侵蚀旱作土壤氮素吸收利用与淋溶流失

采用田间微区，径流小区与^5N示踪技术研究了黄土高原丘陵地区侵蚀旱作土壤氮素吸收利用与淋溶流失，结果表明，谷子和大豆对施入氮肥的吸收利用量占施入氮量的19．27％和31．25％，由肥料吸收的氮用于形成籽实占吸入肥料总氮量的57．35％和79．57％，作物收后在土壤中残留氮量占施入氮量的2．37％－3．02％，谷子地氮素淋溶只达80－100cm，不会成氮素淋失，大豆地与叶氮素下渗至120cm以下，可能发生淋失，谷子地流失氮量17．37kg/hm^2,大豆地为12.72kg/mh^2，较裸露地减少氮素流失量86．03％和89．47％，沉积物中土壤氮素富集率（ER）均大于1，要重视侵蚀旱作土壤氮素化肥施用，进行合理轮作间作套种，以充分利用残留氮素减少土壤氮素淋失，大力增强农作物保持水土养分流失的作用。     

片麻岩新成土中氮素淋溶迁移的模拟研究

采用室内土柱模拟的方法,研究片麻岩新成土中不同肥料、不同施氮量对氮素垂直运移的影响。结果表明,随着施氮量增加,硝态氮和铵态氮淋溶浓度增大,氮素淋失量增多。中等施氮量下施用有机无机混合肥可以减少氮素淋失。尿素、有机无机混合肥、氮磷复合肥中硝态氮淋失总量比值为671∶583∶629。尿素硝态氮淋失率平均为29.0%,氮磷复合肥硝态氮淋失率平均为27.8%,有机无机混合肥硝态氮淋失率平均为23.7%。随着土层深度的增加,60cm处和90cm处硝态氮淋失量差异不显著,两处硝态氮淋失量比值为1∶1.03,铵态氮的淋失量增加显著,两处铵态氮淋失量比值为1∶2.4。在片麻岩新成土壤地区,土壤培肥应本着少量多次原则。     

优化施肥对大棚番茄氮素利用和氮素淋溶的影响

以河北省徐水县连续11年种植春番茄的大棚蔬菜地为试验对象,采用田间对比和土壤硝态氮地下淋溶原位监测方法,研究了合理优化施肥对春番茄经济效益和土壤中硝态氮淋溶的影响。试验以氮素空白为对照,设单施有机肥、常规施肥和优化施肥。其中优化施肥与常规施肥有机肥用量一致,无机氮素减少了240 kg/hm2。结果表明, 1) 优化施肥的春番茄产量和经济效益较常规施肥分别提高了4.1% 和4.5%; 2)优化施肥的氮素利用率显著提高,比常规施肥增加了1.48%; 3) 优化施肥可以显著减少大棚菜地敞棚期硝态氮的淋溶量。2011年本试验敞棚期（5月8日9月30日）降水总量为465.3 mm,优化施肥土壤硝态氮淋溶量比常规施肥减少了50.06 kg/hm2。     

黄绵土与淋溶土含水量与施肥方法对铵固定和肥料氮回收率的影响

Ammonium fixation and the effects of soil moisture and application methods on fertilizer N recovery were investigatedin two soils of Shaanxi Province, China, a Luvisol and an Entisol, through two experiments performed in the laboratoryand in a glass shelter, respectively, by using ammonium bicarbonate (NH4HCO3). The laboratory closed incubationbox experiment was conducted using the Luvisol to study NH fixation rate at soil moisture levels of 10.1%, 22.7% and 35.3% water filled pore space (WFPS). The fixed NH -N increased dramatically to 51% and 66%, 67% and 74%,and 82% and 85% 1, 2 and 36 h after fertilizer incorporation at moisture levels of 10.1% and 22.7% WFPS and 35.3% WFPS, respectively. The rapid NH fixation rates at all moisture levels could help prevent NH losses from ammonia volatilization. In the glass shelter pot experiment, N fertilizer was applied by either banding (in a concentrated strip)or incorporating (thoroughly mixing) with the Entisol and the Luvisol. An average of 74.2% of the added N fertilizerwas recovered 26 days after application to the Luvisol, while only 61.4% could be recovered from the Entisol, due tohigher NH fixation capacity of the Luvisol. The amount of fixed NH decreased with increasing WFPS. The amountof fixed NH in the incorporated fertilizer treatment was, oll average, 10% higher than that in the banded treatment.Higher NH fixation rates could prevent N loss and thus increase N recovery. The results from the Luvisol showed lowernitrogen recovery as soil moisture level increased, which could be explained by the fact that most of the fixed NH wasstill not released when the soil moisture level was low. When the fertilizer was incorporated into the soil, the recovery ofN increased, compared with the banded treatment, by an average of 26.2% in the Luvisol and 11.2% in the Entisol, whichimplied that when farmers applied fertilizer, it would be best to mix it well with the soil.     

