旱涝交替胁迫下稻田水氮素流失规律

以农田水位作为水稻旱涝交替胁迫调控指标,在蒸渗测坑进行水稻拔节孕穗期和抽穗开花期的旱涝交替胁迫试验,研究了旱涝交替胁迫下稻田水NH⁺₄-N,NO^-₃-N的流失规律.结果表明:NH⁺₄-N是稻田地表水、地下水氮素的主要形式;旱涝交替胁迫对稻田水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度变化影响明显,FDTF较FFTD的稻田水平均NH⁺₄-N、平均NO^-₃-N浓度都高,FDTF和FFTD均能降低地表水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度,FDTF和FFTD涝水胁迫下的地下水平均NH⁺₄-N、平均NO^-₃-N浓度高于干旱胁迫下;此外,在干旱胁迫后进行涝水胁迫可以显著增加地下水NH⁺₄-N,NO^-₃-N浓度.因此,应避免旱后复水稻田的排水.     

表面流人工湿地处理污染河水的净化效果

为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH⁺₄-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH⁺₄-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH⁺₄-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH⁺₄-N去除的关键因子;进一步分析得出NH⁺₄-N的去除更易受DO的影响.NH⁺₄-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势.     

涝渍胁迫对南方地区冬小麦氮素变化的影响

水位调控是实现稻田灌排联合调控的关键技术,在改善麦田生态环境方面发挥重要作用.在水位调控技术的基础上,采用田间试验和室内分析方法,研究了麦田水位调控下,冬小麦不同生育期、不同农田水层深度、地下水埋深下的氮素变化规律.研究结果表明:小麦受淹有利于地下水NH⁺₄-N质量浓度的降低,受淹处理的地下水NH⁺₄-N质量浓度均小于相同排水强度的没有受淹处理的.随着淹水时间的延长,NH⁺₄-N的质量浓度降低速度缓慢.在没有淹水的情况下,地下水控制时间越长,则排水速度越慢,地下水有足够的时间与土壤及作物根系接触,因而越有利于降低地下水NH⁺₄-N的质量浓度.麦田地下水NO^-₃-N质量浓度的变化规律表现为淹水有利于降低NO^-₃-N质量浓度;非淹水处理时,在返青分蘖期和拔节孕穗期控水后NO^-₃-N质量浓度略微升高,而在抽穗开花期和乳熟期NO^-₃-N质量浓度则显著升高.冬小麦全生育期内,NO^-₃-N均存在淋失的危险性.     

不同湿地植物系统对农田排水氮磷净化效果试验研究

为分析不同湿地植物对农田排水中氮磷的去除效果,以杂草和空白为对照,选取莲藕、白莲、藜蒿、茭白、水芹菜、菖蒲、水蕹等7种常见水生植物进行原位试验研究。结果表明,种植植物的湿地对TN、TP去除效果均好于无植物湿地,水力停留时间为9d时,与空白对照相比,种植植物的湿地的TN和TP去除率分别提高10.0%～34.9%和8.7%～18.4%,其中,莲藕、白莲、菖蒲、杂草等生物量较大的植物对TN、TP的净化效果优于其他植物。7种植物中,白莲和菖蒲TN去除性能较好,其TN去除率分别比空白对照提高33.4%和34.9%。综合分析,白莲、莲藕、菖蒲可以作为鄱阳湖流域净化农田排水的备选植物。     

塘堰湿地对农田排水氮磷净化效果的影响研究

分析了不同湿地植被、不同水滞留时间、不同湿地水位以及不同稻田湿地面积比等对湿地净化效果的影响。结果表明,不同生育期各种湿地植被对农田排水中氮磷的去除效果各有差异,对农田排水中氮磷去除效果较好的湿地植被为茭白、高杆灯芯草、莲藕和西伯利亚鸢尾。适宜湿地水滞留时间为3~4d,稻田排水进入湿地后的第4天,各湿地植被对总氮的平均去除率分别为71.8%、83.9%、68.6%、80.2%,对总磷的平均去除率分别为69.3%、77.0%、57.5%、68.5%。塘堰湿地日常水深以40cm为宜。当地气象条件下,为确保污染负荷不超过塘堰湿地承载上限,平水年稻田湿地面积比以8.6为宜。     

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.     

农田排水改良盐渍化土壤效果与环境污染研究

为探讨河套灌区在农田排水过程中对盐渍化土壤的改良效果和环境污染的影响,于2019—2020年在河套灌区乌拉特灌域暗管排水综合试验区选择典型支渠灌溉控制区,针对作物各灌溉时期的水文过程、污染物的转化、迁移和汇集过程开展了系统试验。结果表明：利用DRAINMOD模型能较好地模拟农田排水量,模拟值与实测值相对误差（RE）为4.12%～13.44%、相关系数（R）为0.80～0.92、效率系数（NS）为0.82～0.90,均在误差范围内。利用马斯京根法对斗沟和支沟排水过程进行了演算,并在此基础上对NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分的迁移、转化和汇集过程进行了分析,排水过程和NH⁺₄、NO^-₃、还原性物质、盐分浓度模拟结果与实测值较为一致,表明该方法能够在宏观上描述灌区不同排水组成所形成的环境污染过程。试验区主要污染物排放总量由大到小依次为还原性物质、NO^-₃、NH^+...     

