我国农田氮素污染现状及研究趋势分析

针对当前我国农田氮素在使用过程中存在众多不合理因素,致使氮素利用率一直较低、生态环境严重污染和作物产量难以提高等现象,明确提出当前我国农田氮素污染研究背景与研究现状,并综合分析了未来农田氮素的研究趋势,以期为我国今后农田氮素高效利用和环境保护提供参考。     

氮素对农田生态系统的污染现状及对策

从氮素对农田生态系统的污染现状着手,叙述了氮素对水体、土壤和大气污染状况,分析了氮素污染的主要原因是氮肥施用过量而导致的氮素损失和迁移,并从政策管理和技术推广两方面提出控制治理氮素污染的对策,对建立可持续发展的农田生态系统具有重要意义。     

内蒙古典型农田化肥氮素淋溶流失现状研究

农田氮素容易通过淋溶作用大量流失,导致氮素营养不能被农作物有效利用,造成资源浪费和农业面源污染。为了研究内蒙古自治区农田氮素淋溶流失现状,选择东西部两个主要粮食主产区(东部的阿荣旗和西部的巴彦淖尔市临河区)典型农田,在常规施肥和不施肥两种处理下,测定了淋溶水和土壤的总氮、硝态氮和铵态氮,植株的全氮等指标,对比了两个地区农田化肥氮素利用率、淋溶流失率等指标。研究发现,灌溉方式是影响氮素的淋溶流失量的重要因素,通过改变灌溉方式,可以有效控制旱地大田氮素的淋溶流失量。     

北京市通州区农田表观氮素平衡及空间特征分析

本研究利用OECD土壤表观氮素平衡模型,通过建立1991—2004年北京市通州区农田的氮素平衡核算的框架和数据库,结合GIS技术对该区域氮素平衡强度及特征进行了分析,通过农户调查通州区典型种植模式和典型作物的肥料投入情况。结果表明:通州区农田氮素输入总量从1991年的4万t降低到了2004年的1.7万t,平均氮素输入量从567.86 kg/hm2增加到了585.22 kg/hm2,氮素平衡强度从1991年的355.84 kg/hm2增加到了2004年的389.39 kg/hm2。将氮素平衡强度划分为5级,结合空间分布特征分析发现,通州区下属各乡镇的农田氮素平衡量普遍提高,其中近半数氮素平衡强度从1991年的Ⅰ、Ⅱ级上升到了2004年的Ⅳ、Ⅴ级。城郊地区氮素平衡强度变化正与城郊农业种养结构调整密切相关,蔬菜作物播种面积的增加和养殖业的发展使农田氮素输入量持续增加,氮素平衡量提升明显,空间变异加大,对农田污染潜在威胁提高。农户调查表明,粮食作物的肥料施用量是比较合理的,而蔬菜作物的施肥量过大。     

缓/控释肥料研究进展及其对农田氮素流失的防控效果

缓/控释肥料的养分可以按照设定的释放规律和释放期缓慢或控制释放,延长植物对养分吸收利用的有效期,对于减少化肥施用和提高利用率至关重要.目前,缓/控释肥料应用的效果,以及对农田氮素流失的防控效果的综合性分析还较少.综合分析了国内15年缓/控释肥料的田间应用数据,从缓控释肥料的种类及作用机理,缓/控释肥料的应用效果,缓/控释肥料对农田氮素流失的防控,以及缓/控释肥料推广瓶颈与建议等几个方面,综述了缓/控释肥料的研究进展及其对农田氮素流失的防控效果,以期为缓/控释肥料在农田更好地推广应用提供支撑.     

不同物料还田对农田系统中化肥氮素去向的影响

为进一步研究化肥氮素在农田中的利用率及增产效应机理。本文主要综述了农田系统中单施化肥、秸秆配施化肥、有机肥配施化肥及绿肥配施化肥处理中化肥氮素去向，为今后提高农田系统中的氮肥利用率及农田生态的可持续发展提供参考。     

典型农林复合系统氮素平衡污染与管理研究

采用田间试验、定位监测和参与式农户调查等方法，研究了农林复合系统氮素平衡和非点源污染特征。结果表明，目前早地和整个农田子系统氮素略有盈余，水稻田和复合系统有少量亏缺，林地亏缺较大，而20世纪60年代农田氮素严重亏缺，水土流失是产生亏缺的主要原因，模型评价表明，旱地和水稻田目前的氮素平衡基本合理，但化肥施用的剧增已导致农田气态氮素释放以及地表水和地下非点源污染风险的增加，研究显示，林地极大地减轻了系统水土流失，促进了氮素在各系统间的合理分配，合理施肥，保护林地，实施水保耕作和完善养分管理政策体系是减少农业氮素非点源污染的重要途径。     

