有机肥替代化肥氮对水稻田面水和土壤中氮素含量的影响

针对洱海流域稻田氮肥施用加重洱海面源污染的问题,在等氮量替代条件下,利用大田试验研究不施氮肥（CK）、纯化肥（F）、有机肥全部替代化肥氮（M）和有机肥50%替代化肥氮（MF）四种情景对云南洱海流域水稻田面水主要氮素形态指标、土壤无机氮及全氮的影响。结果表明：（1）在洱海流域水稻季生产中,同一施肥处理在施肥1个月内,稻田水总氮（TN）、可溶性总氮（DTN）、铵态氮（?N）含量变化趋势总体一致,施肥1～4d后含量达到最大,然后逐渐下降,施肥后1个月内是防止氮素径流损失的关键期。（2）各处理中,MF处理施肥1个月内田面水TN和DTN含量较高,延长了氮素流失风险关键期。（3）在水稻收获时,不同比例的有机肥替代化肥氮均能提高0-20cm土壤全氮含量,且改变土壤无机氮主要形态。与F处理和MF处理相比,M处理降低了20-50cm土层土壤全氮含量,氮素损失增加;在0-40cm土壤中,M处理土壤无机氮以硝态氮为主,而F和MF处理以铵态氮为主。有机肥50%替代化肥氮提高了0-20cm土壤全氮,但延长了稻田氮素流失风险安全期。因此,有机无机配施在洱海流域水稻季推广应用时,应加强田间水管理,在施肥后1个月内尽可能避免田间排水。     

四川省龙泉湖表层沉积物与表层水体中各种形态氮含量及其相关关系

以四川省龙泉湖湖泊表层沉积物和表层水体为研究对象,分析了表层沉积物的各种水溶性氮含量和表层水体的硝态氮和氨氮的含量。结果表明,表层沉积物中水溶性总氮、水溶性氨氮和水溶性硝态氮的平均含量分别为6.64,1.22和2.83mg/kg,水体中硝态氮和氨氮的平均含量分别为5.09和0.05mg/L;表层水体和表层沉积物中的硝态氮含量无显著相关关系,但表层水体和表层沉积物中的氨氮含量呈显著正相关,说明表层水体中氨氮可能是由沉积物释放而来。     

氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化及氮素吸收利用效率影响

通过大田试验,设计3个不同氮肥水平（0、150、240kgN·hm-2）和两种不同施肥比例（基肥：分蘖肥：穗粒肥=40%：30%：30%、基肥：分蘖肥：穗粒肥=30%：20%：50%）,研究了氮肥运筹对稻田田面水氮素动态变化特征和氮素吸收利用效率的影响。结果表明,稻田田面水NH4＋-N和总N浓度在施肥后第1d达到最大值,随后降低,在施肥后的第7d,分别降为峰值的7.88%～17.84%和29.71%～45.55%。施氮水平介于0～240Nkg·hm-2时,水稻产量随着氮素水平的提高而显著增加,氮素的吸收利用率和偏生产力却随之降低。在高氮水平（240kgN·hm-2）下,与氮肥前移相比（基肥：分蘖肥：穗粒肥=40%：30%：30%）,采用氮肥后移（基肥：分蘖肥：穗粒肥=30%：20%：50%）的施肥比例,水稻产量增加了6.2%、氮素吸收利用率和农学利用率分别提高了30.49%和23.72%,而氮素生理利用率和偏生产力差异不显著,说明适宜的氮肥运筹可以增加水稻的产量,提高氮素的吸收利用率和农学利用率,减少氮素损失。     

Elevational Patterns of Acid Deposition into a Forest and Nitrogen Saturation on Mt. Oyama, Japan

