模拟蓄水条件下土壤氮磷的变化及固定作用

采用室外微区模拟试验,在3、6和9 cm 3个不同蓄水深度处理条件下,对稻田土壤氮磷的变化动态及同定作用进行了研究.结果表明,土壤铵氮(NH4+-N)、硝氮(NO3-N)和总磷(TP)含量与蓄水深度显著负相关;蓄水处理对土壤中总氮(TN)含量变化影响不大.施肥后随蓄水时间延长,土壤NH4+-N和NO3-N呈下降趋势,而TN和11P呈上升趋势.土壤对NH4+-N、TN和TP的固定作用较强,而NO3--N不易被土壤胶粒所吸附.     

模拟蓄水条件下土壤氮磷的变化及固定作用

采用室外微区模拟试验,在3、6和9cm3个不同蓄水深度处理条件下,对稻田土壤氮磷的变化动态及固定作用进行了研究。结果表明,土壤铵氮（NH4^＋-N）、硝氮（NO3^--N）和总磷（TP）含量与蓄水深度显著负相关;蓄水处理对土壤中总氮（TN）含量变化影响不大。施肥后随蓄水时间延长,土壤NH4^＋-N和NO3^-N呈下降趋势,而TN和TP呈上升趋势。土壤对NH4^＋-N、TN和TP的固定作用较强,而NO3^--N不易被土壤胶粒所吸附。     

亚热带区稻田土壤氮磷淋失特征试验研究

土壤氮磷淋失是农业面源污染的一种重要形式.以亚热带稻田为研究对象,采用陶土头定位观测法比较研究了施肥对稻田土壤氮(N)磷(P)淋失特征的影响.2010-2011年连续近2年的试验结果表明,与不施肥对照(CK)相比,施肥会显著增加稻田土壤N、P的淋失.稻田土壤N的淋失形态有显著差异(P＜0.05),水稻生长期(4-10月)淹水条件下淋失形态主要为NH4+-N,而闲田期(10-翌年3月)非淹水条件下则主要为NO3-N.这与土壤通气状况的变化有密切关系.研究区10-12月(闲田期)稻田P的淋失明显高于其他时期,是稻田土壤P淋失的主要阶段.控制土壤N、P累积是降低稻田土壤N、P淋失的重要途径.     

牛粪化肥最优配比条件下不同轮作方式对稻田氮磷流失的影响

为探讨牛粪化肥最优配比条件下不同轮作方式对稻田氮磷流失的影响,通过田间小区试验设置Y-OL（70%化肥+30%牛粪-黑麦草-水稻）、Y-OV（70%化肥+30%牛粪-紫花苕-水稻）、Y-ON（70%化肥+30%牛粪-冬闲-水稻）3种轮作处理,以C-ON（100%化肥-冬闲-水稻）为对照,研究不同轮作模式下水稻产量及稻田田面水、下渗水、径流中的总氮（TN）和总磷（TP）浓度变化特征。结果表明：不同处理田面水TN浓度在施穗肥后第2 d达到峰值,TP浓度在施基肥第2 d达到峰值,且最高值均出现在Y-ON处理; C-ON和Y-ON处理下渗水TN浓度在施基肥第2 d出现峰值,Y-OL和Y-OV处理下渗水TN浓度在施穗肥后第2 d出现峰值,在整个水稻生育期Y-OV处理下渗水TP浓度整体低于其他处理;不同处理间稻田氮磷径流流失量无显著差异,稻田氮磷径流流失量与降雨量极显著相关,且降雨量最大时,各处理TN径流流失量占径流流失总量的70.24%~73.42%,TP径流流失量占径流流失总量的35.12%~42.42%; Y-OV、Y-OL、Y-ON处理TN总流失量与C-ON相比分别降低43.92%、25.21%、35.74%,Y-OL、Y-ON处理TP总流失量与C-ON相比分别显著上升66.67%、13.13%,Y-OV处理TP总流失量与C-ON无显著差异; Y-OV、Y-OL、Y-ON各处理水稻产量与C-ON相比无显著差异。研究表明,70%化肥+30%牛粪施肥条件下,紫花苕-水稻的轮作方式可保证水稻产量,有效降低下渗水和径流中氮素流失量且维持较低水平的磷素流失量,是一种有效减少氮磷面源污染、增加土地利用效率的种植模式。     

