浅析水氮耦合对土壤硝态氮积累与淋失的影响

有很多因素会影响农田土壤硝态氮积累淋失量,其中较为重要的有施肥和灌水。水氮耦合作用对土壤中的硝态氮的累积和淋洗存在显著影响。过量施氮造成硝态氮在土壤中大量积累;降水和灌溉带入农田中的水分是累积在土壤中的硝态氮向下迁移引起淋失的必要条件, 鉴于此,从水肥耦合的含义及其对农田土壤硝酸盐积累与淋失的影响等方面进行综述。     

黑土硝态氮的淋失及提高氮肥利用率的研究

本试验采用渗滤池技术，研究氮肥不用量、不同品种、施肥方式及配比条件下硝态氮的移动规律及其与玉米产量、氮肥利用率的关系，结果表明，淋巴失主要发生在雨季，淋失量随施肥量的增加而增加，不同品种，施肥方式有差异，但不显著。氮肥与磷 及有机肥配施，可明显减少硝态氮的移动淋失，施氮247．5kgha^-1淋失水硝态氮含量超过饮用水卫生标准10mgL^-的限额，易使地下水污染，但淋失总量不高，施氮165kgha^-1，配施磷钾或有机肥，比单施氮增产15％以上，氮肥利用率提高20个百分点以上。     

不同施氮水平下深层土壤硝态氮淋失特征研究

通过GeoprobeR深层取土18m,分析了不同施氮水平下厚不饱和层土壤中NO3--N的迁移变化。发现不同施氮处理下NO3--N在一个生育期的淋失变化主要体现在0～4m土体内,土壤中硝态氮累积峰下移深度为0.2～0.6m,高施肥土体中,深层土壤6.7～8m和13～15m土体中也有少量硝态氮淋失,施氮量越高,淋失量和累积量也越高;不同施肥处理下,厚不饱和层土壤中NO3--N累积量变化主要体现4m土体特别是根区土层中,在2m土体内,土体中NO3--N的累积量与施入的氮肥量呈极显著线性关系,根区以下不饱和层中NO3--N累积量超过1800kg/hm2。     

引黄灌区设施菜田硝态氮淋失的季节性特征

以宁夏引黄灌区设施菜田番茄-黄瓜轮作体系为研究对象,采用田间定位试验与实地观测相结合的研究方法,对设施菜田硝态氮淋洗的季节特征及其环境因子和施肥管理对硝态氮淋洗的影响进行研究。研究结果表明:硝态氮淋失呈现明显的季节变化,峰值出现在7月夏季休闲期,黄瓜季(秋冬茬)淋洗显著高于番茄季(冬春季),常规施肥周年硝态氮淋洗量平均为185.7 kg·hm-2,优化施肥和调节碳氮比两处理硝态氮淋洗量比常规处理分别降低了10.6%和8.3%。设施菜田硝态氮淋失与浅层地下水位、土壤温度、土壤水分等环境因子季节性变化关系密切,浅层地下水位与硝态氮的淋失量呈极显著负相关,浅层地下水位埋深越浅,硝态氮淋失量越大;土壤水分和温度与硝态氮的淋失量呈显著正相关,随着土壤表层温度和含水量升高,硝态氮淋失增多。     

灌区土壤中氮素平衡与硝态氮淋失

本文研究了连续３料作物定位试验后，作物对氮的吸收利用率及硝态氮在土壤剖面中的分布与累积。结果发现，仅施氮肥的氮利用率最低，仅有１９．９％；ＮＯ３－Ｎ在０－４０ｃｍ剖面中的累积最高。增施磷肥后，氮肥利用率提高到５０％，同时减少了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的累积。增施钾及有机肥对氮肥利用率影响不大。降雨或灌溉促进了ＮＯ３－Ｎ在剖面中的淋移深度。     

不同施肥措施对夏玉米产量和土壤硝态氮淋失的影响

为筛选夏玉米生产上科学合理的施肥方式,以郑单958为试验材料,在偏沙型和偏粘型2种土体质地构型上研究了等氮量的不同施肥措施（习惯施肥、玉米专用肥、100％缓控释肥、30％尿素＋70％缓控释肥）对夏玉米产量、土壤硝态氮淋失和氮肥利用率的影响。结果表明：与习惯施肥相比,30％尿素＋70％缓控释肥处理单季玉米增产9．36％,习惯施肥措施不仅会造成根层土壤剖面中硝态氮的累积,还会进一步引起硝态氮向深层地下水的淋失;2种土体质地构型下,30％尿素＋70％缓控释肥处理的氮肥利用率分别较习惯施肥提高了35．65％和23．02％。用尿素代替30％缓控释肥（30％尿素＋70％缓控释肥）的新型施肥措施,既能保证夏玉米苗期速效氮素的供应,又能明显降低硝态氮在土壤中的累积。     