Virgin fir trees have been dying on Mt. Oyama, which is located in the southwestern part of Kanto Plain, although the frequency of death seems to be reducing recently. We report elevational patterns of acid deposition in precipitation and throughfall under fir and cedar canopies and nitrogen saturation in the forest ecosystem on Mt. Oyama. The deposition fluxes of major inorganic ions in precipitation were nearly constant regardless of elevation except for hydrogen and ammonium ions, whereas the deposition fluxes of all major inorganic ions in throughfall among cedar increased. The 5-year average of annual nitrate deposition in precipitation from 1994 to 1998 showed 19.3 – 23.5 kg ha^?1 yr^?1 (annual inorganic total N deposition: 9.6 – 10.7 kgN ha^?1 yr^?1) at four sites ranging in elevation from 500 to 1252 m, whereas the deposition in both cedar and fir throughfall was over 6 times greater than that in precipitation. The average soil surface nitrate concentration in 1998 was 140 µg g^?1 (the range: 21.1 – 429 µg g^?1, n=80) and the 7-year average of nitrate concentration in stream water from 1992 to 1998 was 4.81 mg L^?1 (the range: 2.38 – 20.6 mg L^?1, n=317). Our results indicate that nitrogen saturation is occurring in the forest ecosystem because of high N deposition, probably via acid fog, on Mt. Oyama.     

岱海表层沉积物中影响氨氮释放的模拟研究

以北方半干旱地区典型内陆封闭湖泊岱海为研究对象,采用室内模拟实验方法,开展了温度、pH、溶解氧及水生植物对湖泊沉积物中NH4^＋—N释放的影响研究。结果表明,温度升高,中性条件,厌氧条件均有利于NF4^＋-N的释放。狐尾藻对上覆水NH4^＋-N含量的有效控制作用是其抑制底泥释放、同化吸收作用和增强上覆水氧化条件等综合作用的结果,植物修复是控制湖泊富营养化水平的有效措施。     

Dry Deposition of Sulfur Containing Species to the Water Surface Sampler at Two Sites

Sulfate dry deposition increases the deteriorating effects on environment. Sulfate can be deposited from atmosphere to water via both particulate (SO₄ ² :sulfate)and a gas(SO ₂:sulfurdioxide)form.In this research, the fluxes of gaseous(SO ₂)and particulate(SO ₄ ²)species were measured employing a water surface sampler(WSS)and glass fiber filters(GFFs)ontheknife?edge surrogate surface(KSSs)in the campus of Uludag University and the city of Bursa, Turkey.Sampling program was conducte dinter mittently between September2004and March2005.Average to talsulfate fluxes measured with the WS Satthe Uludag University campus and in the city of Bursa were58 ± 41and235 ± 43?mgm ^?2 d ^?1, respectively.The to talsulfate fluxe smeasure dat Bursa were highe rand this was probably due to greater sulfur containing species in it satmosphere.The dry deposition of gas eous SO ² flux was calculated by sub tracting the particulate flux collected with the KSS s from the total flux(particulate sulfate plus SO ₂ flux)obtained by the WSS.Anautomatic SO ₂ analyzer was used concurrently to measure the ambient concentration of gas eous SO ₂. The average SO₂ gas fluxes and ambient SO ₂ concentrations were18 ± 28and54 ± 48?mgm ^?2 day ^?1 and11 ± 7and49 ± 14?μgm ^?3 for the campus and the city, respectively.The measured gaseous SO ₂ fluxes and ambient concentrations were used to calculate the mass transfer coefficient.The calculated MTC values for the campus and the city were0.8 ± 1.0and1.2 ± 1.1?cms ^?1, respectively.The sevalues wereinag reement with previously reported dry deposition velocities for SO ₂.     