种养结构对区域农田系统土壤氮素承载力的影响——以湘潭县为例

以2011年为例,采用土壤表观养分平衡理论(soil-surface balance),分析湖南湘潭县区域农田系统的种养结构对湘潭县农田系统土壤氮素承载力的影响。结果表明,1990—2008年,湘潭县区域农田系统耕地面积增加了7 180 hm2,农作物播种面积减少了26 530 hm2,复种指数下降了58.06%;农作物产量增长了11.57%,生猪存栏量增长了111.94%。2011年,湘潭县区域农田系统氮素供给能力为540.94 kg/hm2,氮素消纳能力为236.40 kg/hm2,土壤氮素承载力为304.54 kg/hm2,表现为“盈余”状态。较高的氮素盈余主要源自于过量化肥氮的施入。     

村域农田氮素排放特征研究——以新安村为例

为揭示村域氮素排放特征,以河北正定新安村为例,通过2016—2018年两个轮作周期对农户作物管理、作物产量等信息实地调研、取样分析,运用NUFER-Farm模型系统,研究了新安村氮素时空排放特征及其与作物种类、施氮量、灌溉、土壤质地等的关系。结果表明,两个轮作周期单位面积农田氮素总排放量和氧化亚氮排放量差异不显著,而硝态氮淋洗量和氨挥发量差异显著,第二个轮作周期单位面积农田硝态氮淋洗量和氨挥发量分别比第一个轮作周期增长60.1%和减少13.8%,造成差异显著的原因主要是气象条件和作物种类。季节上,两年单位面积农田氮素总排放量均为秋冬春季显著大于夏季。村内临近田块氮素排放差异较大,空间分布规律不明显;但到村域尺度,不同方位氮素排放空间分布上存在一定规律,如西北、东北、东南、西南方位单位面积农田氮素总排放量平均值分别为66.8、60.2、59.6、52.3 kg N·hm~(-2),其中西南方位氮素排放显著低于其他方位。村域农田氮素排放受到作物种类、施氮量、灌溉次数与土壤质地等因素显著影响。其中当地主要作物冬小麦、夏玉米和大豆单位面积农田氮素总排放平均值分别为40.5、28.5 kg N·hm~(-2)和5.3 kg N·hm~(-2),差异显著;两个轮作体系氮素总排放量均随施氮量、灌溉次数的增加而呈现增加的趋势;土壤质地对农田氮素总排放量也有较大影响,其中砂土、砂壤土和壤土单位面积农田氮素总排放平均值分别为78.2、60.4 kg N·hm~(-2)和51.0 kg N·hm~(-2),依次降低。总之,村域农田氮素排放具有较大的时空差异,更多受到田块作物种类、土壤条件、管理因素的影响,因此,村域氮素减排要针对田块采取优化施氮、节水灌溉、调整作物布局等措施。     

浅谈农田非点源氮污染

农田非点源污染是在农业生产过程中，农田土粒、氮素、磷、农药及其它有机或无机污染物质，在降水或灌溉过程中，通过地表径流、农田排水和地下渗漏，进人水体所造成的污染。文中主要论述了农田生态系统中氮素非点源污染的基本特征、产生过程、危害，并提出了防治对策。     

农田生态系统中土壤氮素行为的研究现状与展望

氮是植物必需的营养元素和作物产量的主要限制因子。但是，农田中过量施用氮素却可导致环境污染。本文综述了农田生态系统中土壤氮素的各种行为，特别是各种形态氮素的转化和氮肥的主要去向，并概述了氮肥施用的新技术，指出了氮素研究中存在的主要问题以及前景。     

种养结合生产区农田氮素平衡分析——以山东省禹城为例

根据种养结构变化,对禹城农田系统氮素总体平衡状况进行了计算分析.结果表明,该区域农田系统的氮素输入、氮素输出和氮素盈余均呈逐年增加趋势,从1980-2005年按耕地平均,氮素输入由209.0 kg·hm-2增加到756.1 kg·hm-2,氮素输出由75.2 kg·hm-2增加到3007 kg·hm-2,因为输入增加幅度高于输出增加幅度,导致氮素盈余由133.8 kg·hm-2增加到455.4 kg·hm-2;从空间差异来看,禹城的11个乡镇中,只有1个乡表现为氮素亏缺,其余均不同程度地呈现出氮素盈余,其中有7个乡镇的耕地氮素盈余量在400 kg·hm-2以上,有3个乡镇的耕地氮素盈余量超过了600 kg·hm-2.如此高的氮素盈余,主要是源于大量化肥氮和粪便氮输入农田.所以,为了减少农田氮素盈余损失,禹城应在其区域范围内尽可能地减少化肥氮的投入,并对粪便氮进行合理管理和调配施用.     