水稻田面水中氮磷素的动态特征研究

采用独立排灌系统的田间试验研究了水稻田面氮素、磷素的动态特征。结果表明,分次施肥后的次日,田面水中氨氮、总氮浓度明显升高,随着时间的推移,氮素浓度下降很快。特别是第1次施氮后第9d,各处理氨氮浓度分别为施后第1d浓度的1.19%～2.70%,全氮则变为6.03%～18.74%(对照N-I除外)。氨态氮/全氮比值也呈类似趋势,相比较而言,硝态氮含量要远远低于氨氮,最大值为2.07m g·L-1。同时还表现出不同的趋势,其峰值在第3d出现。另外,不同的施氮量的作用下,等量的磷肥所产生的田面效应表现不同,且大体表现为施氮量多者,田面水磷含量也相应多的现象。从环境污染角度考虑,控制氮素、磷素田面流失主要时期为施肥后1周内。     

施用猪粪和化肥对稻田土壤表面水氮磷动态的影响

2005年在利用渗漏池模拟长江中游双季稻地区两种主要水稻土壤的基础上,进行了施用化肥和配施等P2O5猪粪对稻田氮、磷等养分动态特征影响的研究。结果表明,表面水电导率(EC)、总氮(TN)、总磷(TP)浓度和NH 4-N浓度在施肥后1～3d达到最高,然后均随着时间的延长迅速下降,至7～15d逐渐接近CK。7～15d内表面水pH逐渐升高,至30d后逐渐趋于平缓。与施用化肥相比,峰值时猪粪处理的表面水TN浓度降低了28.9%～62.9%;NH4 -N浓度降低了43.7%～48.8%,但NO-3-N却远高于施用化肥,且晚稻较早稻平均升高56.5%;晚稻表面水TP浓度提高51.2%。而且早、晚稻在7～50d期间维持TP浓度均高于化肥。河沙泥的表面水TN、TP浓度高于红黄泥,但两种土壤的表面水铵氮、硝氮差异不显著。     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

减量施肥条件下稻田径流氮磷流失特征的研究

为明确减量施肥下奉贤区稻田氮磷养分的径流流失特征,寻求适宜的田间施肥模式,基于田间小区径流试验,研究自然降水下常规施肥(CF)、减量施肥(JF)和优化施肥(YF)对水稻产量和稻田径流水中各种形态氮磷流失特征及输出负荷的影响。结果表明:上海市奉贤区当季水稻地表径流水量为2 714.91 m3∕hm2,占农田年径流量的87.38%,主要发生于施肥较多、水量丰富的6—8月份。处理间径流水中的氮磷流失浓度在6月份出现峰值,之后逐渐下降,最后平均径流浓度依次为CF> JF> YF,YF处理因缓释肥能有效减缓肥料养分释放速度,径流水中的氮磷浓度始终保持较低,流失负荷量也相应较低,其中以NO3--N消减率最高。与CF处理相比,YF处理的籽粒产量虽减少1.91%,但两者表现无显著差异。总体而言,缓释肥减量20%处理既能稳定水稻籽粒产量,又能有效降低稻田内的氮磷径流损失风险,在实际生产中可采用该施肥模式。     

微区模拟控排水条件下田面水氮磷流失特征及其减排效能研究

采用微区模拟施肥后春耕耕整稻田控水减排试验,研究了稻田施肥耕整后田面水中氮磷浓度的分布特征,排水时间及溢流堰排水高度对田面水氮磷的流失和减排效能。结果表明:春耕耕整后,若控制6 cm高排田面水,较常规控制3 cm高排水,可减少排放总氮35.76%～72.13%,总磷20.41%～50%。稻田耕整后蓄水6 cm高在第5 d排水比在3 d内排水可减少排放总氮21.22%～55.41%,减少排放总磷67.67%～83.70%。     

晚稻田深灌条件下水分耗散动态及其生态效应

对前中期晚稻田实施深灌水试验,探讨稻田蓄水抗旱功能的作用过程及其生态效应。设置4种灌水深度,依次为20cm、15cm、10cm、5cm。测算试验期稻田的渗漏量、植物蒸腾量、蒸发量,分析单日总耗水量的日变化动态和不同生育期的阶段性数量构成关系。结果显示：①温度是影响田间耗水量的最为重要的因素,深灌具有蓄水防旱重要作用;②晚稻前中期深灌将增加水分渗漏量,却减少水分蒸发量,而不同灌溉方式下的总耗水量基本维持平衡;③晚稻前中期深灌增加了地下水的补给量,而浅灌增加了空中水蒸气补给量;④加以人为控制的防渗漏处理能减少田间水分的渗漏,达到节水目的,在红壤丘岗区稻田具有可行性;⑤晚稻前中期深灌实质上是利用了稻田的隐形水库功能,有利于抵抗当地秋季的季节性干旱。     

