农田氮磷养分流失阻控技术研究进展

农业生产对于作物产量的迫切需求,导致水肥等资源大量投入,使农田氮、磷养分大量流失。本文概述了农田氮、磷养分流失的来源,综述了农田氮、磷养分流失的特征以及优化施肥、优化耕作措施、增设垄向拦截、进行径流过滤净化等农田氮、磷养分流失阻控技术的研究结果。同时,结合已有研究现状,提出了未来需要加强研究的方向,以期为农田氮、磷养分的阻控截留提供指导。     

小流域降水径流沟渠中氮磷的流失特征与生态拦截效应

为研究降水径流过程中非点源污染物氮、磷浓度的变化特征,分析降水作用下长沙县金井河小流域农业源头沟渠水中氮、磷的流失特征与生态拦截效应。结果表明:在降水初期非点源污染物氮、磷浓度与降水径流量的变化均呈逐渐递增趋势,雨后均呈递减变化;降水作用下沟渠系统总氮输出的最大值为4.67 mg/L,总磷输出的最大值为0.38 mg/L,其氮素输出的主要形态为氨态氮和硝态氮;雨后各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势,其中总氮与总磷含量分别在雨后第3天和第2天达到最高;菖蒲–茭白段的生态拦截效果明显高于自然段的自然净化效果,表明植物拦截和吸收是植被段氮、磷去除的重要途径,菖蒲、茭白在6月吸收氮、磷分别达26.90、2.34 g/m~2。     

不同施肥处理对烟草土壤养分流失的影响

为减少土壤养分流失,保护生态环境提供参考依据,通过盆栽种植烤烟并收集测定土壤淋溶液全氮、全钾养分浓度,土壤速效养分含量,进行了不同施肥处理对氮钾养分流失的影响试验。结果表明:在降雨条件下,基追肥分开施入土壤全氮、全钾养分的流失量较少,且土壤速效养分含量较高;施肥越多,养分流失越多。养分流失对土壤速效钾的影响十分微小。     

浅谈农田氮磷拦截工程建设

介绍了太湖流域面源污染治理生态拦截项目申请、工程设计和建设、日常管理以及项目考评与验收的一些主要环节,供同行参考。     

磷肥施用量对稻麦轮作土壤中麦季磷素及氮素径流损失的影响

采用田间试验研究了磷肥施用量对稻麦轮作土壤中麦季磷素及氮素径流损失的影响。结果表明,麦季径流水中磷素的浓度随着施磷量的增加而显著增加,磷的径流损失量呈现相同趋势。每公顷施磷量为0、15、30、60、120kg时,磷的当季径流损失量分别达到了623、703、1062、2337、6823g·hm^-2。试验还表明,施磷水平对于麦季径流水中氮素的浓度及损失量无明显的影响。     

广西坡耕地主要经济作物施肥与养分径流流失初探

为研究广西坡耕地主要经济作物甘蔗、玉米和花生农民常规施肥及不施肥处理对植株生长情况、经济产量及养分径流流失的影响,探寻提高广西经济作物经济效益、减少成本、减少环境污染的最佳施肥量,在坡耕地,观测降雨过程的养分径流流失,运用SPSS统计分析软件对试验数据进行分析,寻找成本低、效益高的种植方法。结果表明,对照与常规施肥相比,甘蔗、玉米、花生作物的生长情况差异不明显。对照处理的玉米经济产量、生物产量、淀粉含量分别为851.42 kg·667 m^-2、3 640.4 kg·667 m^-2、68.40%;比玉米(常规施肥)高100.62 kg·667 m^-2、485.98 kg·667 m^-2、7.5%;花生对照的粗脂肪比其常规施肥高了45 g·kg^-1;径流养分总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮径流流失总量最高的均是花生常规施肥,其次是甘蔗对照,最少的玉米对照。径流量与总氮、总磷、总钾、硝态氮、铵态氮的相关系数,常规施肥处理偏高于对照。玉米对照的养分径流流失总量最少;花生常规施肥养分径流率最大;玉米比花生更适合在广西肥沃的坡耕地中种植。     

丹江口库区坡耕地不同植物篱对径流及养分流失的影响初探

通过在丹江口库区坡耕地上不同植物篱种植处理的比较试验,观测分析了不同植物篱处理对径流及养分流失的影响。结果表明,紫穗槐、金银花、黄花菜及龙须草4种植物篱均能有效减少坡耕地上的径流泥沙流失量,径流量由高到低的顺序为CK〉处理②〉处理④〉处理⑤〉处理③。对比各处理小区径流水样养分流失均值可知,全钾〉速效钾〉全氮〉速效氮〉全磷〉速效磷,所有处理中最易随地表流失的养分为全钾和速效钾,速效磷流失量最小。     

