为峰值的5.6%～16.9%、13.8%～22.5%、22.5%～34.5%.施氮水平处于0～240 kgN·hm~(-2)时,水稻产量、氮素积累总量(total N accumulation,TNA)和稻田渗漏液NH~+_4-N、NO_3~--N和总N浓度随着氮素水平的提高而显著增加;在较高氮肥水平(240 kg N·hm~(-2))下,与氮肥前移相比(基肥:分蘖肥:穗粒肥=40%:30%:30%),采用氮肥后移(基肥:分蘖肥:穗粒肥=30%:20%:50%)的施肥比例,水稻产量和成熟期TNA分别增加6.2%和16.4%,稻田渗漏液NO_3~--N及总N浓度分别降低8.9%和4.8%.而对NH~+_4-N浓度影响不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量和氮'素吸收,减少氮素渗漏损失.     

不同灌溉方式和尿素猪粪比例对稻田氮素转化相关微生物活性的影响

【目的】弄清"薄浅湿晒"和干湿交替灌溉方式下稻田氮素转化相关微生物活性的变化规律。【方法】试验设3种灌溉方式(CIR:常规灌溉;TIR:"薄浅湿晒"灌溉;DIR:干湿交替灌溉)和3种施氮处理(FM1:全尿素;FM2:猪粪替代30%尿素;FM3:猪粪替代50%尿素),测定了分蘖期、孕穗期、乳熟期和成熟期土壤亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量以及脲酶、羟胺还原酶、亚硝酸还原酶和硝酸还原酶的活性,并分析了各微生物活性指标之间的相互关系。【结果】孕穗期不同处理土壤亚硝酸细菌、硝酸细菌和反硝化细菌数量较多,脲酶、亚硝酸还原酶和硝酸还原酶活性较高,且DIR方式下土壤羟胺还原酶活性较高。FM3处理下,与CIR方式相比,DIR方式下的土壤亚硝酸细菌数量在分蘖期提高2.31倍,分蘖期至乳熟期的平均土壤硝酸细菌数量及脲酶、羟胺还原酶、亚硝酸还原酶活性分别增加2.07、0.81、554.72和1.78倍,但是4个时期的平均反硝化细菌数量以及硝酸还原酶活性分别下降31.34%和43.82%。TIR方式下的土壤氮素转化相关微生物指标与CIR方式的差异因施肥处理和生育期而异。DIR方式下,与FM1相比,FM3处理显著增加乳熟期土壤亚硝酸细菌数量、孕穗期和成熟期硝酸细菌数量、分蘖期和成熟期反硝化细菌数量、乳熟期和成熟期土壤脲酶活性、分蘖期和乳熟期土壤羟胺还原酶活性以及孕穗期土壤亚硝酸还原酶和硝酸还原酶活性。除硝酸还原酶活性与硝酸细菌数量、亚硝酸还原酶活性之间的相关关系不显著外,其他指标之间呈显著相关。【结论】水稻孕穗期是稻田土壤氮素转化相关微生物的活跃时期,DIR方式能有效提高分蘖期和孕穗期大部分土壤氮素转化相关微生物指标,而TIR方式和FM3处理在乳熟期或成熟期可显著增加土壤氮素转化相关微生物活性。     

提高水稻氮肥利用率、控制氮肥污染的新途径-SSNM

我国水稻生产氮肥用量大,氮肥利用率低.大量N素从稻田流失进入环境,对环境生态构成潜在威胁.经与IRRI协作,为金华双季稻区创立了适地养分管理新技术(SSNM).SSNM的施肥综合考虑了当地的气候条件,水稻品种的潜在产量和养分需求,土壤固有养分的供应能力,养分利用效率和平衡养分供应,以及社会经济效应等.同农民常规施肥相比,在产量略有增加的同时,SSNM可以显著提高氮肥利用率,平均减少氮肥用量约30%,从源头上遏制了氮肥引起的面源污染.多年的田间试验表明,SSNM具有在广大稻区推广的前景.     

基于DNDC模型的稻田氮素流失及其影响因素研究

稻田氮素流失是导致农业面源污染的主要原因之一。采用测坑定位实验获得的野外观测数据对DNDC模型模拟稻田氮素流失的可行性进行验证,同时重点采用模型的敏感性分析功能对影响稻田氮素流失的关键因素进行分析研究。结果表明:DNDC模型能够准确地模拟不同施肥条件下稻田的氮素流失和水稻产量,施肥和降雨是影响稻田氮素流失的主要因素,与稻田氮素流失呈正比。值得注意的是,在目前施肥水平下有机肥的施用对稻田氮素的渗漏流失无明显贡献。此外,稻田氮素的渗漏流失还与土壤硝态氮的含量呈正比,而与土壤有机碳含量和黏土比例呈反比。根据敏感性分析结果可知,在我国稻田目前的施肥水平下,降低施肥量、采用节水灌溉以及增施有机肥等措施均是减少稻田氮素流失的有效手段。     