基于时间序列分解方法的太湖未来特征水位预测

基于太湖沿湖5个水文台站1956—2006年的逐日平均水位数据,提取得到了逐年特征(平均、最高和最低)水位,运用时间序列分解方法模拟和预测了太湖未来15a的特征水位,并探讨了太湖未来洪灾情势。将水位序列分解为趋势成分、周期成分和随机成分,得到时间序列分解模型,并进行了水位序列模拟和预测。分析结果表明,该模型的模拟精度比较理想,可以实现未来较长期的特征水位预测。预测得到未来15a后的最高水位可能达到4.05m,显著超过太湖警戒水位,因此需引起相关部门的重视。     

前氮后移对水稻产量形成和田面水氮素动态变化的影响

通过田间小区试验,在施氮量180 kg/hm~2水平下,设置4个氮肥运筹比例,基肥∶分蘖肥∶穗肥的比例分别为10∶0∶0(T1),4∶3∶3(T2),2∶3∶5(T3),0∶3∶7(T4),研究氮肥后移对水稻产量形成和稻田田面水氮素动态变化的影响。结果表明:与氮肥全部作为基肥施用的处理相比,将前期氮肥的30%甚至50%后移到穗肥施用,对水稻产量没有明显影响,而氮肥后移70%至穗肥会使水稻产量显著下降。田面水中总氮(TN)和可溶性总氮(DTN)浓度在每次施肥后1天达到峰值,铵态氮(NH_4~+-N)浓度在基肥和分蘖肥后1天达到峰值,穗肥后3天达到峰值,随后逐渐降低至与不施氮肥处理相当。整个基肥期、分蘖肥后20天内和穗肥后9天内是防止稻田氮素流失的关键期。施尿素后,DTN是田面水氮素的主要部分,DTN以无机氮(IN)为主,而NH_4~+-N在IN中所占比例达64.0%以上。比较水稻生育过程中氮素流失风险期内的TN、DTN和NH_4~+-N三氮浓度,相比T1,T2的三氮浓度分别降低了2.9%,1.6%,3.1%,T3的三氮浓度分别降低了15.5%,14.7%,22.3%,T4的三氮浓度分别降低了16.1%,22.9%,34.1%,结合产量,确定基肥∶分蘖肥∶穗肥比例为2∶3∶5的氮肥后移措施能够在保证水稻产量不下降的同时,有效降低稻田氮素的流失风险。     

不同时间尺度下湖泊氮素内源释放强度影响因素的研究

在外源污染得到控制后,氮、磷内源释放成为湖泊持续富营养化的主因。从氮素内源释放机理入手,甄别了影响湖泊氮素释放强度的主要因子,构建了铵态氮和硝态氮释放强度对pH、温度、溶氧量、水动力条件4个因子的对数模型,通过底泥释氮正交模拟实验,对模型进行了回归,结果表明,铵态氮是氮素内源释放的主要形态,其释放强度与pH负相关,与温度正相关,与溶氧量负相关。对于小型浅水型城市湖泊,氮素内源释放强度的影响因素取决于时间尺度：短期水动力条件对释放强度影响较大,但在长期并不显著。溶氧量对氮素内源释放强度的影响长期比短期更明显。本研究可为湖泊氮素内源释放的预测和治理富营养化湖泊工程手段的完善提供参考。     

太湖流域丘陵地区暴雨条件下农田氮素随地表径流迁移特征

通过流量和水质的同步监测,在流域尺度上研究了暴雨对农田氮素随地表径流迁移的影响。结果表明,次降雨量介于69.85～110.8 mm及降雨历时持续7.5 h以上的暴雨过程,流域出口处径流过程线一般呈单峰形态,径流峰值滞后于最大降雨强度,但滞后时间受降雨条件影响存在较大差异;流域3次暴雨事件的综合径流系数达0.305;总氮迁移量介于651.5～858.4 g·hm^-2,其中硝氮与氨氮是氮素迁移的主要类型,平均输出负荷分别为303.7和270.0 g·hm^-2,占总氮的41.9%和37.2%,亚硝态氮迁移量最小,仅占总氮的3.3%;溶解态氮是氮素迁移的主要形态,其迁移量介于579.1～582.2 g·hm^-2,与悬浮态氮输出比为3.2∶1。氨氮以悬浮态迁移为主,但受施肥状况影响较大。     

