不同灌溉量与施氮量下稻田裸地氮素运移规律

为了优化水稻田的灌溉与氮肥管理,基于不同灌溉水量与氮肥处理条件,在5块农田中开展了野外裸地氮素运移试验,分析了不同田块地表水与土壤水中三氮浓度随时间的变化规律.结果表明铵态氮(NH4+-N)在每次施氮肥后浓度会迅速增高,随后降低;硝态氮(NO3--N)在施氮肥及减少灌溉量后浓度会有明显的增高,在每次施氮肥后3 d内各田块地表水NO3--N浓度均低于NH4+-N浓度,地表水NO3--N浓度峰值产生时间也滞后于NH4+-N;晒田前,土壤水总氮(TN)与土壤水NH4+-N浓度随时间的变化规律相似,NH4+-N是TN的主要成分;晒田后,地表水与土壤水TN与NO3--N浓度随时间的变化规律相似,NO3--N是TN的主要成分.在田1～田5中,田4的水肥模式(施氮量429.3 kg/hm2,灌溉量8587.5 m3/hm2,追肥比6:4)比较适合当地水稻的生长,不仅节约了资源还降低了对环境的污染.此研究结果可为当地节水灌溉与农业面源污染防治提供参考价值.     

稻田土壤中氮素运移转化规律的试验研究

通过大田试验,对宁夏银南灌区稻田土壤中氮素运移进行了研究,以探讨在不同排水条件下,稻田中氮素的迁移、转化规律。研究结果表明:水稻田中氮素淋失的基本形态为NO3--N和NH4+-N,在下渗水流的驱动下,NO3--N的下移深度明显大于NH4+-N;不同排水处理中,土壤剖面NH4+-N浓度呈现随深度增加逐渐降低的趋势,NO3--N浓度在地面以下100cm内随深度增加逐渐升高,超过100cm之后逐渐降低;每次施肥后,不同处理的排水中NO3--N和NH4+-N浓度均表现为短期内迅速上升,后期逐渐下降的趋势;氮素的淋失主要发生在6月9日(拔节期)以前,在此期间,应加强水肥管理,以减少氮素淋失。     

次暴雨下灌区排水河道氮素迁移转化试验研究

以江苏溧水县岔河为研究对象,比较了在降雨条件下农田排水口与近农田河道中氮素浓度的差异,分析了TN、NH4+-N和NO3--N在不同生态护坡河道中时空变化规律。结果表明,产流初期农田排水出口氮素浓度较高,此后呈下降趋势,而河道中不同形态氮素浓度大多先于径流达到峰值,TN、NH4+-N浓度均呈现随降雨径流先增大后减小的趋势,NO3--N变化趋势比较平缓。且可溶性氮是氮素流失主要形态。TN、NH4+-N和NO3--N浓度在空间上也有其变化规律,由于河道生态系统的净化功能使得河道断面浓度明显低于农田排水出口,并且经过生态整治的河道在降雨径流条件下对氮素有较好的截留作用。而不同治理模式的河段对氮素的截留效果有明显差异,采用自然生态治理模式和植生型抛石护岸的河段对氮的截留效果要优于采用浆砌石护坡的河段。     

博斯腾湖流域典型农田与排渠氮磷的变化特征分析

为研究博斯腾湖流域农田非点源污染问题,选取流域典型农田作为研究对象,通过野外实地调查、现场监测与实验室分析相结合的方法,研究农田与排渠氮磷营养物的变化特征。结果表明,在当地典型农田灌排条件下,田间施肥利用率较低,对土壤中氮、磷浓度影响较大,以硝态氮(NO-3-N)为主的氮、磷流失较严重,沿程浓度累积明显;在排渠中,总氮(TN)浓度变化较为明显,氨态氮(NH+4-N)、NO-3-N、总磷(TP)沿程浓度变化呈微弱上升趋势。大量污染物随排水汇入博斯腾湖,导致博斯腾湖水质日益恶化。     