热带亚热带酸性土壤硝化作用与氮淋溶特征

通过室内好气培养和土柱模拟淋洗培养试验,研究了氨基氮肥加入对热带亚热带4种不同性质和利用方式酸性土壤硝化、氮及盐基离子淋溶、土壤及淋出液酸化的影响。4种土壤分别为采自花岗岩发育的海南林地砖红壤(HR)、玄武岩发育的云南林地砖红壤(YR)、第四纪红黏土发育的江西旱地红壤(RU)和第四纪下蜀黄土发育的江苏旱地黄棕壤(YU)。结果表明:4种土壤硝化作用大小表现为YU>RU>YR>HR。HR主要以可溶性有机氮(DON)和NH₄⁺-N形态淋失,YU土壤的氮淋溶形态以NO₃^–-N为主,YR和RU土壤的氮淋溶形态NO₃^–-N、NH₄⁺-N和DON兼而有之。盐基离子总淋失量与NO₃^–-N淋失量显著正相关,但各盐基离子淋失由于离子本性和土壤性质差异并不完全一致。Ca²⁺在缓冲外源NH₄⁺-N硝化致酸和平衡...     

不同施肥处理对华北露天菜地氮素淋溶的影响

氮肥的不合理施用是造成氮素淋失和地下水污染的主要原因之一,蔬菜生产地由于水肥投入不合理而引起的土壤氮素淋溶问题日趋严重。试验以保定地区露地蔬菜(黄瓜 -茄子)为研究对象,应用渗漏池法研究氮淋失与水肥响应的关系以及控水、控肥、增效剂对氮素淋溶的影响,揭示不同水肥管理措施下的氮素淋溶特征及阻控效果。结果表明:1)在农民常规施氮水平(全年施用氮肥 N 890 kg/hm²)下氮素在蔬菜生育期总氮淋溶量为 N 307.5 kg/hm²,占施氮量的 24.9%,总氮淋失量和施氮量呈显著线性关系。2)相比常规施氮量,减氮 20%和减氮 50%,全年总氮淋溶量可分别减少 12.8%和 36.3%。3)在减氮 20%基础上添加氮肥增效剂或改良剂(有机肥、联合抑制剂、生物炭、秸秆还田)能够减少总氮淋溶量 3.7%～ 10.4%,而不影响产量。4)在减氮 20%基础上减少灌溉量 20%,能够减少总氮淋溶量 33.4%。5)由于基肥施肥方式为种植行上小高畦开沟施用并覆土,有机肥和无机肥配施对减少氮淋溶量无显著影响。在大水大肥管理条件下,氮淋溶是华北典型露地菜地氮损失的主要途径之一,减氮 20%配合联合抑制剂和减氮 20%配施生物炭均可在一定程度上减少氮淋溶,且施肥的环境负荷小。     