成都平原农业废弃物施用下稻田田面水氮磷动态变化特征

为合理利用农业废弃物,设置不同量的废弃物还田处理,以期通过研究稻田田面水中氮素和磷素的动态变化探明废弃物施用下面源污染风险。结果表明:总氮(TN)、可溶性总氮(DTN)、铵态氮(NH+4-N)以及硝态氮(NO-3-N)在各施肥处理下均表现为先升后降的趋势,施肥后2~3 d达到峰值,之后迅速下降;各处理下各形态氮含量在施肥后21 d内差异趋同。总磷(TP)、可溶性总磷(DTP)在施肥后1 d达最大,之后迅速下降,猪粪施用处理的田面水TP、DTP含量在施肥后5~7 d明显回升。与纯化肥相比,加施全量麦秆对田面水中各形态氮、磷含量及分配无显著影响;高量猪粪施用会显著降低田面水NH+4-N含量,降低氨挥发潜能,显著提高各形态磷含量,延长磷素流失风险期,增加磷素流失风险;废弃物施用对水稻产量及糙米磷含量无显著影响。综合考虑废弃物施用下的环境风险与粮食生产,成都平原麦秆全量还田模式下水稻季每667 m2田的猪粪承载量不宜超过3头猪0.5年的排泄量。     

不同施肥方式下稻田氮磷流失特征

采用大田小区试验,研究3种不同施肥方式下稻田系统氮(N)、磷(P)流失特征。实验结果表明,施用尿素和缓释肥的混施处理(MT)田面水中总氮(TN)和总磷(TP)平均浓度均为最高,分别为24.01和3.78mg/L,降雨产生径流时的N、P流失风险最大。整个水稻季,MT处理的N、P径流流失负荷分别为23.91和2.67kg/hm2,均为3种施肥处理中最高;MT处理的N、P渗漏流失负荷也为最高,分别为9.19和1.79kg/hm2。相对于MT处理,施用尿素和BB肥的无机处理(CT)及施用有机肥的有机处理(OT)能分别减少14.69%和29.18%的N总流失负荷及61.85%和68.97%的P总流失负荷。N、P的径流流失是稻田N、P流失的主要途径。     

Nitrogen and Phosphorus Loss Law and Emission Reduction Effects Under Water and Fertilizer Management Integrated Mode in Dike Paddy Field

To achieve the purpose of reducing farm non-point source pollution, we integrated site specific nitrogen management precise irrigation, controlled drainage, and wetland eco-repair system in dike area of Taihu basin. During investigation, it had given prominence for the water and fertilizer coupling effects of precise irrigation and site specific nutrient management, the characteristics of integration on controlled irrigation, controlled drainage and wetland ecosystem non-point source pollution control. Then the water and fertilizer integrated management mode of paddy field was put forward in Taihu basin where the water production efficiency increased to 1.64 kg. m-3, water saved 37.8%, fertilizer use efficiency raised 15,4%, yield raised 10%, and N, P load decreased 26%-72%. The modern agricultural and farmland ecosystems that control and cut down the farm non-point source pollution came into being, which can be a reference by Taihu basin to control its agricultural non-point source pollution and eutrophicated water body.     

洱海北部地区不同氮、磷处理对稻田田面水氮磷动态变化的影响

水稻种植期的田面水氮、磷浓度是稻田Ｎ、Ｐ径流流失、Ｎ素的氨挥发等各种损失途径的关键控制因子。通过田间定点实验监测与分析研究了洱海北部地区水稻土田面水氮磷浓度的动态变化特征。结果表明：总氮（ＴＮ）以及可溶性总氮（ＤＴＮ）在施基肥后是先升后降的趋势,１～３ ｄ内达到峰值,然后迅速下降,９ d后含量差异趋同;在施入孕穗肥后,ＴＮ及ＤＴＮ浓度立即到达峰值后迅速下降,在９ d后含量很少,并趋于稳定;ＤＴＮ浓度变化趋势可用二次曲线模型Ｙ＝ＡＸ２＋ＢＸ＋Ｃ来描述;铵态氮（ＮＨ+４－Ｎ）浓度变化在不同施肥时期有明显区别,施基肥后田面水ＮＨ+４－Ｎ浓度在３～５ d内到顶点,而在追肥期１～２ d内就到顶峰;田面水总磷（ＴＰ）和可溶性总磷（ＤＴＰ）浓度施入基肥后呈指数型下降,在施肥１２ d后差异趋同,其变化都可用指数模型（Ｙ＝Ｃ０×ｅｋｔ,ｋ＜０）来描述。因此,施肥后 ９ ｄ内是控制Ｎ损失的关键时期,控制Ｐ损失的关键时期则是在施肥后的两周内;水稻施肥应避开降雨时期,以减少施肥后的径流流失。     