人工湿地对农村生活污水的处理效果研究

采用水平潜流人工湿地处理农村生活污水,结果显示:人工湿地对生活污水中NH+4-N、TN、COD和TP的平均去除率分别为62.9%、59.1%、65.1%和76.0%,出水基本可达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002)一级B标准.污染物的去除率受季节和温度的影响,其中,NH+4-N、TN和COD的去除率受季节变化影响显著,而TP的去除率受季节变化影响不明显.以石膏作为人工湿地的添加剂可有效弥补因基质净化能力降低而导致TP去除率下降的缺陷,强化了人工湿地对TP的去除效果.     

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.     

滴灌条件下揭膜时间对土壤酶活性及玉米吸氮量的影响

为了了解玉米滴灌水肥试验研究揭膜时间和施肥处理对土壤脲酶活性、天门冬酰胺酶活性及玉米吸氮量的影响,试验设置了3个揭膜时间处理和1个未覆膜处理,每个处理考虑施肥和不施肥情况,共8个处理.研究结果表明:苗期揭膜、抽穗期揭膜和全生育期覆膜均会提高土壤NH⁺₄-N含量和含水率,显著降低土壤脲酶活性,各揭膜处理差异不具有统计学意义;不同揭膜时间并不会显著影响土壤天门冬酰胺酶的活性;各揭膜处理可显著提高苗期玉米的吸氮量,但在施肥条件下全生育期覆膜处理却降低玉米吸氮;土壤水热和无机氮的含量与土壤脲酶差异具有统计学意义,而覆膜下土壤脲酶活性的降低与土壤NH⁺₄-N和含水率升高有关;土壤天门冬酰胺酶活性与土壤水热和无机氮含量差异不具有统计学意义;由试验可得东北地区玉米苗期或抽穗期揭膜可使土壤酶活性保持在适宜的活性水平,为玉米生长提供有利的土壤环境.     

喷灌施氮管理对春玉米产量及水氮利用的影响

为探究东北半湿润区喷灌水肥一体化条件下春玉米最佳施氮管理模式,于2017年在东北地区开展了不同喷灌施氮管理对春玉米生长、产量及水氮利用效率的田间试验研究.试验设置了3个总施氮量:N200(200 kg/hm²),N160(160 kg/hm²)和N120(120 kg/hm²),其中播种时统一埋施氮肥60 kg/hm²,苗期统一喷施氮肥10 kg/hm²,其余在拔节期和灌浆期按照3种施氮比例T1(1∶0),T2(2∶1)和T3(3∶1)通过水肥一体化喷施施入.结果表明:T1获得了最高的氮肥偏生产力、氮素收获指数和水分利用效率.增加施氮量能够促进产量的增加,但N200和N160的平均产量差异不具有统计学意义(P>0.05).所有处理中T1N200的产量最高,为12 489 kg/hm²;T1N160处理的氮收获指数最大,为74.98 kg/kg.施氮量增加,氮肥偏生产力随之降低,0~100 cm土壤内的硝态氮残留量随之增多.T1处理的平均硝态氮残留量最少,降低了氮素淋失的风险.综合考虑,推荐该地区采用总施氮量160~200 kg/hm²,其中播种期施基肥60 kg/hm²,苗期追施10 kg/hm²,其余在拔节期全部追施的施氮管理模式.     

河套灌区经济作物番茄节水型优化灌溉制度研究

以2009年内蒙古河套灌区经济作物番茄的田间实测资料为基础,分别应用水量平衡原理与作物系数法得到经济作物生育各生育阶段实际腾发量;然后以作物-水模型为基本原理,采用多元线性回归方法对作物不同生育阶段水分敏感指标进行求解,其变化规律为：开花着果-结果盛期＞苗期-开花着果＞结果盛期-结果末期,最后应用基于实数编码的遗传算法对作物灌溉制度进行优化,结果表明,作物生育期内适宜的灌水量为60mm。     

水分亏缺对番茄生理特性及水分生产效率的影响

根据番茄的生长发育特点,分别以50%、60%、75%田间持水量作为苗期、开花坐果期、结果期的土壤水分下限,每个生育期的土壤水分上限设置3个水分水平,研究不同生育期水分亏缺和亏缺程度对番茄生长发育及生理特性的影响。结果表明,不同生育期的水分亏缺对番茄株高、茎粗、叶绿素相对含量、日光合及蒸腾速率变化等均有不同程度的影响,呈现明显的生长与生理补偿效应,水分胁迫处理的日光合速率峰值提前出现,蒸腾速率随水分亏缺程度的增加而减少,这有助于调控番茄无用的蒸腾耗水。通过对番茄不同生育期的灌水量和产量关系的研究得出,当全生育期灌水量为4025.80 m3/hm2时,番茄可以获得最高产量12.84×104kg/hm2。     

不同预处理对超磁分离污泥水解产酸效果的影响研究

超磁分离污泥是以磁絮凝反应和磁种回收为核心技术,通过超磁分离机浓缩排出的污泥.污泥具有有机质浓度高、结构紧密等特点.该研究以超磁污泥为研究对象,通过批式试验考察了NaOH,H2O2和Fe预处理后污泥水解酸化的效果以及溶解性有机物特征.结果 表明,NaOH预处理加速了污泥的水解酸化,提高了可溶性物质的含量.NaOH处理组...