不同施氮水平对深层包气带土壤氮素淋溶累积的影响

为研究深层包气带土壤中氮素的迁移规律,采用田间小区试验,研究了不同施氮水平(142.5、285和427.5kg/hm2)对夏玉米种植期间0～500cm包气带土壤中氮素淋溶累积的影响。结果表明,不同施氮水平对NO3--N、NH4+-N和总氮有显著影响,施氮越多,NO3--N、NH4+-N和总氮在土壤中的淋溶累积也就越多,夏玉米生育期间土壤中氮素的淋溶累积含量随着夏玉米生长逐渐减少。在0～200cm土层中,收获后不同施肥水平土壤中NO3--N和总氮累积量随施氮量增加而增多,285kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最多,427.5kg/hm2施氮水平NH4+-N累积量最少,但相差不超过0.1kg/hm2,收获后土壤中氮素累积量有损失。夏玉米生育期间不同施氮水平对土壤NO3--N、NH4+-N和总氮的影响深度主要为0～145cm。粉砂壤土中氮素更易累积,砂质壤土中氮素较易随水分淋溶至下层。142.5kg/hm2施氮水平可有效减少NO3--N在土壤中的淋溶损失,降低土壤中NH4+-N和总氮的含量,对地下水构成的潜在污染风险最小。北京地区地下水埋深较深,NO3--N不易淋溶至地下水,但长期大量施用氮肥、田间土壤大孔隙的存在等会加速NO3--N向深层土壤迁移,对地下水水质构成威胁。     

畦灌下不同施肥方式新疆棉田氮素淋溶损失特征

利用田间渗滤池采集不同施肥方式下棉田耕层土壤的淋溶液体,测定总氮、铵态氮以及硝态氮的含量,旨在研究畦灌下不同施肥方式棉田耕层土壤中氮素的淋溶特征.结果表明:连续5年的定位试验显示,在新疆棉田常规地面灌溉制度下,农民常规施肥、测土配方优化施肥、优化施肥基础上增加50％施氮量时淋溶到90 cm以下的总氮量分别为5.35、5...     

滴灌和施用秸秆降低日光温室番茄地氮素淋溶损失

以一年两季设施番茄为对象,利用渗漏池收集渗漏液,研究了设施菜地不同灌溉模式(滴灌、漫灌)和施用有机物料(单施鸡粪M、鸡粪配施玉米秸秆M+C、鸡粪配施小麦秸秆M+W)对土壤矿质态氮、可溶性有机氮淋溶损失的影响。结果表明,日光温室栽培条件下,氮素的淋溶损失主要发生于秋冬季,滴灌和漫灌模式下,该季可溶性总氮淋失量占全年淋失量的56.8%和71.1%。漫灌模式下,冬春季和秋冬季可溶性总氮淋失量分别为114.3和281.1kg/hm~2,占单季氮投入量的12.5%和29.3%。与漫灌相比,滴灌使全年番茄产量和氮素吸收量分别显著提高15.6%和21.4%,氮素利用率(氮素吸收量/氮素投入量)显著提高47.5%,同时使全年矿质态氮(铵态氮+硝态氮)和可溶性有机氮淋失量分别降低68.6和47.4 kg/hm~2,降幅分别为33.1%和39.6%。与单施鸡粪相比,鸡粪配施秸秆(玉米或小麦)对番茄产量无影响,但显著降低灌溉水渗漏量和氮素淋溶损失量,使全年灌溉水渗漏损失量平均降低24.3%,全年矿质态氮和可溶性有机氮淋失量分别平均降低26.6%和33.7%。综上,可溶性有机氮在氮素淋溶损失中不可忽视,滴灌模式通过降低渗漏液中氮的浓度,配施秸秆通过减少灌溉水的渗漏损失,进而降低可溶性氮的淋溶损失。     

三峡库区土壤环境质量评价

三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤环境质量的基础之上。利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,采用标准对比法及地质累积指数法,探讨了三峡库区表层土壤重金属污染程度,评价了土壤环境质量。结果表明:三峡库区区域土壤环境质量总体上较好,除巫山、奉节地区Cr、N i自然高背景导致存在一定量的区域性二类土外,表层土壤中As、Cu、Hg、Pb、Zn等元素一类土占全区面积均在90%以上,仅存在局部性人为污染,如Hg在城镇、厂矿等地的点状污染;不存在区域性的人为污染。采用两种方法评价均发现在三峡库区存在大量Cd二类土,主要分布在万州至涪陵一带,这种大面积分布的二类土是自然背景引起还是人为活动引起,有待于进一步研究,也值得引起高度关注。     

