直播水稻田田面水氮素动态变化及径流损失研究

[目的]为直播水稻田的合理施用氮肥和灌水及防止氮素污染地表水提供科学依据.[方法]通过田间试验,对太湖流域丹阳地区直播水稻田田面水氮素动态变化特征及径流损失进行研究.[结果]施肥使田面水氮素浓度迅速提高,施氮后第1天田面水TN和NH+4-N的浓度达峰值43.99和23.31 mg/L,第7天分别下降至峰值的23.50%～30.02%和16.22%～23.84%;田面水的NO-3-N浓度在施氮后第3天达最大值7.51 mg/L,随后逐渐下降.施氮后3～5 d内,田面水NH+4-N/TN比值达动态观察期中的最大值0.50～0.69,此后逐渐降低.田面水NO-3-N/TN比值也先升后降,均在0.31以下.丹阳当季直播稻田TN地表径流损失量为23.84 kg/hm2,占施氮量的5.05%;NH+4-N流失量为13.24 kg/hm2,占施氮量的2.88%.烤田排水TN径流损失为13.49 kg/hm2,占总施氮量的2.93%.[结论]NH+4-N是稻田田面水氮素的主要形态,施氮后7 d是防止稻田氮素流失的关键时期.     

尿素不同分施比例对稻田表层水中氮素动态变化特征的研究

采用具有独立灌排系统的田间试验研究了尿素不同分施比例对稻田表层水中氮素的影响。结果表明：表层水中总氮质量（TN）与施氮量成正相关,水稻不同生育期施肥田面水中总氮质量变化趋势为拔节肥〉分蘖肥〉基肥。TN浓度在施肥1d后达到最大,4d后降低了50％以上,之后则缓慢减小;铵态氮（NH4-N）最大值出现在施肥后2d;硝态氮（NO3-N）浓度变化缓慢,在整个水稻生育期中没有突出的峰值出现,施肥3-4d后浓度最高,之后逐渐减小。由于硝态氮浓度远远小于铵态氮或总氮浓度,因此控制稻田氮素流失应主要监测TN和NH4-N,而且重点应防止施氮后1周内产生径流。     

皖东地区麦稻轮作农田径流氮磷流失特征研究

为探究化肥减施和秸秆还田对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,通过连续3年田间试验,研究农田地表径流氮磷流失特征。结果表明,麦稻轮作农田径流年总氮流失量为25.78～39.15 kg/hm~2,总磷流失量为1.14～4.06 kg/hm~2,总氮67%、总磷63%都是在麦季流失的。麦季氮素主要以硝态氮形式流失,稻季则以铵态氮形式流失,磷流失量多以可溶性磷形式流失。氮磷减施25%能够减少总氮、总磷径流流失量的5.6%和8.9%,且对作物产量没有显著影响。秸秆还田总氮径流流失量增加了0.55 kg/hm~2,增加1.82%,总磷径流流失量减少了0.16 kg/hm~2,减少6.08%。     

稻田施肥后田面水氮素动态变化特征

采用具有独立排灌系统的田间试验分析研究了施氮后水稻田面水总氮、铵态氮、硝态氮的动态变化特征。结果表明,施氮能明显提高田面水氮素含量,其中铵态氮和总氮的含量远高于硝态氮含量,并且总体上随施肥量的增加而增加。施氮后田面水总氮、铵态氮浓度均在次日达到最大值,并随时间的推移而快速下降。第1次追肥后9 d,各小区田面水总氮浓度降至施肥后1 d的7%~12%,田面水铵态氮浓度则降为1.66%~3.96%,接近于对照小区,施氮后1周是防止水稻田面水铵态氮和总氮流失的关键时期。     

紫色丘陵区小流域典型降雨径流氮磷流失特征

对2007年盐亭小流域两场典型降雨(施肥后首场大雨和大暴雨)的径流过程进行了连续监测,同步测定了径流量、氮磷浓度,旨在阐明农业小流域典型降雨氮磷流失随降雨径流的变异规律.结果表明,流量曲线与浓度过程线变化趋势一致.整个径流过程中的氨态氮(AN)与磷酸盐(PO3-4-P)浓度较低且波动较小.初期径流颗粒态氮(PN)、颗粒态磷(PP)与总磷(TP)的浓度高于后期径流,初期冲刷效应明显.颗粒态氮(PN)是氮素在径流初期迁移的主要形态,而后期以硝态氮(NN)为主;但PP是整个径流过程中的主要迁移形态.初期径流中AN、PN、TP、PP及泥沙(SS)负荷分布较大,而硝态氮(NN)、总氮(TN)和PO3-4一P则主要分布在径流后期.污染物初期冲刷和NN后期淋溶是暴雨径流氮素流失的主要原因,而施肥后首场降雨氮素流失的主要原因是NN淋溶.暴雨径流产生氮磷负荷巨大,TN与TP分别为167.04kg和20.75 kg;而施肥后首场大雨径流氮磷流失负荷较小,分别为12.07 kg(TN)、1.04 kg(TP),其中60%的TN以NN流失.     