不同施肥模式对早稻季农田氮磷径流流失的影响

为探究湖南双季稻区早稻季防控稻田氮、磷养分流失污染的施肥模式,通过田间试验,设置了不施氮磷肥处理(CK)和常规施肥(CF)、有机肥替代(OM)、控释肥减施(CRF)、绿肥还田(GM)4种施肥模式,研究了不同施肥模式对稻田氮、磷养分径流流失的影响。结果表明:相较于常规施肥模式,有机肥替代、绿肥还田和控释肥减施模式稻田总氮径流流失量分别减少了12.80%、16.62%、28.55%,各施肥处理早稻总氮素流失率大小表现为:常规施肥有机肥替代绿肥还田控释肥减施,氮素流失形态主要以可溶性氮为主,占流失总氮的80.48%~91.96%,可溶性氮中以铵态氮为主。控释肥减施和绿肥还田模式均能减少稻田磷素径流损失量,与常规施肥模式相比,总磷径流流失量分别减少了6.26%和28.30%;有机肥替代模式稻田总磷径流损失量较常规施肥模式增加26.33%;各施肥处理早稻总磷流失率表现为:有机肥替代常规施肥绿肥还田控释肥减施,磷素流失形态前期以颗粒态磷流失为主,后期以可溶态磷为主。在4种施肥模式中,控释肥减施和绿肥还田模式能降低稻田氮磷径流流失量,在南方双季稻区推广这两种施肥模式可有效防控农田氮、磷流失污染风险。     

灌溉模式与施氮水平对土壤渗滤液氮浓度动态变化的影响

以Ⅱ优838为水稻供试品种,湖北潮土为供试土壤,通过2年稻麦轮作柱栽试验研究2种灌溉模式(FW:土表淹水3cm;CW:保持土壤湿润但土表不积水)和4个施氮水平(N0:0kg·hm-2,N1:126.0kg·hm-2,N2:157.5kg·hm-2,N3:210.0kg·hm-2)对水稻土渗滤液不同形态氮浓度变化动态的影响。结果表明:土壤渗滤液的总氮浓度随水稻生育期推移呈由高到低的变化趋势,氮素淋失风险主要存在于水稻移栽后的前40d左右;在稻麦轮作制中,前作小麦明显提高后作水稻土壤渗滤液氮浓度;硝态氮(NO3--N)和可溶性有机氮(SON)是土壤渗滤液氮素的主要形态,铵态氮(NH4+-N)所占比例较低;水稻移栽后20～30d左右出现土壤渗滤液NO3--N高峰,在高峰期土壤渗滤液的NO3--N浓度随施氮量增加而提高;减氮25%处理(N2)相对于常规施氮量处理(N3)显著提高氮肥利用率,并降低氮素淋失风险。     

优化施氮对宁夏引黄灌区稻田CO2、CH4和N2O通量的影响

针对宁夏引黄灌区稻田施氮严重过量现象,在宁夏引黄灌区的青铜峡稻田,采用静态箱-气相色谱法,通过田间试验研究常规施氮(N300)、优化施氮(N240)和不施氮(N0)对水稻不同生育期CO_2、CH_4和N_2O通量以及稻田增温潜势(GWP)的影响。结果表明:CO_2排放主要在水稻灌浆和成熟期,CH_4排放主要发生在水稻孕穗期,而N_2O排放关键期在水稻的分蘖和拔节期。与N0处理相比,施氮能显著增加稻田CO_2、CH_4和N_2O排放通量以及稻田GWP;常规施氮处理中CO_2、CH_4和N_2O的累积排放量分别为18 446.87、146.57 kg C·hm~(-2)和2.93 kg N·hm~(-2);为期一年的优化施氮没有显著增加水稻生育期内稻田CO_2排放,但使灌区稻田CH_4和N_2O排放分别显著降低了24.42%和36.28%。总的来看,为期一年的优化施氮使宁夏引黄灌区稻田GWP显著降低了26.70%。未来应结合土壤有机碳氮形态和含量变化以及土壤微生物技术,分析长期优化施氮对土壤温室气体通量的影响机制。     

双季稻区镉污染稻田水稻改制玉米轮作对镉吸收的影响

为研究低镉(Cd)污染(Cd为0.35 mg·kg~(-1))稻田改制的农产品安全利用技术,通过双季稻区早-晚稻轮作,玉米-玉米轮作、水稻-玉米轮作和玉米-水稻轮作试验,研究不同轮作制度下土壤有效Cd、作物不同器官Cd含量,Cd富集系数、转移系数和土壤养分的变化。结果表明:不同轮作制度下,水稻根、茎叶和稻米中Cd的平均含量分别为3.66、1.30 mg·kg~(-1)和0.36 mg·kg~(-1);玉米根、茎叶和籽粒中Cd的含量分别为0.50、0.12 mg·kg~(-1)和0.03 mg·kg~(-1);水稻根系、茎叶和籽粒的富集系数平均分别为11.96、4.27和1.19,玉米的分别为1.73、0.50和0.13;水稻的根系向茎叶和茎叶向籽粒转运的转运系数分别为0.36和0.28,玉米的为0.24和0.20;晚稻籽粒Cd含量高于早稻,秋玉米Cd含量高于春玉米;土壤中的碱解氮、有效磷和速效钾不影响作物对Cd的吸收;种植玉米比同季水稻略有增产。研究表明,在Cd轻度污染地区,晚稻改种玉米能保障粮食作物安全,是一种值得推荐的种植制度。     