不同氮肥运筹模式对稻田田面水氮浓度和水稻产量的影响

通过构建包括不同氮肥类型、氮肥用量、施肥方式和施肥次数的6种氮肥运筹模式,分析了不同氮肥运筹模式对稻田田面水各形态氮浓度变化和水稻产量的影响。结果表明:不同时期施用缓控释肥和尿素后,总氮和铵态氮浓度均在1天达到峰值,硝态氮浓度在2～3天达到峰值,之后逐渐下降趋于稳定。铵态氮为各处理施肥后初期的主要氮形态,1天时铵态氮占总氮比例达50.6%～92.8%,而硝态氮仅占3.8%～22.6%。田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小与氮肥类型、施用用量和施肥方式均存在相关性,等氮量施用条件下,田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小顺序为撒施尿素处理撒施缓控释肥处理侧深施缓控释肥处理,在N施用量48 kg/hm~2条件下,撒施尿素处理、撒施缓控释肥处理、侧深施缓控释肥处理的总氮和铵态氮平均峰值浓度分别为38.44,16.44,7.55 mg/L和34.39,13.00,3.82 mg/L。等氮施用量和相同施肥次数条件下,基肥采用侧深施缓控释肥的处理4,5,6比相应的撒施缓控释肥的处理1,2,3的产量分别提高2.8%,3.5%,2.7%。基肥采用侧深施缓控释肥和一基一穗2次施肥的处理6的水稻产量,在氮肥总施用量减少30%条件下,仅比基肥采用撒施缓控释肥和一基一蘖一穗3次施肥的处理1的水稻产量减少0.3%。侧深施缓控释肥可以有效降低施肥初期田面水铵态氮峰值浓度,从而减少氨挥发和降低径流流失风险,并在一定程度减量条件下不会对水稻产量产生影响。     

不同施肥模式对菜地氮素径流损失与表观平衡的影响

采用田间小区定位试验(2014—2015年)研究了自然降雨条件下农户习惯性施肥、减量施肥及减量施肥配施生物炭等不同施肥模式对太湖流域蔬菜地氮素径流流失、蔬菜产量及氮素表观平衡的影响。结果表明:甘蓝种植季内菜地径流水量达1 729.20m~3/hm~2,且与降雨量呈显著线性正相关关系。农户习惯性施肥(T1)处理条件下,菜地TN径流流失量达47.66kg/hm~2。减量施肥(T2)和减量施肥配施生物炭(T3)处理显著减少了氮素径流流失量,分别达13.95%和23.68%。与T2相比,配施生物炭(T3)可显著降低菜地氮素径流流失量达11.31%。菜地径流氮素以NO_3~-—N损失为主,各处理条件下,其流失量占TN的比例达81.11%~85.94%。菜地氮素平衡盈余量达158.24kg/hm~2,且随着氮素输入量的减少,氮素盈余量显著降低。T2、T3处理条件下,盈余量显著降低29.03%~39.81%。同时,T2、T3处理显著降低甘蓝叶球产量达16.12%~19.11%,而球形指数则显著增加6.17%~7.41%,氮素偏生产力也显著提高24.39%~28.98%。与T2相比,配施生物炭(T3)处理可小幅提高甘蓝产量及氮肥偏生产力,但处理间差异不显著。     

生物炭施用对稻田氮磷肥流失的影响

针对宁夏引黄灌区稻田过量施肥导致土壤养分利用效率低的问题,通过田间小区试验,在优化施氮条件下(240kg·hm~(-2)),设4个生物炭水平(0、4500、9000、13500kg·hm~(-2)),研究施用外源生物炭对稻田氮磷流失和土壤养分含量的影响。结果表明:生物炭对稻田田面水氮素动态产生影响,表现为田面水中全氮、硝态氮含量随生物炭用量的增加而降低,铵态氮表现则相反;全氮和铵态氮的最大峰值出现在第1次追施氮肥后的第2天,最大值为34.86、8.28mg·L~(-1);硝态氮最大峰值3.31mg·L~(-1)出现在第2次追施氮肥后的第2天。随后均迅速下降,全氮含量在施氮肥后10d回到第1次追氮前的含量水平,并趋于稳定,铵态氮和硝态氮则在7d后。生物炭对田面水全磷未产生显著影响,全磷含量在第1次施氮肥后3d达到峰值,为3.69mg·L~(-1),之后迅速下降,6~7d后降至追氮前的含量水平,并趋于稳定。生物炭处理显著降低了稻田全氮流失量8.03%~13.36%,高量炭处理(13500kg·hm~(-2))显著提高了土壤全氮和有机质含量,提高幅度分别为41.2%和27.5%(P0.05)。说明生物炭对稻田磷流失、土壤全磷和速效磷含量无显著影响,对降低稻田氮素淋失表现出积极效果。     