适雨灌溉下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及产量的影响

【目的】探讨江汉平原地区适雨灌溉条件下不同施肥模式对机插稻稻田水环境及水稻生长的影响,为当地机插稻水肥管理措施的改善提供理论和数据支撑。【方法】采用田间小区试验,研究了适雨灌溉条件下,农民习惯施肥(FFP)、70%控释掺混肥+30%尿素(70%CRF+30%N)和有机无机复混肥(OIF)对稻田降雨利用率、田面水氮磷质量浓度的动态变化与径流流失量、干物质积累及水稻产量的影响。【结果】适雨灌溉下,返青期、分蘖期、拔节孕穗期和灌浆成熟期的降雨利用率分别为17.5%、100%、100%和84.2%;基肥和分蘖肥施用过后,FFP、70%CRF+30%N和OIF处理田面水TN、NH4+-N和TP质量浓度迅速提高,在第1天达到峰值,水稻移栽后30 d内70%CRF+30%N处理田面水TN、NH4+-N和TP的平均质量浓度较FFP处理分别降低40.4%、47.4%和0.5%;稻田氮磷径流流失量的90%左右在返青期,10%左右在灌浆成熟期,70%CRF+30%N处理TN、NH4+-N和TP径流损失量较FFP处理分别降低31.4%、30.9%、1.9%;70%CRF+30%N处理在返青期干物质积累量显著低于FFP和OIF处理,移栽-返青期阶段干物质积累量占总积累量比例表现为FFP处理>OIF处理>70%CRF+30%N处理,成熟期OIF处理干物质积累量显著高于70%CRF+30%N和FFP处理,实际产量表现为OIF处理>70%CRF+30%N处理>FFP处理。【结论】适雨灌溉条件下,70%CRF+30%N处理有助于减少稻田氮素流失,OIF处理有助于机插稻干物质积累与产量的增加。     

稻田对池塘养殖肥水的吸收利用效果研究

池塘养殖废水由于富含氮、磷等营养物质,故有时又称其为养殖肥水。为了实现养殖废水零排放的目标,进行了池塘养殖水灌溉稻田的试验。结果表明,①稻田对来自养殖池塘的灌溉水中的营养物质具有明显的吸收效果,尤其对NO3--N和TP。池塘养殖水在田间滞留8h以上,就有一定吸收效果：对TN、TP、NO3--N、NH4＋-N和CODMn...     

蓄水坑灌肥液入渗下土壤水氮运移特性试验研究

为探讨蓄水坑灌肥液入渗下土壤水氮运移特性,通过室内试验对湿润体内土壤水分、NH+4-N和NO3--N的运移分布规律及氨挥发特性进行了系统研究。结果表明,蓄水坑灌肥液入渗下土壤水分主要分布在20~80 cm深层范围,表层土壤含水率较低,土壤水分的扩散分布主要集中在前9 d,再分布过程中,深层土壤含水率的增幅大于表层;氨挥发主要发生在蓄水坑边壁界面,占氨挥发总量的72.41%,且最大日均氨挥发量出现在第7天,达34.08 mg/(m~2·d);NH+4-N主要分布在地表以下30~60 cm范围,再分布10 d内NH+4-N质量分数随时间的延长逐渐增加,且第7天增加较快,15 d后减小;NO3--N主要分布在土壤湿润锋边缘,再分布15 d内,土壤NO3--N质量分数均随时间的延长逐渐增加。蓄水坑灌肥液入渗下,可提高地表以下30~60 cm土壤水分和NH+4-N质量分数,减小土壤表层氨挥发损失,增强90~100 cm深层土壤的硝化作用。     

分蘖期稻田不同水深对暴雨后地表水氮磷变化的影响

水稻分蘖期,田间密闭度低、田面自然生物膜尚未形成,暴雨击溅容易引起稻田地表水浑浊而增加土壤氮磷向地表水的释放,田面水层可以缓冲雨滴对土壤的击溅。【目的】研究不同田面水深对暴雨后地表水氮磷变化的影响。【方法】设计3组雨前不同蓄水深度(浅水层、中水层、深水层)的测坑试验,观测了暴雨后地表水氮磷质量浓度及其负荷增加量的变化。【结果】暴雨后,不同处理地表水氮磷质量浓度均有大幅度提高,其中浅水层氮磷质量浓度增加最大,中水层次之,深水层最小,之后几天会有所减少;不同处理雨后第1天氮磷负荷增加量亦表现为浅水层中水层深水层。【结论】要降低面源污染,就应尽量避免雨后立即排水,若确需要排水,应等质量浓度稳定之后即4 d左右再进行排水。     