川中小流域地下水硝态氮的时空变化特征

通过2002年4月至2003年4月对川中丘陵区小流域地下水中氮素各种形态的监测分析,研究了该流域地下水硝态氮的时空变化特征。结果表明,川中小流域地下水硝态氮污染特征与流域降水的季节变化趋势基本一致,其污染强度约从6月开始上升,一直持续到10月,集中在降雨丰富的时段。夏季3个月(6月—8月)是地下水硝态氮污染的高发季节,这与年雨量的60%集中于该季节而降水多以暴雨形式出现有关。小流域地下水硝态氮污染强度中以小流域上部为最高,明显高于该流域的中下部。小流域上部的塘边井样点地下水硝态氮浓度平均达11.26mg·L-1,最高值达14.23mg·L-1,超过WHO所规定的生活饮用水NO-3-N浓度上限的42.3%;小流域中下部地下水硝态氮的污染水平相对较小,以张飞井为最低,平均浓度仅为1.03mg·L-1。小流域地下水中氮素存在形态以NO3--N为主,平均占97.6%,最高达99.4%。     

内蒙古河套灌区农业常规管理下土壤硝态氮与氮淋失的元分析

为了控制氮肥量、节水、提升土壤地力,通过收集已发表结果的数据,采用元分析方法系统地探索了内蒙古河套灌区土壤硝态氮与氮淋失量状况及其相关因素。结果表明,常规管理下玉米（Zea mays L.）地、向日葵（Helianthus annuus L.）地、春小麦（Triticum aestivum L.）地土壤表层（0～20 cm）平均硝态氮含量分别为22.78、9.92、17.80 mg/kg,土壤平均氮淋失量分别为49.82、45.11、93.73 kg/（hm2·年）,常规施氮（N）量分别为357.7、233.2、320.0 kg/hm2。常规施氮量导致的土壤氮淋失量是不施用氮肥的6.76倍,其主要影响因素为土壤质地、土壤表层有机质含量、土壤表层pH、作物类型、灌溉量。这表明河套灌区常规管理下的施氮量偏高,地力随时间有降低的趋势,氮淋失较严重。     

利用原状土柱系统研究设施栽培下硝态氮淋失状况

选取山东省典型设施栽培区寿光大棚蔬菜为研究对象,采用原状土柱系统研究了农户常规栽培措施下硝态氮的淋失状况。研究发现,黄瓜和苦瓜生育期内硝态氮的淋失浓度范围为40.7～74.7 mg/L,试验期间硝态氮淋失浓度平均为53.4 mg/L,所有样品中的硝态氮含量均超过国家规定的饮用水标准和地下水源硝态氮控制标准;冬季硝态氮淋失浓度高于其它季节。硝态氮淋失量为276.24 kg/hm2,除第一次移栽灌溉外,硝态氮淋失量最高出现在2011年3月份。     

红壤养分淋失的影响因子

利用排水采集器结合系列田间定位试验研究了土壤类型、利用方式、耕作和施肥对我国东南红壤丘陵区土壤养分的淋失的影响。旱地红壤养分的淋失主要集中在施肥后的雨季(4—6月),土壤孔隙状况和土壤水分状况共同影响了土壤中养分淋溶过程。红壤中氮钾养分宜于淋失,磷素由于强烈的固定作用淋失量很小。作物吸收影响了养分的淋失,与荒地和草地相比,旱地花生减少了土壤表层N的淋失总量,旱地花生和茶树减少了表层土壤中K的淋失;但与水田相比,旱地红壤中养分的淋失量较高。免耕覆盖处理中由于作物秸秆中养分的分解,N、K的淋失比例高于常规耕作。在150kg·hm-2的范围内,氮的淋失率随着氮肥用量的增加也增加,但化肥和有机肥配施后氮素的淋失量降低,这与猪粪的风干处理过程以及N∶P∶K比例的变化有关。     