不同磷水平处理下水稻田磷氮径流流失研究

研究了不同磷水平处理下水稻田磷素及氮素的径流损失情况。结果表明,不同磷水平处理下稻田径流水中磷素的浓度随着施磷量的增加而显著增加,磷的径流损失量呈现相同趋势,在每公顷施磷量为0 kg、25 kg6、0 kg1、20 kg及240 kg的情况下,磷的当季径流损失量分别达到了125 g/hm^2、499 g/hm^2、939 g/hm^2、3 022 g/hm^2及5 974 g/hm^2。试验结果还表明,施氮肥后短期内若出现径流则氮素流失较多,但不同磷水平处理对于稻田径流水中氮素的浓度及损失量没有影响。几次径流中活性磷的浓度均有诱发附近水域水体富营养化的可能。     

不同养分管理措施下常年菜地磷、钾养分径流流失特征

为研究不同养分管理措施下菜地磷、钾养分径流流失特征,采用田间小区试验方法,设置对照（CK）和有机肥配施不同用量化肥处理（N0,化肥氮空白;CON,习惯施肥;OPT,优化施肥;OPT+N,优化增氮;OPT+P,优化增磷;OPT+NPK,优化增氮磷钾）。结果表明,不同处理下可溶性总磷、颗粒态磷和总磷径流浓度分别为0.015~0.500、0.004~0.623 mg·L^-1和0.093~0.876 mg·L^-1,施磷明显增加径流水可溶性磷浓度,对总磷和颗粒态磷浓度影响较小。不同处理径流水总磷浓度均不同程度超地表水Ⅴ类标准（GB3838-2002）,且施磷量最高的OPT+NPK处理总磷超标率高达56%。总磷年流失负荷为4.37~4.93 kg·hm^-2,施肥处理磷流失负荷均低于对照,不同处理间总磷流失负荷无明显差异。不同处理的钾径流浓度为4.7~83.0 mg·L^-1,年流失负荷为176.9~331.7 kg·hm^-2,流失系数为4.5%~15.7%。施钾显著增加菜地钾的流失负荷,施钾量最高的OPT+NPK处理钾流失负荷最高,肥料N/K₂O比例最高的OPT+N处理钾流失负荷最低。研究表明,不同养分管理措施下菜地磷径流损失无明显变化,而OPT+N处理钾流失负荷及流失系数均最低,蔬菜实际生产中氮、钾合理配施有利于降低钾的流失。     

氮磷减量对棉花—油菜轮作系统作物产量及氮、磷流失的影响

长期不合理施用化肥导致土壤酸化、大气污染等一系列环境问题,化肥合理减施将有利于提高肥料利用率、促进耕地健康发展。本试验采用田间试验,以常规施肥（棉花季N：390 kg/hm2,P2O5：105 kg/hm2;油菜季N：180 kg/hm2,P2O5：54 kg/hm2）为对照,研究洞庭湖区域旱地棉花—油菜轮作下氮磷肥减量（10%、20%、30%）对作物产量及氮磷养分流失的影响。结果表明：与常规施肥相比,氮磷肥减量10%、20%对作物产量影响不显著,但明显提高肥料利用率,显著减少旱地氮磷径流损失;养分流失以棉花季为主,且棉花花铃期为关键时期。氮磷肥减量20%处理氮、磷肥利用率较常规施肥处理分别提高了5.41、12.23个百分点（棉花季）和10.91、11.91个百分点（油菜季）;氮磷肥减量处理总氮、总磷流失量分别为0.69～5.48 kg/hm2、0.08～0.24 kg/hm2（棉花季）和0.17～0.34 kg/hm2、0.05～0.11 kg/hm2（油菜季）,较常规施肥处理分别降低了5.94%～31.20%、12.80%～44.02%（棉花季）和18.88%～37.61%、10.18%～24.85%（油菜季）。综上,在本研究所设肥料减量范围内,氮磷肥减量20%处理能稳定作物产量、提高肥料利用率,降低氮磷流失。     

横坡垄作和秸秆覆盖对红壤坡耕地氮磷流失的影响

为研究南方红壤坡耕地油菜-玉米轮作模式氮磷养分地表径流损失对不同耕作方式的响应机制,本文采用田间定位试验的方法,研究坡耕地顺坡垄作（CK）、横坡垄作（T1）、横坡垄作+秸秆覆盖（T2）、顺坡垄作+秸秆覆盖（T3）4个处理模式连续2 a对坡耕地氮磷养分地表径流损失的影响。结果表明：不同处理地表径流总量与氮磷流失总量均呈现出CK>T3>T1>T2,横坡垄作和秸秆覆盖处理均能有效降低坡耕地地表径流量和径流液中氮磷养分含量,其中T2处理对控制地表径流及氮磷损失的效果最好,较其他处理分别降低地表径流量、氮和磷流失总量24.46%~74.90%、39.60%~86.37%和36.84%~79.66%;坡耕地氮素流失以硝态氮为主,不同处理下径流液中全氮浓度与硝态氮浓度呈显著正相关关系。横坡垄作+秸秆覆盖对减少坡耕地土壤氮、磷素损失效果最好,观测期内横坡垄作+秸秆覆盖处理土壤全氮和全磷含量分别增加了19.42%和21.98%。研究表明,在南方红壤坡耕地上推广横坡垄作+秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于降低氮磷径流损失风险、提高红壤坡耕地可持续生产能力。     