长江流域典型单季稻田间水文及氮素流失特征

为探究稻田水文和氮素流失特征以及二者之间的关系,以我国三大水稻主产区之一的长江流域稻作区典型单季稻田为对象,开展田间尺度多因子水分与氮素流失原位动态监测。结果表明：田面水位高度主要受降雨和灌溉的影响,田间水肥管理是不同深度土壤含水量、田面水和土壤水中氮素浓度动态变化的主要影响因素。地表径流流失是平水年稻田氮素流失的主要途径,整个生育期内流失量为8.70 kg·hm^-2;渗漏流失是枯水年稻田氮素流失的主要途径,整个生育期内流失量为4.86 kg·hm^-2。返青期是氮素渗漏流失的关键生育期,平水年和枯水年该时期渗漏流失量分别为1.73 kg·hm^-2和2.14 kg·hm^-2;分蘖期和拔节孕穗期是氮素地表径流流失的关键生育期,平水年和枯水年这两个时期地表径流流失量分别为7.10 kg·hm^-2和1.26 kg·hm^-2。稻田水文与氮素流失之间密切相关,田面水位动态变化可以影响稻田渗漏水量和地表径流水量,进而影响稻田氮素流失量。研究表明,应该避免水稻生育前期(返...     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。     

湖北省稻田地表径流氮磷养分流失规律初探

在湖北省水稻主要种植区设置3个田间原位监测点,采用径流池收集地表径流的方法,研究水稻田地表径流产生和氮磷养分流失的规律.结果表明,2010年,全省稻田平均产生地表径流8次,产流量平均为304.5 mm,产流系数为34.7％,径流主要发生在4～8月降雨比较集中的时段;施肥后全省稻田年平均总氮的流失量为4.90-10.67 kg/hm2,总磷流失量为0.63～1.44 kg/hm2;径流水中总氮平均浓度为1.83～3.83 mg/L,总磷浓度为0.16～0.49 mg/L;可溶态氮是地表径流氮素流失的主要形态,约占总氮的70.2％～86.7％,其中尤以硝态氮的流失量最大,占总氮的51.8％～69.5％,铵态氮流失量较小,约占总氮的7.4％～34.9％;磷素的流失以颗粒态磷为主,占总磷的60.4％～87.7％;肥料氮、磷养分流失量平均分别为当季施肥量的0.46％和0.37％.施肥和径流量是影响地表径流氮、磷流失的主要因素,施肥导致氮、磷养分流失量增加,径流产生量大的时段,其氮、磷的流失量也增加.     

化肥减量与秸秆还田对油菜地氮素地表径流的影响

氮素在农事活动中至关重要,氮素的流失会造成水环境污染。通过不同施肥量下土壤氮的地表径流流失形态和规律,以及秸秆还田对氮地表径流流失的影响试验,探究不同施氮水平对油菜地土壤氮素输出负荷的影响。结果表明,在油菜的生长过程中,地表径流氮素流失现象严重,地表径流除以硝态氮、铵态氮的形式流失外,还存在其他形式的氮素流失,种植周期内降雨地表径流中硝态氮和铵态氮之间存在此消彼长的关系。化肥减量可以降低氮素的流失风险,秸秆还田可以促进农作物的生长,进而提高农作物的产量,化肥减量+秸秆还田是较佳的油菜施肥方式。     

广东稻田氮素径流流失特征

2008—2012年间,对分布于粤中、粤北和粤西的增城、清远和高州三个稻田试验点进行了连续5年的径流养分定点监测试验,研究当地农户常规施肥模式下稻田氮素养分的径流流失特征及其潜在环境风险。径流监测结果表明,三个试验点的稻田径流事件主要发生在早稻季节。增城、清远和高州试验点施肥处理铵态氮浓度分别为0.05~25.05、0.02~19.83 mg·L-1和0.02~55.4 mg·L-1,总氮浓度分别为0.33~36.51、0.46~21.01 mg·L-1和0.49~61.96 mg·L-1。结果显示,施肥明显增加径流水铵态氮和总氮含量,施氮后10 d内径流水铵态氮和总氮浓度均高于地表水Ⅴ类水标准(2.0 mg·L-1),具有一定的环境污染风险;施氮对径流水硝态氮浓度具有一定影响,三个试验点径流水硝态氮浓度均在10 mg·L-1的地表水标准限值内;稻田氮年流失负荷表现出时空差异性大的特点,增城、清远和高州试验点施肥处理总氮年流失负荷分别为24.31~53.68 kg·hm-2、8.71~23.76 kg·hm-2和13.32~88.16 kg·hm-2,相应氮流失系数为1.4%~3.9%、0.1%~5.5%和0.9%~21.6%。不同稻季总氮流失分析显示,53%~86%的总氮流失负荷发生在早稻季,与本地区降雨时间分布有直接关系。     