滇池流域地下水硝酸盐污染特征及影响因素研究

在滇池流域5个功能区采集了41个地下水的水样,对其硝酸盐含量状况进行分析。结果表明,滇池流域浅层地下水位硝酸盐含量高于深层地下水位,地下水硝酸盐含量变化范围为0.3~326 mg.L-1,平均含量为26.93 mg.L-1,已超出国家饮用水卫生标准,不同功能区对地下水硝酸盐含量影响的大小顺序为:蔬菜-花卉种植区>传统农作物种植区>城郊结合部>工矿区>昆明市主城区。分析氮肥投入量、地下水位深度等因素对污染地下水硝酸盐的影响可知,氮肥投入量和地下水中硝酸盐含量呈明显正相关。     

异丙隆在土壤中的淋溶迁移及其影响因素研究

采用室内土壤淋洗柱法,以黄褐土、砂姜黑土和水稻土为供试土壤,研究了异丙隆在土壤中的淋溶迁移行为,探讨了淋溶水量、淋溶水pH值、施药量和添加外源木炭等因素对异丙隆在土壤中淋溶迁移的影响.结果表明,不同土壤中异丙隆淋出率为黄褐土>砂姜黑土>水稻土;淋溶水量与异丙隆的淋出率呈正相关,且对淋溶后异丙隆在土层中的分布有明显影响;用不同pH值的淋溶水时,异丙隆的淋出率为pH5>pH9>pH7;施加不同药量时,异丙隆的淋出率为10 mg>5 mg>20 mg;异丙隆的淋出率随外源木炭添加量的增大而减小,而异丙隆在土壤柱中的滞留量则随着木炭添加量增大而增大,提示添加外源木炭可明显减少异丙隆在土壤中的淋出率,降低异丙隆在土壤中的淋溶深度.     

喀斯特小流域土壤厚度的影响因素

在贵州普定县后寨河小流域75 km~2面积内,采用150 m×150 m的网格布点方式,挖设2 755个土壤剖面,研究了土壤厚度在小流域内的分布及其影响因素,并对喀斯特小流域土壤概念进行了探讨,结果表明从流域尺度来看,当前研究的热点问题中存在的一个新词汇即喀斯特土壤,需要定义为由喀斯特岩石发育形成的土壤,而不应该理解为分布在喀斯特区域内的土壤,否则极易导致理解差异而形成误解。流域尺度下土壤的分布特征表现为8度以下坡度条件下多分布厚度大的土层,而随着坡度的增加土层厚度减小;喀斯特与非喀斯特的土壤厚度存在差别,海拔条件下的土壤厚度与地貌特征关联度较大;而人为作用则由于主动选择的结果,人为影响大的土壤厚度较大;小流域内土壤厚度的影响因素主要与水动力条件相关,表现在坡度、坡位的主要影响方面,因此小流域土壤的利用需要考虑到土壤厚度的分布特征,即土壤厚度大的区域可以进行利用,但土层薄的区域则需要加强保护,尤其是坡度较大的区域;而石漠化区域则需要进行治理并加强保护。     

大冲流域不同土地利用类型土壤的氮素淋溶模拟研究

为了解氮素在不同土地利用类型土壤中的淋溶过程,以具有代表性的、封闭的大冲流域不同土地利用类型土壤为研究对象,通过原状土柱试验,模拟806.4mm降雨量对其氮素淋溶过程的影响。结果表明:1)在不同土地利用类型土壤中,总氮、硝态氮和氨态氮淋溶总量的大小顺序分别为菜园地>坡耕地>梯平地>水稻田>杉木林地>混交林地>疏林地、菜园地>梯平地>坡耕地>疏林地>水稻田>杉木林地>混交林地和菜园地>杉木林地>疏林地>梯平地>水稻田>混交林地>坡耕地,其淋溶量的空间变异以坡耕地最大,水稻田最小。2)影响不同土地利用类型土壤氮素淋溶的因素有水解氮、全氮、自然含水量、比重、无定形铁和全钾等。结论:菜园地的氮素淋溶总量高于其他利用类型土壤,因此,在进行蔬菜种植时必须采取相应措施防止氮素淋溶损失造成水体污染。     