成都地区不同人工湿地脱氮除磷效果研究

分别构建无植物、种植伞草、种植黄菖蒲以及伞草和黄菖蒲组合种植的四种人工湿地系统,通过对污水的脱氮除磷效果的测定和分析比较了成都地区不同人工湿地的污水净化效果。结果表明试验期间组合植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为50%左右,黄菖蒲人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为42%左右,伞草人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为35%左右,无植物人工湿地对NH4+-N、TN、TP去除率均约为30%左右。     

南四湖水体氮磷及叶绿素空间分布特征

研究分析了南四湖水体氮、磷、叶绿素a含量及空间分布特征。结果表明,南四湖水质主要参数在各湖区的分布存在明显的非均一性。南阳湖水体TN、DTN、NH4+-N、TP、DTP、PO43--P浓度均显著高于其他3湖区的,但独山湖、昭阳湖和微山湖水体不同形态氮、磷浓度间无显著差异;水体中DTN、NH4+-N与TN以及DTP、PO43--P与TP浓度呈显著相关;南四湖水体中叶绿素浓度的分布呈现出较大的差异,南阳湖水体叶绿素浓度最高、微山湖的最低,叶绿素a浓度与TN/TP比值、pH值间呈显著的对数负相关,与不同形态氮、磷及COD浓度间呈显著的对数正相关。     

生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的去除效果

为研究灌排调控下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素的原位削减效果,探讨低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响.依据大田试验观测资料,分析了控制灌排模式下生态沟-湿地系统水体中氮素质量浓度变化规律和碳氮比分布特征.结果表明,控制灌排模式下生态沟-湿地系统对稻田排水中氮素去除效果显著,施肥后排水中TN,NH4＋-N和NO3--N质量浓度出现峰值,在农沟拦蓄后质量浓度大幅下降,氮素平均去除率分别为63.9%,67.8%和83.2%.进入湿地再次净化后,氮素质量浓度进一步降低,平均去除率分别为47.7%,44.3%和82.0%.控制灌排模式下系统水体中有机质对水环境影响较小,水体碳氮比水平总体偏低.控制灌排模式下生态沟-湿地系统很好地实现了对氮素的原位削减,低碳氮比对于系统氮素去除效果的影响不大.     

湿地生态修复工程对高盐再生水氮磷去除研究

通过湿地生态修复工程的构建,对天津经济技术开发区高含盐再生水景观河道水体氮磷去除效果进行研究。结果表明湿地生态修复工程对氮磷具有较高的去除率,TN、NO-3-N、NH+4-N和TP、PO4-P的去除率分别为:66.90%、76.72%、3.98%、68.22%、79.31%;水体中全盐量(TDS)浓度在4891~4796 mg/L范围内变化,说明河道洗盐基本结束;整个河道植物生长茂盛,生物量倍增,没有出现受盐胁迫的现象。     

加气对水稻泡田期田面水质的影响

为解决秸秆还田技术实施后南方稻田泡田期出现的水体恶化问题,模拟秸秆还田后的淹水稻田,采用加气0.5 h和不加气对田面表层水体进行处理,对田面水体中的铵态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)以及总磷(TP)的含量进行研究。结果表明:加气处理能使淹水条件下的田面表层水NH~+_4-N和TP浓度峰值分别降低77.4%和29.84%,且使得NO~-_3-N和TP浓度较快的上升、并提早出现峰值,同时使淹水初期和后期田面表层水体溶解氧含量保持较高的状态,使水体处于好气环境的时间变长,使淹水稻田面临氮磷污染的风险有所降低,从而利于作物根系生长。研究表明:对秸秆还田后泡田期的稻田进行加气处理能有效提高田面水溶解氧含量,缩短高浓度氮磷的持续时间,从而减轻水质污染的风险。     

地下水位调控对冬小麦排水中氮磷浓度的影响

为了寻找减少氮磷流失的最优控水方式,采用田间试验研究不同地下水位控制对冬小麦地氮磷流失的影响.研究结果表明,不同控水方式对冬小麦地排水中氮磷浓度影响明显.经地下水位控制,冬小麦各生育期地下排水中的氨态氮(NH⁺₄-N)质量浓度降低,而硝态氮(NO^-₃-N)质量浓度则有所增加;拔节孕穗期保持水位100 mm处理排水总磷(TP)质量浓度增加,抽穗开花期排水TP质量浓度降低;拔节孕穗期保持水位-200 mm处理TP质量浓度降低,抽穗开花期则有所增加.冬小麦地土壤速效氮质量比在拔节孕穗期有所减少,抽穗开花期保持高水位有利于速效氮质量比降低,拔节孕穗期土壤中的速效磷质量比都有一定幅度的降低,抽穗开花期保持高水位有利于速效磷质量比降低,在水位较低的情况下,控水时间越长,速效磷质量比越大.     