冀南地区农田氮磷流失模拟降雨试验研究

农田氮磷养分流失是我国农业面源污染的主要污染源,为了研究冀南地区农田氮磷流失特征,本文采用人工模拟降雨大田试验的方法,测定施肥前后裸地农田地表径流与壤中流氮磷流失量,分析径流中不同形态氮磷的流失规律。结果表明:地表径流与壤中流的产流存在明显差异,地表径流产流过程波动明显,壤中流流量变化较为平缓并具有一定的滞后性,且在总径流量中的比例较小,两次试验分别占9.0%与13.1%;径流中氮素浓度在产流初期较高,随后迅速衰减,产流后0～35 min是累积氮流失量较快的时段;产流中可溶性氮的输出以硝氮为主,占累积流失量的71.0%～99.7%,且硝氮的流失极易受水文因素的影响;磷元素在径流中的含量较低,多以颗粒态存在,并且随着产流时间的延长,壤中流逐渐成为磷流失的主要途径;累积产流量与累积氮、磷流失量之间可分别用线性拟合与幂函数拟合,拟合优度分别在0.99与0.97以上,存在显著相关关系。研究结果表明,冀南地区农田在降雨之后氮磷流失量巨大且呈现一定规律性,适宜氮肥施用量与控制产流前期养分流失是防控当地农业非点源污染的有效途径。     

西湖名胜区茶园地表径流水的氮磷流失研究

在西湖风景名胜区代表性茶园地设置径流小区,研究常规施肥条件下茶园生态系统地表径流及其氮磷流失状况。结果表明,1年的观察期内(2010年7月-2011年6月),自然降雨条件下常规施肥茶园地表径流总氮平均浓度为5.5 mg.L-1,总磷平均浓度为0.5 mg.L-1,地表径流流入水体存在水体富营养化的风险。可溶性氮是茶园土壤氮素流失的主要形态;氮磷流失量、径流量与降雨量均呈极显著的正相关关系,各种氮素形态之间也呈极显著的相关性。研究结果表明,要避免下雨前施肥、少施肥料和挖沟施肥来减少氮磷的流失。     

江汉平原稻虾轮作模式地表径流氮、磷流失特征

为明确江汉平原地区典型稻虾轮作模式的农田地表径流流失特征,推动稻虾综合生态种养模式的可持续发展,从2018年9月至2021年9月,采用原位监测的方法,对稻虾轮作模式典型田块地表径流发生过程进行了研究。结果表明：该模式稻田年产生径流10次,产流量（1270±287）mm,产流系数44.7%。总氮年均流失量（24.59±4...     

施氮和不同栽培模式对半湿润农田生态系统冬小麦库特征的影响

为了探讨半湿润农田生态系统施氮和栽培模式对冬小麦库特征的影响,以冬小麦小偃22为供试品种进行大田试验,试验设施肥(不施氮和施纯氮120 kg/hm2)和4种不同栽培模式(常规栽培、地膜覆盖、垄沟栽培和垄播覆膜),研究半湿润农田生态系统施氮和栽培模式对冬小麦库特征的影响。结果表明,栽培模式和施氮及其交互作用对小麦穗数有极显著影响(P<0.01),4种栽培模式中,垄播覆膜模式穗数最多,其次为地膜覆盖,垄沟栽培模式最少;不同栽培模式间穗粒数差异显著(P<0.05),而施氮、栽培模式与施氮之间的交互作用对穗粒数影响不显著,4种栽培模式中,地膜覆盖模式穗粒数最多,垄沟栽培最小;栽培模式、栽培模式与施氮之间的交互作用对小麦千粒重的影响不显著,而施氮对千粒重的影响达到极显著水平(P<0.01),4种栽培模式中,垄播覆膜模式千粒重最大,常规栽培最小,但差异不显著;施氮有助于提高小麦收获指数,4种栽培模式中,地膜覆盖模式收获指数最高,常规栽培最小;施氮和栽培模式对小麦产量均有极显著影响(P<0.01),栽培模式与施氮之间的交互作用对小麦产量的影响显著,垄播覆膜模式的小麦产量最高,常规栽培最小,与常规栽培模式相比,垄播覆膜、垄沟栽培和地膜覆盖模式的小麦产量分别增加27%,20%和9%。综合分析认为,在施氮条件下垄沟覆膜为最优种植模式,这对农业生产中合理选择小麦种植模式以达到高产具有借鉴作用。     