巢湖流域地下水硝态氮的分布及其影响因素研究

为了探讨巢湖流域地下水硝态氮的空间分布规律,2009年11月至12月在巢湖流域采集了253个地下水样品,分析了其硝态氮含量。结果表明,巢湖流域地下水硝态氮含量平均值为7.13 mg/L,超标率(10 mg/L≤NO-3 N<20 mg/L)和严重超标率(NO-3 N≥20 mg/L)分别为15.81%和7.11%。不同土地类型的地下水硝态氮含量存在一定差异,其中村庄＞菜地＞果园＞旱地＞城镇＞水稻-油菜（或小麦）轮作田＞单季水稻田＞养殖场。巢湖流域绿色水稻产区地下水硝态氮含量比非绿色水稻产区低。农田地下水硝态氮含量与化肥氮施用量、人口密度和耕地面积比例呈正相关。农田地下水硝态氮含量具有随地下水位的下降而降低的趋势,但两者之间没有显著相关性。当化肥氮的年施用量超过100 kg/hm2或地下水位低于9 m时,地下水硝态氮含量存在超标的潜在危险。     

苏南太湖流域水稻氮肥利用率及氮肥淋洗量研究

在苏南太湖流域,对不同氮肥施用水平下水稻的产量,氮肥利用率及氮肥水环境损失进行了研究。结果表明,在３５０ｋｇ／ｈｍ＾２的高氮肥施用水平下,水稻产量已经下降,植株发生氮素“奢侈”吸收,氮肥利用率下降,氮的淋洗量迅速增加。在以上研究结果的基础上,利用环境经济学的Ｃｏａｓｅ原理和农业技术经济学的边际收益分析原理求得,２２１．５－２６１．４ｋｇ／ｈｍ＾２Ｎ为苏南太湖流域目前生产条件下,水稻兼顾生产,生态和     

乙草胺在土壤环境中的降解及其影响因子的研究

采用实验室模拟方法研究了乙草胺在不同土壤中的降解动态。结果表明,在未灭菌的土壤中,乙草胺3种添加浓度(1.25、2.5和5.0mg·kg-1)处理的半衰期为2.8～5.1d,远远小于在灭菌土壤中3种添加浓度处理的半衰期(20.0～25.1d);乙草胺在偏碱的华北褐土中降解较快,2.5mg·kg-1处理的半衰期为4.2d,而在偏酸的东北黑土和湖南红土中降解较慢,半衰期为6.5～10.7d;土壤相对含水量由13%增至27%,乙草胺降解半衰期由7.3d缩短至3.0d;随着环境温度增高(20℃上升至30℃),乙草胺降解速度加快(半衰期由5.7d缩短至3.3d);乙草胺在黑暗条件下降解半衰期为3.8d,而在光照条件下的半衰期为5.2～6.5d。可见,5种试验因子对土壤中乙草胺的降解均有不同程度的影响。其中土壤微生物是影响乙草胺降解的主要因素,有利于土壤中微生物生长的环境因素,如偏碱的土壤、较高的环境温度和土壤湿度等,对土壤中乙草胺的降解有促进作用。     

岔口小流域农户退耕还林意愿影响因素研究

坡耕地退耕还林是开展生态文明建设、实施可持续发展战略的必然选择,而微观主体的响应至关重要。选取山西省永和县岔口小流域作为研究区域,在对流域内17个村135户农户的退耕还林意愿进行问卷调查的基础上,运用Binary Logistic模型对问卷进行分析。结果表明,农户年龄、文化程度、是否从事过林业工作、对退耕还林政策的了解程度、还林收益的预期态度、种植林木产品后是否愿意承担风险因素共6个因素对农户退耕还林意愿影响显著;并提出了从提高补偿标准、提供技术培训、提供就业机会、改善管理制度、发展林木产业、增加养殖产业这6个方面推进当地退耕还林工程持续性发展的建议和措施。     

应用长效氮肥降低土壤硝酸盐淋洗的研究

应用土柱模拟试验的方法，研究了在高肥力莱田土壤条件下，施用4种长效氮肥对油莱硝酸盐积累和土壤硝态氮淋洗的影响。结果表明：在高肥力莱田土壤上，施用长效氮肥未能明显提高油莱的生物量争吸氮量。施肥增产效果不明显。施用长效碳酸氢铵(MAB)争长效尿素2(SRU2)的油莱硝酸盐含量分别比对照降低18．0％和9．9％。长效碳酸氢铵(MAB)、长效尿素2(SRU2)和大颗粒尿素(SGU)3种长效氮肥能够在一定时期把NO3^-N保持在油莱的主要根系层，但并没有显著降低NO3^-N的淋洗。