包头市南海湖冰封期营养盐和叶绿素a时空分布特征研究

【目的】探究在冰封过程中营养盐及叶绿素a的空间分布以及营养盐与叶绿素a的相关关系。【方法】以包头市南海湿地中的南海湖为研究对象,分别在常温期和冰封期对南海湖内采样点的总氮、总磷、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、溶解性总磷、溶解性正磷酸盐及叶绿素a质量浓度及相关环境因子进行测定,并进行相关性分析。【结果】(1)南海湖中营养盐在时空分布上有一定规律,时间上有明显的季节性差异,空间上存在明显的区域性差异。季节性差异主要受自然因素的影响包括光照、温度;区域性差异主要受人为活动的影响。(2)冰封条件下Chl.a质量浓度与DIN、DIP、TN、TP、NH4+-N、NO3--N均呈显著正相关关系(P0.05),说明冰封条件下南海湖水体中营养盐量的高低在一定程度上影响着浮游藻类的增长。(3)结冰使污染物由冰向水中迁移,冬季温度低,污染物难以被降解,导致水质恶化。【结论】冰封期南海湖水体的N/P比平均值为11.38,判定水体富营养化的主控因子是P,因此在冰封期应严格控制含P污染源排入是南海湖水体富营养化的关键。     

施肥模式对日光温室土壤铵态氮和硝态氮的影响

通过种植两茬油菜,设置7种施肥模式:有机肥施氮量600 kg/hm2;有机肥施氮量300 kg/hm2;无机肥施氮量767 kg/hm2;无机肥施氮量383 kg/hm2;有机肥施氮量450 kg/hm2,无机肥施氮量153 kg/hm2;有机肥施氮量300 kg/hm2,无机肥施氮量383 kg/hm2;有机肥施氮量150 kg/hm2,无机肥施氮量191 kg/hm2,研究了日光温室0～200 cm土壤中NH4+-N和NO3--N的迁移累积。结果表明,不同施肥模式主要影响0～40 cm土壤中NH4+-N的平均累积量和平均质量比,单施无机肥的相应值大于单施有机肥;不同施肥模式主要影响0～40 cm土壤中NO3--N的平均累积量和平均质量比,当施氮量小于383 kg/hm2时,相应值从大到小依次为:单施无机肥、单施有机肥、有机肥和无机肥配施,不同施肥模式也影响40～160 cm土壤中NO3--N的迁移累积。从地下水污染风险和产量考虑,北京农业种植区日光温室油菜种植可按照有机肥150 kg/hm2、无机肥191 kg/hm2的施肥模式进行施肥。     

不同灌溉方式对农田土壤微生物丰度及通透性的影响

【目的】研究沟灌、滴灌、喷灌对农田土壤微生物丰度和土壤通透性的影响及不同灌溉处理下微生物丰度与环境因子的关系。【方法】采用大田控制试验,利用荧光定量PCR技术对微生物丰度进行了分析。【结果】土壤通透性受灌溉方式的影响显著,节水灌溉降低了土壤体积质量,提高了土壤的Eh和孔隙度。不同灌溉方式显著影响土壤微生物丰度,与沟灌处理相比,滴灌与喷灌处理下细菌丰度分别增加了17.8%与30.63%,真菌丰度分别增加了13.09%和21.68%,放线菌丰度分别增加了3.87%和59.72%。节水灌溉可以显著提高微生物丰度,具体表现为喷灌滴灌沟灌。RDA分析表明,微生物丰度与Eh、孔隙度、有机碳和pH值正相关,相关系数分别为0.856、0.718、0.445和0.443,与土壤体积质量、氨态氮和硝态氮负相关,相关系数分别为-0.892、-0.508和-0.361。【结论】节水灌溉能显著改善土壤通透性、提高土壤微生物丰度。土壤通透性、pH值、氨态氮与硝态氮是影响微生物丰度的主要因子,土壤通透性、pH值高,铵态氮、硝态氮量低的土壤微生物丰度高,有机碳、总氮与相对密度对微生物丰度影响不显著。     