混剂中毒死蜱在水稻及稻田中的残留消解动态研究

为探讨25%异丙威·毒死蜱乳油中毒死蜱在水稻及稻田中的残留消解动态,采用气相色谱-氮磷检测器(GC-NPD)法对水稻及稻田中的毒死蜱残留量进行测定,旨在为该药在水稻上的合理使用提供科学依据。结果表明:毒死蜱在稻田水、土壤和植株中的残留消解动态规律均符合一级动力学方程,消解半衰期分别为1.45~3.48 d、3.16~6.36 d和2.05~2.98 d。毒死蜱在稻田土壤、糙米、谷壳和植株中的最终残留量随施药剂量、次数的增加而增加,随采样时间延长而降低。按推荐剂量1 800 g/hm~2和1.5倍推荐剂量2 700 g/hm~2各施25%异丙威·毒死蜱乳油3~4次,距末次施药33 d,土壤中毒死蜱的最大残留量分别为0.044 7 mg/kg和0.081 2 mg/kg,植株中毒死蜱的最大残留量分别为0.047 9 mg/kg和0.063 2 mg/kg,收获的糙米中毒死蜱的最大残留量分别为0.045 4 mg/kg和0.076 5 mg/kg,谷壳中毒死蜱的最大残留量分别为0.084 3 mg/kg和0.093 6 mg/kg,均低于我国规定的毒死蜱在稻谷中的最大残留限量(0.5 mg/kg),此时收获的稻谷食用安全。     

稻田控制排水对减少氮磷损失的影响

地面排水是稻田氮磷损失的重要途径。击溅侵蚀、排水沟坡面和沟底冲刷导致农田氮磷进入地表径流。控制排水可减少地面排水量和排水中氮磷浓度,尤其是降低径流中氮磷浓度,从而减少稻田氮磷损失。土壤颗粒沉淀、硝化、反硝化反应以及作物吸收是排水中氮磷浓度降低的主要原因。通过控制涝水在稻田和排水沟中的滞留时间,增加排水沟口溢流堰高度,降低径流水力坡度和挟沙能力是控制排水的主要手段。最后提出了稻田控制排水需要进一步研究的问题。     

长期施肥下不同肥力紫色水稻土氮磷活化能力

【目的】探讨长期施肥下紫色水稻土氮、磷养分活化能力及其与 pH 和有机碳的量化关系,为土壤 培肥提供参考。【方法】选取连续 36 年不施肥的低肥力（LF）、氮磷钾平衡施肥的中肥力（MF）和有机无机 配施的高肥力（HF）处理,研究不同肥力土壤氮磷养分含量及其活化度的演变特征,分析土壤 pH、有机碳与氮 磷活化度的关系。【结果】MF 和 HF 土壤的作物产量显著高于 LF 土壤。LF 土壤全氮、全磷含量基本稳定,碱 解氮含量显著增加而有效磷含量略有降低,MF 和 HF 土壤全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量均呈极显著增加趋势; LF、MF、HF 土壤全氮含量年增加量分别为 5.5、14.2、17.0 mg/kg,碱解氮年增量为 0.40、1.05、1.32 mg/kg, 全磷年增量为 0.8、17.1、18.0 mg/kg,有效磷年增量为 -0.03、2.05、1.85 mg/kg。MF 和 HF 土壤氮磷活化度 比 LF 土壤提高 8.15%~428.77%;氮活化度与 pH 和有机碳不存在线性关系,磷活化度与 pH 呈极显著负相关, 与有机碳呈显著正相关。年施 N 240 kg/hm2 、P2 O5 120 kg/hm2 ,氮含量于 13 年后、磷含量于 9 年后达到饱和。 【结论】氮磷钾平衡施肥或有机无机肥配施是提升西南丘陵区水稻土氮磷养分含量及其活化能力的重要措施。     

稻田中氮素流失的田间试验与数值模拟研究

在上海青浦农田水利试验站进行田间试验,研究了淹灌稻田在排水条件下的氮素流失规律。在试验的基础上提出了氮素运移与转化的数学模型,对氮素的淋失动态进行了模拟研究。分析表明, 淹灌稻田的淹水层和剖面土壤溶液中氮素的主要形态为ＮＨ４＋ － Ｎ; 施肥后淹水层中氮素浓度衰减呈指数消退; 水稻生长期间, 氮肥损失的主要途径是气体损失,而淋失量相对较小。氮素损失与农田灌溉排水条件有关,因此应合理进行水位管理与调控。