稻麦两熟农田径流养分循环利用模式的能值分析与生态补偿标准测算

为探讨稻麦两熟农田径流养分循环利用模式的运作可持续性和生态补偿标准,应用生产-生态系统能值测算方法,综合分析其环境安全性和运作持续性;结合生产运营实践,深入分析了基于生命周期过程的物能投入与输出,提出生态补偿依据;并基于能值收益差异估算出其持续运行的生态补偿标准。结果表明,与传统模式相比,径流养分循环模式的环境负载率降低39.62%,而能值可持续发展指数和环境安全性指数分别提高64.89%和36.73%。径流养分循环模式的生物辅助能投入增加42.16%,而污染产能降低了70.09%。养分循环模式的氮磷养分环境排放量分别降低34.85%和30.43%。同时,循环模式的净能值收益比传统模式低2.15×10¹⁶ Sej·hm^-2·a^-1。研究表明,径流养分循环模式提高了环境安全性但降低了经济效益,其生态补偿标准应不低于4 153.78元·hm^-2·a^-1。     

磷肥和有机肥施用对白菜产量及磷素径流流失潜能的影响

为给农业中持续安全施用磷肥和有机肥、科学评价土壤积累磷的环境风险提供理论依据。试验采用完全随机试验研究磷肥和有机肥施用对白菜产量以及土壤磷素组成状况的影响,并分析了土壤测试磷与磷素径流流失潜能的关系。结果表明:施用磷肥和有机肥均显著增加白菜的产量,单施不同量磷肥白菜产量增幅18.1%～23.396,单施不同量有机肥白菜产量增幅15.3%～17.7%,单位无机磷对白菜的增产量随磷肥用量增加而逐渐减少;各施肥处理之间白菜产量均无显著差异。施用磷肥显著提高土壤无机磷和全磷含量,施用有机肥显著提高土壤有机磷和全磷含量,相同磷肥用量条件下,增施M_1(75 c/hm~2)、M_2(150 t/hm~2),有机磷含量平均增加为17.6 mg/kg和26.0 mg/kg。施用磷肥和有机肥显著增加土壤Olsen-P、水溶性磷、生物有效磷含量;土壤Olsen -P与水溶性磷和生物有效磷呈显著正相关关系。施用磷肥和有机肥均显著增加土壤灌溉滞留水中可溶态磷的含量,土壤Olsen-P、水溶性磷与灌溉滞留水中可溶态磷呈极显著正相关关系。     

钾锰配施对旱地冬小麦植株养分含量及产量和品质的影响

研究了钾锰配施对旱地冬小麦植株养分含量、产量及品质的影响。结果表明,施钾锰肥处理与不施钾锰肥处理相比,小麦各生育期植株氮、磷含量均降低,钾含量升高;钾锰配施有极显著的增产效应,增产幅度为12.0%～25.5%;钾锰配施处理的小麦湿面筋含量、沉降值、稳定时间及蛋白质含量均比对照有所增加,钾和锰相比,对小麦上述品质指标的影响更为显著,锰仅对湿面筋和蛋白质含量有一定的影响。     

磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收和磷肥利用效率的影响

为探究磷肥有机替代、秸秆还田对棉花养分吸收、磷肥利用效率及棉花产量的影响,本研究基于国家灰漠土肥力与肥料效益监测站5年田间微区棉花连作定位试验,以7种施肥措施为样本,于2022年棉花成熟期开展棉田土壤田间调查研究。结果表明,磷肥有机替代和秸秆还田均能提升棉株氮磷钾养分吸收,各器官氮素平均含量在1.75～40.90 g·kg^-1之间,磷素平均含量在1.46～11.28 g·kg^-1之间,钾素平均含量在3.11～25.03 g·kg^-1之间。综合肥料投入和养分吸收,50%的磷肥有机替代和秸秆还田最能增强棉株吸氮能力和促进干物质积累,50%的磷肥有机替代对棉株吸磷能力最强且最有利于实现棉花节肥增钾的效果。棉株各器官N:P变化范围为1.20～12.01,磷肥有机替代和秸秆还田使茎、叶、蕾/铃/壳的N∶P明显降低,棉株生物量、籽棉产量随茎、叶、蕾/铃/壳N∶P的降低而增加,本试验棉花生长更倾向于受N、P共同限制。磷肥利用率随有机替代量的增加从12.54%提升到33.04%,土壤磷素盈余量随有机替代量的增加从28.20 kg·hm<...