追肥对受淹玉米生长和产量的恢复效应

【目的】寻求适宜的追肥方案,最大程度恢复受淹玉米的生长和产量。【方法】分别于2017年和2018年6—9月,采用测坑模拟淹水的方法,在河南商丘开展了夏玉米淹水和排水后不同施肥方案的试验研究。夏玉米拔节—抽雄阶段,以淹水(W1)和不淹水(W2)为主处理,排水后施肥方案为副处理,分别为:不追肥处理(CK)、N 100 kg/hm~2处理(F1)、N 100 kg/hm~2+P2O575 kg/hm~2处理(F2)、N 100 kg/hm~2+K_2O 75 kg/hm~2处理(F3)和N 100 kg/hm~2+P2O575 kg/hm~2+K_2O 75 kg/hm~2处理(F4),试验小区重复3次。【结果】W1处理的玉米群体株高、株高整齐度、叶面积指数和产量比W2处理分别下降了4.6%、45.9%、10.9%和24.3%;对于淹水处理,排水后不同追肥措施可以显著降低淹水对玉米生长和产量所造成的危害(P<0.05),其中追肥F3处理的玉米群体株高比CK、F1和F2处理分别提高6.6%、4.7%和3.3%,株高整齐度分别增加130.8%、94.4%和48.3%,叶面积指数分别增加17.7%、9.7%和6.9%,产量分别增加20.9%、15.7%和13.1%,F3处理和F4处理间差异不显著;淹水显著降低了夏玉米植株的干物质积累(P<0.05),在淹水条件下,F3处理和F4处理的植株干物质积累量显著大于其他处理(P<0.05)。【结论】受淹玉米在排水后,追施氮肥对生长和产量具有显著的恢复效应(P<0.05),同时增施钾肥对氮肥具有显著的协同增效的作用(P<0.05)。在夏玉米生产区,对于受淹玉米生长和产量的恢复,氮钾配施氮100 kg/hm~2+K_2O 75 kg/hm~2是较为适宜的灾后追肥方案。     

小区和田块尺度下水稻不同灌溉模式的节水减污效应分析

【目的】研究平原河网区不同尺度下水稻不同灌溉模式的节水和减污效应。【方法】于2017年在浙江平湖灌溉试验站选取水稻常规灌溉、节水灌溉、蓄雨节水灌溉3种模式在试验小区和田块2种尺度下开展对比试验,记录田间水量平衡过程并检测排水和渗漏水样中的TN、TP、NH_4^+-N、NO_3^--N的质量浓度变化。【结果】无论试验小区还是田块尺度,蓄雨节水灌溉的节水效果最好,较常规灌溉和节水灌溉减少了43.4%～87.7%的灌溉量,同时减污效果也最明显,TN排水负荷减少了22%～90%。不同尺度对比中,试验小区的田间管理水平更高,产量略高于田块尺度;小区田间水分控制更精确,灌排次数和水量较田块更多,蒸发蒸腾量和渗漏量则略少于田块。在减污效果上,单位面积下同种灌溉模式的田块的排水污染物负荷比试验小区低37%～57%,渗漏负荷比试验小区高4%～61%,由于排水污染物负荷要远大于渗漏污染物负荷,在总的污染物负荷上田块要小于小区。【结论】本试验中蓄雨节水灌溉模式取得了较好的节水减污效果,但是要注意蓄雨时间和高度,长时间的淹水可能会对水稻产量造成不利影响。     

固定化微生物技术原位削减河道黑臭底泥的中试研究

【目的】解决城市污水处理厂尾水排入河道引发的水体黑臭问题。【方法】在西安市某河道湿地内构建一封闭试验场,采用固定化微生物技术消除河道黑臭底泥和改善水质,为后续水生植物的修复和水质提升创造有利条件。【结果】经过3个月试验后,试验场内水体中CODCr、NH4+-N、TN、TP质量浓度基本可维持在22.0、5.0、11.5、1.7 mg/L左右,底泥的厚度减少50%左右,底泥颜色从黑色变成土黄色,底泥的生化降解能力增强。【结论】采用Ⅰ型和Ⅱ型固定化微生物协同技术可有效解决黑臭水体问题。