农田土壤氮素流失规律及其控制技术研究进展

综述了近年来国内外有关农田土壤氮素流失方面的研究成果,重点介绍了农田土壤氮素流失的规律及其控制技术的研究进展,同时,提出了该领域存在的问题以及今后研究的展望.     

农田土壤氮素转化特征对冻融作用的响应

为了解非生长季农田土壤氮素转化特征,采用室内冻融模拟培养方法研究冻融频数对3种农田土壤(棕壤、褐土、草甸土)微生物量氮及可溶性氮组分含量的影响。结果表明,随着冻融频数增加,除微生物量氮含量呈现先增加后降低外,3种农田土壤可溶性无机氮、可溶性有机氮和可溶性全氮含量均显著增加,这与净氮矿化速率的变化趋势正好相反。不同类型农田土壤氮素转化过程对冻融频数的响应能力不同,其大小顺序为褐土棕壤、草甸土。说明高肥力土壤对冻融频数响应的缓冲性较强。可见,冻融频数能够促进农田土壤氮素转化,有利于土壤有效氮的累积,为春季作物生长提供足够的氮素,但同时也增加了土壤氮素流失风险。     

农田土壤氮素循环及其对土壤氮流失的影响

分析了土壤氮素循环及其对土壤氮流失的影响,提出了加强氮肥管理、重视平衡施肥、提高作物氮素吸收能力、优化耕作制度及灌溉方式等降低我国农田土壤氮素流失的主要对策.     

太湖水网地区不同种植类型农田氮素渗漏流失研究

为了探索太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中氮素累积量与渗漏水中氮素含量之间的关系,在浙江省嘉兴市选择10个农田点位埋设渗漏计和地下水采集管,采集水、土样品,研究了菜地、果园和水田3种典型种植类型农田氮素渗漏流失情况.结果表明:1)旱作农田渗漏水中的NO3--N含量在汛期明显高于非汛期,菜地在汛期和非汛期时20 cm渗漏水中的NO3--N含量分别为51.70 mg·L-1和12.53 mg·L-1,果园在20 cm渗漏水中的NO3--N含量在8至9月份高达125.51 mg·L-1,水田20 cm渗漏水中的NO3--N含量在汛期和非汛期差别不大,分别为2.17 mg·L-1和1.60 mg·L-1.2)研究区菜地和果园等高施肥量农田土壤中的无机氮含量和渗漏水中的氮素含量均显著高于水田.农田土壤中NO3--N累积量与渗漏水中氮素含量之间具有极显著的正相关关系,表明农田土壤中高水平的NO3--N累积量必然增加氮素渗漏流失的风险.     

河西走廊绿洲灌区循环模式"农田-食用菌"生产系统氮素流动特征

河西走廊绿洲灌区在农业产业化进程加快的同时,也带来了水资源和生态环境的压力.本文利用养分流动和模型分析的方法,分析河西走廊绿洲灌区典型“农田-食用菌”生产系统(农田-食用菌集约生产模式、农田-食用菌单户生产模式、农田单作)的氮元素流动特征.结果表明:农田作物秸秆通过食用菌体系还田使氮素利用率提高了10％左右,秸秆还田氮输入量(165.6kg· hm-2·a-1)占农田氮素总输入量的37.1％,使化肥氮输入量减少,因此秸秆氮的合理循环利用可作为减少化肥投入的有效途径.但农田氮素仍有盈余,单位面积氮盈余量高达217.0 kg·hm-2· a-1,未能实现循环模式内养分平衡的理想效果,因此优化氮素管理、确定合理的大田作物和食用菌面积、调整农业产业结构是解决该问题的关键.     

氮素营养诊断技术的发展及其在花生上的应用

氮素营养不仅是限制各种农作物的产量和品质的关键因素,同时又是影响农田生态环境的重要因素.运用氮素营养诊断技术指导氮肥的合理使用,不仅能提高氮肥的利用率,降低生产成本,还可以减少环境污染的风险.氮素营养诊断技术包括传统诊断技术和无损诊断技术.介绍了多种氮素营养诊断的方法,并对其优缺点、应用现状和发展前景进行了综述,此外,...     

黄土高原地区农田土壤的硝态氮残留及其生态效应

根据文献资料，分析了黄土高原地区农田土壤残留氮素的形态、数量、分布、影响因素及其生态效应，提出了调控土壤氮素残留需进一步研究解决的问题。     

农田氮素的转化与损失及其对水环境的影响

农业是主要的非点状污染源。施入农田的大部分氮肥经各种途径损失于环境之中，对水环境造成了污染。人为和自然条件下，土壤中各种形态的氮素之间、氮素与周围介质之间的物理、化学和生物化学转化作用对农田氮素的损失与利用和水环境的氮污染均有着重要的影响。