生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田氨挥发的影响

通过土柱模拟实验,研究了生活污水尾水灌溉对秸秆还田稻田田面水氮素转化、氨挥发排放以及水稻产量的影响。结果表明:生活污水尾水灌溉显著提高了稻田田面水NO_3~--N浓度和田面水pH,并显著提高了产量、植株吸氮量和土壤脲酶活性。与清水灌溉处理相比,不施氮肥时生活污水尾水灌溉可使秸秆还田稻田氨挥发累积排放量显著降低35%;正常施氮时生活污水尾水灌溉增加了秸秆还田稻田氨挥发排放总量,但由于显著增加了水稻产量,因此单位产量氨挥发排放量有所降低。由此可见,秸秆还田稻田利用生活污水尾水灌溉,不仅可消纳净化生活污水、替代部分氮肥,还可增加水稻产量、降低单位产量稻田氨挥发排放。     

灌溉对土壤水分分布和潜水蒸发的影响

通过室内土柱试验,对3种灌水处理条件下不同地下水埋深土壤中的水分分布和潜水蒸发规律进行了分析。结果表明,灌溉制度和地下水埋深对潜水蒸发影响较大。在同一水位下,总灌水量相同,灌水频率不同时,随灌水频率增加,潜水蒸发量显著减少;在同一水位下,低灌水频率土壤随次灌水量增加潜水蒸发减少,且水位越深,潜水蒸发量减少越大,水位越浅,潜水蒸发量减少越小。     

不同深施肥方式对稻田氨挥发及水稻产量的影响

为探讨减少农田氨排放的方法,探究不同深施肥方式对稻田氨挥发损失、氮素利用率及水稻产量的影响,为水稻合理施肥提供理论依据,在湖南省长沙市金井镇长沙农业环境观测站布置盆栽试验,试验设7个处理,分别为：N₀（不施化肥）、S300（传统氮肥撒施）、S210（减氮30%+传统氮肥撒施）、R5（减氮30%+条施,深度为5 cm）、R10（减氮30%+条施,深度为10 cm）、B5（减氮30%+大颗粒球肥深施,深度为5 cm）、B10（减氮30%+大颗粒球肥深施,深度为10 cm）。施肥后第1 d进行氨挥发连续性监测,直至施肥处理氨排放量与不施肥处理无明显差异为止,并在水稻成熟期测定氮含量和产量。结果表明,深施处理可降低田面水铵态氮浓度,促进植株氮素吸收。与S300处理相比,氨挥发损失量降低了30.13%~47.85%。与S210处理相比,深施处理氮素回收率（NRE）提高了9.16%~29.44%;氮素农艺利用效率（NAE）增加了13.85%~32.14%;籽粒生产效率（NGPE）增加了12.18%~28.27%。在减氮30%的基础上,深施处理水稻产量较S210处理增加了12.79%~28.27%,其中B10处理显著减少氨挥发损失量并提高氮素利用率。这说明深施处理有效降低了稻田氨挥发损失,提高了氮素利用率,其中以B10处理（减氮30%+10 cm大颗粒球肥深施）效果最佳;同时深施肥的机械化需要进一步研发和推广。     

镉污染农田不同水稻品种镉积累差异研究

为降低稻米Cd含量,筛选适用于粮食安全生产的Cd低积累水稻品种,利用8个早稻品种和10个晚稻品种进行Cd低积累水稻品种筛选田间小区试验,对比不同品种水稻糙米及其他部位的Cd含量,并分析不同品种水稻的生长发育及产量状况。结果显示:不同品种水稻间根际土pH值和根际土有效态Cd含量均有显著差异,且两者和水稻Cd含量的相关性较高,根际土pH值降低和有效态Cd含量升高会导致了水稻Cd含量升高;综合考虑降Cd效果和产量状况,供试的18个水稻品种中,早稻中嘉早17、株两优189、华1s/R039三个品种和晚稻长两优772、长两优1419、长两优051三个品种推荐为湖南地区中低Cd污染农田适宜推广的Cd低积累水稻品种,且早稻品种株两优189糙米Cd含量仅有0.09 mg·kg-1,晚稻品种长两优772和长两优051也仅有0.085 mg·kg-1左右,Cd低积累特性明显。研究表明,利用不同水稻品种对Cd的积累特性差异,可以筛选出适于中低Cd污染稻田的低累积型水稻品种,使稻米Cd含量降至国家粮食安全限量标准。