中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征与时空规律

中国北方黑土区、潮土区和褐土区是我国农业主产区,大水大肥问题尤为突出,氮磷淋溶是全国典型的地下水污染来源。然而,中国北方主要农区农田氮磷淋溶特征和时空规律尚不清楚。本文利用田间原位监测和文献荟萃分析方法,系统分析了中国北方主要农区285个监测点年的4种主要种植模式(春玉米、冬小麦-夏玉米、露地蔬菜、保护地蔬菜)农田氮磷淋溶特征与时空规律。研究结果表明,中国北方4个主要种植模式的平均氮和磷淋溶强度分别为:保护地蔬菜117.5 kg(N)·hm~(-2)和0.74 kg(P)·hm~(-2),露地蔬菜51.7kg(N)·hm~(-2)和0.10kg(P)·hm~(-2),冬小麦-夏玉米轮作49.9kg(N)·hm~(-2)和0.07kg(P)·hm~(-2),春玉米30.7kg(N)·hm~(-2)和0.09kg(N)·hm~(-2)。与粮田相比,蔬菜田的高水肥投入决定了其较高的氮磷淋溶量。受土壤质地以及区域间水肥管理差异的影响,同一种植模式下,总氮淋溶强度为黑土区褐土区潮土区。农田氮磷淋溶年际间变化主要受降雨强度的影响,总氮淋溶量与降雨强度呈正线性相关关系,尤其前一年无淋溶事件发生背景下,下一年的淋溶量会急剧增加。空间尺度上,潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。值得注意的是一些蔬菜种植面积尤其是保护地蔬菜种植面积占比较大的省份表现出较高的氮磷淋溶风险。综上,北方主要农区农田氮磷淋溶风险以氮为主,磷的淋溶风险也不容忽视。潮土区和褐土区是氮素淋溶的主要风险区。区域尺度上,氮磷淋溶主要来自粮田,但菜田面积越大,氮磷淋溶风险越高。     

重庆三峡库区农业气候变化的研究

对重庆三峡库区 1961～ 2 0 0 0年气候周期性和非周期性变化研究分析发现 ,各种气温、日照均具有 2 0年的主要周期 ,库区东部气温非周期性变化平均增加 2 .0℃ ,东部降水量平均减少 181.5mm ,较中、西部变化显著。建立了GM (1,1)灰色系统模型 ,对未来 10年库区各段农业气候生态变化进行预测 ,库区东部和西部生长季气温将升高 0 .5～ 1.0℃ ,中部则略有下降 ,东部日照将增加 2 0 0h左右 ,中、西部将减少 0～ 2 0 0h ,降水量中部将减少2 0 0mm左右 ,东、西部将增加 10 0～ 50 0mm。并提出适应策略     

Nitrogen leaching from soils in the Kopais area of Greece

Abstract. The contribution of agriculture to the nitrogen pollution of surface and ground waters of calcareous lake soils in the Kopais area (190 km²) of Greece was studied over three cropping seasons. Sample fields were chosen from seven representative soil units under different crop rotations. The distribution of mineral N (NO₃-N + NH₄-N) throughout the soil profile and the concentration of NO₃-N in the ground water and drainage water were measured and allocated to 6-month winter or spring periods. For all fields N was leached to the deeper soil layers and to the saturated zones by both excess winter rainfall and spring irrigation of different crops The amount of nitrogen leached depended on the amount of nitrogen fertilizer applied; the depth of leaching varied with the physical properties of the soils. Losses in individual fields accounted for the equivalent of 17.6–80.8% of the nitrogen applied to maize and 70.5–94.1% of that applied to wheat. For the whole region estimated minimum N losses ranged from 175, 912 to 783, 564 kg for the 6-month period. Nitrate concentrations in the ground and surface waters were often more than the EC target level of 25 mg/1.     