稻田田面水中三氮浓度的动态变化特征研究

为了研究南方稻田在施肥后表面水和渗漏水中三氮的动态变化规律,故设计了这个试验。试验结果表明:田面水中NH4 和TN在1d后达到极大值,随时间推移,下降较快。NO3-,NH4 /TN,NO3-/TN和(NH4 NO3-)/TN是先升后降。NH4 和TN可作为稻田田面水污染监测的主要氮素指标,NO3-作为辅助监测指标。三氮浓度变化与施氮量呈明显正相关。施氮9d是防止三氮大量流失的关键时期。     

增效剂对稻田田面水氮素转化及水稻产量的影响

采用田间试验的方法,通过种植单季水稻绍粳18,研究施用添加聚天门冬氨酸、腐植酸、硝化抑制剂DMPP(3,4—二甲基吡唑磷酸盐)等增效剂的肥料对水稻田面水氮素转化及其产量的影响。结果表明,稻田施氮明显提高了田面水的可溶性总氮、铵态氮、硝态氮浓度。聚天门冬氨酸、DMPP、腐植酸等增效剂的施用,水稻生育期田面水可溶性总氮平均浓度分别下降14.1%,15.8%和7.3%,铵态氮增加10.6%,27.5%和8.6%,硝态氮降低31.8%,46.7%和26.9%,有助于降低氮素流失对水体环境造成的面源污染风险。增效剂聚天门冬氨酸、DMPP和腐植酸可使水稻籽粒产量分别增加6.2%,7.8%和2.4%,秸秆产量增加10.8%,6.1%和4.0%。添加增效剂的肥料较普通肥料可以降低田面水的总氮含量,并且能更好地促进水稻生长,提高水稻产量。     

太湖地区稻麦轮作农田改葡萄园对土壤氮转化过程的影响

采用15N成对标记技术结合数值模型,测定太湖地区两种土地利用方式(稻麦轮作农田和葡萄园)下的土壤氮素初级转化速率,探讨了土地利用方式改变对土壤供氮和保氮能力的影响。结果表明,葡萄园土壤初级矿化速率高于稻麦轮作农田土壤,但是其NH4+-N同化速率几乎可以忽略不计(0.02 mg kg-1 d-1),自养硝化成为培养条件下葡萄园土壤NH4+-N的唯一去向。葡萄园土壤初级自养硝化速率(15.85 mg kg-1 d-1)显著高于稻麦轮作农田土壤(13.65 mg kg-1 d-1),但两者初级异养硝化速率和NO3--N同化速率均接近零值。可见,太湖地区稻麦轮作农田改种为葡萄园后,土壤NH4+-N同化速率显著降低而自养硝化速率增加,由此导致更多的NO3--N在土壤中累积,进而可能增加土壤中N的淋溶和径流损失风险。     