保山市农田生态系统养分循环与平衡研究*

 采用实地访问和田间调查典型区的设点方式，对云南省保山市主要作物施肥状况进行调查，并在此基础上对农田N，P，K元素输入输出的数量特征及其平衡状况进行了分析。结果表明，农田生态系统中N，P₂O₅的盈余量分别为148.9kg/hm²和93.8kg/hm²，钾（K₂O）亏缺73.1kg/hm²，水田中的盈余量、亏缺量均大于旱地，应加强钾肥的施用。有机肥在肥料结构中的比例较小，应加大有机肥的投肥强度，增加养分再循环率，同时也有效地增加了钾肥的供应强度。     

闽西北烟-稻轮作系统地表氮、磷流失特征研究

为了明确福建省高温多雨气候条件下烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失情况,在连续3a定位试验条件下研究了不同施肥措施对烟-稻轮作系统中地表氮、磷流失的影响。研究结果表明,福建省烟-稻轮作系统中氮、磷流失主要集中在上半年(烟季),而且氮、磷流失总量主要受降水量的影响,与产流降雨量呈显著或极显著相关关系。当地习惯施肥条件下,烟-稻轮作系统中氮、磷的流失量分别为4.71～14.86kg·hm-·2a-1和0.93～2.20kg·hm-·2a-1,流失系数分别为0.76%～1.27%和0.47%～1.71%。与习惯施肥相比,优化施肥处理氮、磷的流失量分别减少了1.25%～13.82%和8.82%～14.99%,流失系数分别为0.76%～1.43%和0.41%～1.54%。增施50%氮肥和增施50%磷肥的氮和磷流失量分别比优化施肥处理提高7.6%～37.6%和21.5%～27.4%。此外,同等施肥量条件下,稻草还田的氮、磷流失量分别提高6.4%～16.4%和-3.4%～14.0%,流失系数分别达到0.86%～1.91%和0.36%～2.00%。综上所述,优化施肥处理可以减少氮、磷的流失量,而增量施肥明显增加肥料流失量,稻草还田也提高了氮、磷流失的风险。     

不同农艺管理措施下双季稻田氮磷径流流失特征及其主控因子研究

选择湖南省长沙县典型中亚热带双季稻田长期定位试验小区,通过田间观测明确不同施肥、水分管理、秸秆还田、生物质炭农艺管理措施对氮磷径流流失的影响,采用冗余分析方法(RDA)探明稻田氮磷径流流失的主控因子。研究结果表明:早晚稻各处理田面水总氮浓度在施肥后(基肥、分蘖肥和穗肥)第1 d达到峰值,并在10 d后逐步恢复到平稳水平;早稻田面水总磷浓度在施基肥后第1 d迅速达到最高,晚稻在施肥后第5 d才达到峰值。早晚稻田面水氮磷浓度受农艺管理措施影响明显,在间歇灌溉条件下,施有机肥、秸秆还田与生物质炭比常规化肥处理分别降低总氮浓度34.05%、15.34%～19.76%和15.46%～17.47%;秸秆还田与生物质炭相对常规化肥处理分别降低田面水总磷浓度6.33%～8.76%和9.09%～13.66%。铵态氮和颗粒态磷是氮磷径流流失的主要化学形态,施肥后10 d内是氮磷径流流失风险窗口期,该期间总氮和总磷径流流失分别占稻季总流失量的82.53%～97.66%和6.73%～47.02%。冗余分析结果表明配施有机肥促进氮磷径流流失,施用生物质炭主要促进稻田氮素径流流失,秸秆还田主要减少稻田氮素径流流失。综合考虑氮磷径流流失防控潜力、实际效果和实施可行性,中亚热带双季稻田采取高效水分管理(尤其是流失风险窗口期)加秸秆还田是减少稻田氮磷径流流失的可行方式。     