上海郊区农田氮养分平衡及其对土壤速效氮含量的影响

通过对上海郊区的43块定位农田连续3年的跟踪监测分析，比较了50种作物以及5种不同轮作农田的氮养分平衡状况及其对土壤速效氮含量的影响。结果表明：（1）不同作物农田的氮养分盈余趋势为水生蔬菜类≥水果类〉旱作蔬菜≥大田作物≥草皮；不同轮作农田氮养分盈余大小表现为：菜菜轮作〉果树单作〉菜作轮作〉草皮单作〉作物轮作；（2）不同作物及不同轮作农田收获时土壤速效氮含量随土层的加深而逐渐降低，氮养分盈余多的农田土壤的速效氮含量也高；（3）不同作物以及不同轮作农田氮养分盈余与收获时土壤表层（0～30cm）的硝态氮和铵态氮含量呈正相关。     

三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征研究

为探讨三峡库区小流域旱坡地氮磷流失特征,采用标准径流小区对重庆市涪陵区珍溪镇王家沟小流域常规耕作方式(顺坡耕作)以及水土保持耕作方式(常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂、免耕+顺坡种植+稻草覆盖、常规顺坡耕作+植物篱、免耕+横坡垄作、常规横坡耕作)下土壤氮素和磷素的流失量及形态特征进行分析。结果表明:(1)就旱坡地土壤氮素的流失特征而言,径流中氮素的流失量相对较小,最大值仅为53.63mg/m2;而泥沙中所携带的氮素流失量相对较大,其最大值达131.25mg/m2;整个观测期内,氮素的流失主要以颗粒态为主,颗粒态氮的流失量占总氮流失量的53.0%～62.0%。(2)就旱坡地土壤磷素的流失特征而言,各处理径流中磷素的总体规律基本表现为:常规顺坡耕作>常规横坡耕作>免耕+顺坡种植+稻草覆盖>常规顺坡耕作+PAM土壤调节剂>免耕+横坡垄作>常规顺坡耕作+植物篱;泥沙中所携带的磷素流失量相对于径流中的磷素流失量而言较大,最大值为58.14mg/m2;整个观测期内,颗粒态总磷流失量为水溶态总磷流失量的1.75～2.15倍,流失方式同样以颗粒态为主。总体而言,水土保持耕作方式下的氮磷流失量均小于常规耕作处理,能有效减少径流及泥沙中各形态氮磷的流失。     

华北典型区域农田耗水与节水灌溉研究

本文总结了中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心围绕华北典型地区冬小麦-夏玉米一年两熟开展的节水灌溉研究。在位于华北中北部的中国科学院栾城农业生态系统试验站的定点试验结果显示,从1980年到2017年,在充分灌溉条件下冬小麦产量增加55.7%、夏玉米产量增加59.7%。冬小麦生育期耗水(ET)从400 mm增加到465 mm;玉米耗水年平均稳定在375 mm左右;年耗水量从777.0 mm增加到834.4 mm;满足冬小麦、夏玉米生育期耗水条件下,年灌溉需水量平均300 mm,必须减少灌溉用水和田间耗水,才能解决区域地下水超采问题。研究发现在限水灌溉条件下,冬小麦拔节期1次灌溉可显著促进作物营养生长和根系生长,利于后期土壤水分高效利用,在维持作物稳产基础上,比充分灌溉年节水165.2 mm。研究发现进一步利用小定额灌溉技术,通过增加灌水频率、缩减次灌水量,可增加有限水对作物的有效性,实现作物根系、土壤水分和养分在空间上的耦合,进一步提升有限灌溉对作物的增产作用。只考虑维持播种时良好土壤水分条件、生育期不进行灌溉的最小灌溉模式,与充分灌溉模式相比,产量减少28%,但可节约灌溉水69%,田间耗水减少43%,水分利用效率提高13%,年耗水量维持在560 mm左右。相对于减熟制节约灌溉水措施,冬小麦-夏玉米一年两季最小灌溉模式总产量高于两年3作5.5%~12.0%,年耗水量低于两年3作10%~13%,可显著消减减熟制带来的休闲期土壤蒸发损失。因此,实施冬小麦、夏玉米生育期节水灌溉,如最小灌溉、关键期灌溉,可大幅度降低灌水量和作物生育期耗水量,同时又能维持一定的生产能力,是华北实施地下水限采措施下应优先考虑的技术选择。     