星云湖种植空心菜生长量及净化湖水效果分析

针对当前星云湖中度富营养化(劣V类)水质的实际问题,采用漂浮种植设施直接在星云湖湖面种植空心菜(Ipomoea aquatica),开展适应性生长试验和湖水养分吸收净化试验的研究。结果表明:空心菜能够很好地适应生长于低浓度养分的星云湖水体环境(全N 2.41 mg·L~(-1)、水溶性N 2.00 mg·L~(-1)、水溶性P 0.46 mg·L~(-1)),并且前期表现为较短的缓苗期(7 d),后期则枝叶生长旺盛;在空心菜的6次茎叶收割周期中,其生长量呈现出"先增后降"的趋势,且茎叶生长量较高,空心菜的茎叶鲜重达75 555 kg·hm~(-2)·a~(-1),生长量为1 260 kg·hm-2·d-1;空心菜的养分含量主要分配在茎叶,茎叶中总N、总P、总K含量分别为3.43%、0.74%、6.25%;空心菜对星云湖湖水养分具有较强的吸收净化能力,吸收星云湖湖水中的N、P、K量分别为259.05、55.21、469.84 kg·hm~(-3)·a~(-1),净化星云湖湖水的量以水溶性N、水溶性P、水溶性K计,分别为129 525、120 022、34 220 m~3·hm~(-2)·a~(-1);空心菜的生长量与茎叶养分吸收量和湖水养分量之间存在一定的相关性。利用空心菜漂浮种植于星云湖水面,产生了明显的经济效益及显著的生态效益。     

不同农艺措施条件下稻田田面水总氮动态变化特征研究

通过盆栽试验,对稻田田面水总氮在不同农艺措施条件下动态变化规律进行了研究,并对该规律进行了数字拟合,以便为控制稻田氮素流失提供理论依据和技术途径.结果表明:田面水总氮浓度在施肥后第一天达到高峰,随着时间的推移不断降低,并且在每次施肥后7-9 d下降到较低水平;施肥水平和田面水总氮浓度呈正相关关系;施肥方式对田面水总氮有较大影响.随着施肥深度加深,田面水总氮含量逐渐降低;不同肥料种类对田面水总氮亦有影响,全部施用复合肥处理浓度最大,施用复合肥+碳铵处理浓度最小;有机肥作为缓释肥料在试验初期对田面水总氮贡献不大;沙土较粘壤土处理田面水总氮浓度大.     

地表水-地下水交互下傍河土壤硝酸盐氮迁移规律试验研究

为了研究地表水与地下水不同补给关系下硝酸盐氮在傍河农田的迁移规律,选取大沽河河床沙样作为沙槽试验介质,设计地表水与地下水相互补给装置,模拟无补给、地表水补给地下水和地下水补给地表水3种方式下硝酸盐氮在土壤中的迁移,通过测定各取样点硝酸盐氮含量和到达时间,分析了其迁移规律。结果表明:纯淋洗实验中,淋洗强度与沙样颗粒越小,硝酸盐氮在表层沙中的累积越明显,硝酸盐氮的迁移也越慢。地表水与地下水相互补给试验中,补给水位上升,硝酸盐氮的积累量增加、迁移到饱水带的时间缩短;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在细沙饱水带中迁移速度约为5.3 cm/min;水力坡度变为0.7时,迁移速度约为9.4 cm/min;补给水力坡度为0.5时,硝酸盐氮在中沙饱水带的迁移速度约为12.3 cm/min。硝酸盐氮在包气带中的积累量随着沙层深度的增加而减少;淋洗强度、水力坡度及沙样颗粒越大,硝酸盐氮在包气带和饱水带中的迁移速度越快;补给水位越高,硝酸盐氮迁移至饱水带的时间越短。     

低温条件下满江红对地表水氮磷的去除效应研究

在冬季低温条件下研究了利用固氮植物满江红对模拟的不同磷浓度地表水的氮磷去除效应。结果表明,在各种磷浓度下,满江红对铵态氮、硝态氮和可溶性磷均有较好的去除效果,在试验结束的时候,溶液铵态氮、硝态氮去除率分别达94.04%和95.46%以上。磷的去除率随污染水体磷水平提高而增加,在处理前水体磷污染水平分别为0.1,0.4,1.6 mg P/L的条件下,其去除率分别达到87.0%,96.8%,99.0%。在磷污染水平提高时,满江红的生长量均有增加。满江红的生长量、植物体氮和磷浓度均随水体中磷的水平增加而提高。研究表明,满江红对富营养化地表水营养盐去除效果较好,可作为富营养化地表水修复植物。