不同施氮水平对丘北辣椒生长、产量及品质的影响

通过田间试验,研究了不同氮肥施用量对丘北辣椒生长、产量和品质的影响。结果表明:(1)随着施氮量的增加,辣椒株高、分枝数、茎叶重、根重和根冠比等农艺性状指标均随之增加。N 180 kg.hm-2处理时,辣椒的株高和分杈数最高。(2)辣椒生物量和产量随氮肥施用量增加而增加。N 240 kg.hm-2处理时,生物量达到最高,为3 679.6kg.hm-2;N180 kg.hm-2处理时,产量和产值达到最高,分别为3 718.8 kg.hm-2和20 553.4元.hm-2。(3)随着施氮量的增加,辣椒果实中可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量增加,硝酸盐积累量升高。综合考虑丘北辣椒生长、产量和经济效益等因素,丘北辣椒最佳施氮量为180 kg.hm-2。     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化.针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险.结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53%和39%.施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区间沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76%以上,并同时提高了肥料利用率.     

一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险,通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明:与尿素分次施肥处理(225 kg N·hm-2)相比,不同缓释氮肥(180 kg N·hm-2)一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料(NIU)常规分次施肥(Urea)树脂包膜尿素(RCU)聚氨酯包膜尿素(PCU);氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降,但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明,一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施,虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理,但没有增加稻田氮素径流损失风险。     

施肥对落叶松人工林的生长量和光合特性的影响

试验以东北林业大学帽儿山实验林场的落叶松(Larix gmelinii)人工林二代1年生幼林地和一代14年生幼龄林为研究对象，对林地进行了不同施肥处理。结果表明：施肥能不同程度地提高林木生长量和光合能力，落叶松人工林不同代林地所需养分是不同的。二代1年生幼林地，少N、少N多P和N、P、K与有机肥混合施入对树木生长和光合能力有明显的改良效果，以130kg／hm^2尿素、314kd/hm^2磷酸二铵和436kg／hm^2尿素 236kg/hm^2磷酸二铵 133kg／hm^2氯化钾 3000kg／hm^2有机肥3种施肥配比效果较好；一代14年生幼龄林，多N、少N多P和N、P、K混合施效果较好，较好的肥料配比是520kg／hm^2尿素、314kg／hm^2磷酸二铵、436kg／hm^2尿素 236kg／hm^2磷酸二铵 133kg／hm^2氯化钾。对于这两个林分都是少N多P施肥效果最好，说明长期经营落叶松人工林易引起林地缺磷。     

Measurement of Ammonia Emission Following Surface Application of Urea Fertilizer from Irrigated Paddy Rice Fields

Ammonia emission is one of the most important pathways of nitrogen loss from agricultural cultivated field. In this paper, we report the measurement of ammonia emission from paddy rice field obtained by surface application of urea fertilizer with water management. The main objective of the present study were to assess the amount of NH3 emission and the loss of nitrogen from paddy field as affected by various N doses, i.e., 0 (control), 90 (N1), 180 (N2), 270 (N3) and 360 (N4) kg ha-1, following field surface application of urea fertilizer with water management. Ammonia emissions were measured by continuous airflow enclosure method from plots fertilized with the application of surface urea. Increase in urea-N dosage increased NH3 emission thatwas measured from paddy rice field. Ammonia emission started immediately and was almost complete within 12 days after top dressing of urea application to the soils. Ammonia emissions were nearly constant in all treatments from 12 days after fertilizer application. Highest ammonia emission rate was 28 g/day and total amount of ammonia emission was 56.21 kg ha-1 for 360 kg N ha-1 dose. No remarkable observation was found about temperature for ammonia emission. Due to proper water management practices less emission was observed throughout the experiment period. The results also show that N loss through NH3 emission accounted for 11 to 16% during the ricegrowing season. These magnitudes of loss of N appear to be most important for environmental point of view.     

菜心土壤速效磷丰缺指标及合理施磷量研究

在广东赤红壤地区不同土壤磷含量的菜园土进行菜心磷肥田间试验.根据18个试点的试验结果,提出了质地为中壤土的菜园种植菜心的土壤速效磷丰缺指标,菜心产量与土壤速效磷含量呈抛物线相关.施磷肥增产显著的菜田占68%,增产率为28%~51%;适宜的土壤速效磷(P)为54.6~87.8 mg.kg-1;低于此范围应补充磷肥,超过此范围应控制施磷肥.不同磷肥施用量试验结果表明,菜心产量与施磷肥量呈抛物线相关,在低、中、高肥力水平的菜园土种植菜心,要求菜心产量达到6 441~6 515、6 542~6 693和6 880~7 189 kg.hm-2时,推荐磷肥(P2O5)用量分别为50.0~76.5、50.0~72.6和50.0~64.1 kg.hm-2.