三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价研究

植物篱具有保持水土、增加土壤肥力、改善土壤物理性质等功能, 且能增加农民收入、扩大就业, 是一项具有生态、经济和社会效益的复合农林技术。以位于三峡库区的重庆市江津区常见6 种植物篱模式(柑橘、沙梨、花椒、黄荆、桑树、紫背天葵)为对象, 遵循层次分析法原理, 从生态、经济和社会效益3 方面建立了三峡库区坡耕地植物篱模式效益评价指标体系。应用熵值法与专家评分法相结合计算指标权重, 利用熵权决策法对6 种常见植物篱模式进行效益评价。结果表明: 生态效益以黄荆类植物篱最好, 紫背天葵类植物篱最差;经济效益以花椒类植物篱最高, 黄荆类植物篱最低; 社会效益以桑树类植物篱最好, 紫背天葵类植物篱最差。综合效益以花椒类植物篱最高, 其次是桑树、柑橘、沙梨、黄荆植物篱, 紫背天葵类植物篱最差。     

太湖水网地区不同种植类型农田磷素渗漏流失研究

采用田间原位小型土壤渗漏计法研究了太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中的速效磷累积量与渗漏水中磷素含量之间的关系。结果表明:研究区菜地、果园高的年均磷肥施用量分别为946.8 kg/hm2和832.6 kg/hm2,显著高于水田的年均磷肥施用量（83.6 kg/hm2）,约为水田的10～12倍。施入农田中的磷肥主要累积在土壤表层,0—5 cm土层中的Olsen-P含量最高,菜地、果园和水田的平均含量分别高达161.75 mg/kg、143.88 mg/kg和23.77 mg/kg,菜地和果园显著高于水田,约为水田的6～8倍。随着土层深度的增加,土壤中Olsen-P的含量显著降低。农田浅层渗漏水中的可溶态磷在总磷中所占的比例远高于颗粒态磷所占的比例。本研究结果显示,农田浅层渗漏水中溶解性正磷酸盐（DRP）含量与土壤中速效磷（Olsen-P）含量之间具有极显著的指数相关关系,表明伴随着农田施肥量的增加和土壤中速效磷含量的增加,浅层渗漏水中的溶解性正磷酸盐含量会显著增加,大大提高了农田磷素的渗漏淋失风险,造成对农业面源污染的巨大潜在压力。     

三峡水库消落带土壤侵蚀问题初步探讨

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的消落带,由于库水涨落和水文地质条件改变,导致沿岸植被破坏,地表裸露,在降水、库水位周期性地涨落和涌浪的作用下,土壤侵蚀强烈,对当地的经济及环境产生影响,故对消落带的土壤侵蚀问题应予以重视。根据三峡水库2007-2010年试验性蓄水产生的消落带实地调查,在总结消落带土壤侵蚀主要影响因素的基础上,分析了三峡水库消落带几种典型的土壤侵蚀形式:波浪侵蚀、降雨径流侵蚀、崩塌及滑坡,其中波浪侵蚀和崩塌最为突出,其次为消落带成陆期的降雨溅蚀和径流冲刷,而滑坡主要以蠕滑和前缘崩塌为主。同时,针对岸坡的不同物质构成和地形地貌,提出了不同土壤侵蚀类型的主要分布特点,可以给库区消落带土壤侵蚀的防治提供借鉴。     

三峡水库消落区蓄水前土壤重金属含量及生态危害评价

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程,其建设对我国生态环境和社会经济发展产生深远的影响。三峡水库2003年6月开始蓄水,至2009年水库将全部建成。根据拟定的“蓄清排浊”的运行方案,水库每年水位在高程145 m至175 m之间变化,在库区两岸会形成水位涨落高差达30 m且水位冬涨夏落、反自然节律的消落区,总面积为348.9 km2[1]。水库消落区是陆生生态系统和水生生态系统的过渡地带,在此区间,陆域与水域物质、能量的转移和交换频繁,消落区内土壤的重金属元素也会与库区水体发生频繁的交换和转移,影响三峡水库水质。目前,三峡库区消落区土壤重金属的研究主要集中在不同土地利用方式以及不同土壤类型下重金