闽西北农田生态系统中大气氮湿沉降研究

在福建省三明市将乐县连续3年定位收集湿沉降,研究闽西北地区农田生态系统大气氮素湿沉降的浓度、沉降量以及时间变化规律。结果表明:降水中TN、TIN、DON、NH4+-N和NO3--N的平均浓度分别为1.22,0.83,0.38,0.53,0.30mg/L,无机氮与有机氮的比例达到2.18,且在每次降雨中总氮的浓度均超过水体富营养化阈值(0.2mg/L)。该地区湿沉降氮输入量有明显的季节性变化,春、夏季高,秋、冬季低。在湿沉降输入氮中NH4+-N、NO3--N和DON占总氮的比例分别为43.77%,24.78%和31.45%,湿沉降以无机氮(TIN)为主,平均年无机氮(TIN)沉降量为8.71kg/hm2,占总氮(TN)沉降量的68.55%。总氮(TN)年输入量为4.17～18.00kg/hm2,平均值为12.71kg/hm2。大气中氮素湿沉降对生态环境有一定的风险。     

吉林省中部农田生态系统降雨湿沉降氮特征

大气氮沉降作为人类面临的重大问题,越来越受到人们的重视,而大气湿沉降氮更是研究热点。本文以吉林省中部生态地区为例,通过研究该农区湿沉降氮的总体特征和输入氮相关参数(p H、总氮、铵氮、硝氮),明确了该区域大气湿沉降氮年际发生规律和季节分异特征,掌握了我省中部农区农田生态系统湿沉降氮的负荷情况,得出以下结论:(1)降雨年际间变异较大,极端年出现的频次高于平均年的频次,且降水量变化具有明显的季节性,最大降雨量集中6~9月,占全年降水的70%左右;(2)降雨p H值变化幅度较小,平均值为6.91。降雨氮浓度变异系数较大,且总氮浓度超过入湖库水浓度(2 mg L-1)2倍多,而铵氮浓度介于地表水III类与IV类之间,是地下水质铵氮标准的4倍;(3)年均湿沉降总氮量为18.3 kg hm-2,无机氮的沉降量为10.3 kg hm-2,对总氮贡献率为57%;(4)氮沉降量与降雨量和氮浓度呈显著或极显著正相关关系,对于湿沉降总氮来说,雨量的相关性好于浓度的相关性,而对于湿沉降的无机氮而言,浓度的相关性好于雨量的相关性。     

陕西关中湿沉降输入农田生态系统中的氮素

在陕西关中杨陵、乾县枣子沟和澄城县杨家陇３个试验点多年收集了降水（即湿沉降）,并对其中的矿质进行了测定。结果表明,湿沉降年输入农田生态系统的氮素６．２８￣２６．６２ｋｇ／ｈｍ＾２,平均（１６．３±８．１）ｋｇ／ｈｍ＾２,其中以铵态氮为主,占６６．３％￣８８．５％平均（８０．２±８．５）％;硝态氮占１１．５％￣３３．７％,平均（１９．８±８．５）％湿沉降输入的氮素,不权在收集地点间有明显的分异性,而     

我国红壤区大气氮沉降及其农田生态环境效应

大气氮沉降作为营养源和酸源,沉降数量的急速增加,将严重影响生态系统的生产力和稳定性,对农田生态系统的影响日益显现。本文简要介绍了大气氮沉降的概念、来源和研究方法,梳理了近年来我国红壤区大气氮沉降的形态、数量及其对农田生态系统的影响,提出了红壤农田生态系统大气氮沉降当前存在的问题及今后的发展趋势。     

青岛大气氮湿沉降动态变化

利用雨量器定点采集雨样的方法,研究青岛市城阳区2007-2010年间降水中不同形态氮浓度、氮沉降量的月、季动态变化。结果表明:降水中NH4+-N、NO3--N、DON月均浓度差异较大。DIN浓度在12月-翌年1月份较高,在7-8月份较低,DON浓度表现为11月份最低;NH4+-N、NO3--N、DON月平均浓度分别为1.26,1.11,1.37mg/L,且均存在冬、春季>夏、秋季的特点。NH4+-N和NO3--N沉降量与降水量呈乘幂型正相关,相关系数(r)平均为0.607,DON沉降量与降水量呈线性正相关(r=0.674),且均达到显著水平(P<0.05)。监测期内各形态氮沉降量月份间变化幅度较大,7-8月份的NH4+-N、NO3--N和DON沉降量分别为4.17,3.00,3.26kg/hm2,约占全年相应形态氮沉降量的44.2%,35.6%,48.6%,且各形态氮沉降量均表现为夏季>春季>秋季>冬季。该区域NH4+-N、NO3--N、DON年沉降量依次为10.14,8.72,6.33kg/hm2,分别占DTN沉降量的40.3%,34.7%,25.0%。     

江西红壤地区农田生态系统大气氮沉降通量的研究

2004年12月至2005年11月在江西鹰潭中国科学院红壤生态实验站进行了为期1a的大气氮沉降的外场观测试验。本文对观测得到的数据资料进行分析,定量给出了农田生态系统大气氮化物浓度和氮沉降通量。结果表明,鹰潭地区农田下垫面大气中NH3、NOx和ON(有机氮)的平均浓度分别为24.6、3.54、7.2μgm-3。气溶胶中铵盐、硝酸盐、ON的平均浓度分别为4.16、4.64、0.92μgm-3。降水中NH4+离子、NO3-离子、ON的平均浓度分别为0.89、0.73、0.26mgL-1。全年大气氮沉降总量为N6.26gm-2,其中干沉降为N3.19gm-2,占总沉降量的51%;湿沉降为N3.07gm-2,占总沉降量的49%。无机氮沉降为N5.47gm-2,占总沉降量的87.4%;有机氮沉降为N0.79gm-2,占总沉降量的12.6%。与草地、森林、湖泊等其他下垫面相比,江西红壤地区农田下垫面大气氮沉降量相对较大,对农田生态系统氮素平衡将产生重要影响。     

陕西省不同生态区大气氮沉降量的初步估算

2008年,对陕西省4个不同生态区5个监测点的干湿沉降输氮量进行为期1年的观测研究,旨在对不同生态区大气氮沉降量进行初步估算。结果表明,2008年各生态区总无机氮（TIN）沉降量在8.25-16.12 kg·hm-2之间,其中以地处长城沿线风沙草原生态区的榆林地区最小,渭河谷地农业生态区的杨凌地区最大。榆林、洛川、西安、杨凌以及安康地区NH＋4-N沉降量分别为3.10、 3.66、 8.60、 9.14和9.96 kg·hm-2,NO-3-N沉降量分别为5.15、7.54、6.29、6.98和5.66 kg·hm-2 ,NH＋4-N沉降量的不同是造成TIN沉降量之间差异的主要原因。各生态区湿沉降输氮量为6.57-14.43 kg·hm-2,干沉降输氮量为1.19-2.74 kg·hm-2,均显示出一定的时间变异性。受降雨量影响,湿沉降量在降雨量大的夏秋季较高,降雨量小的冬春季较低;干沉降量则与之相反,可能是由于雨水的冲刷作用和冬春季节扬尘天气较多引起的。     

基于氮排放数据的中国大陆大气氮素湿沉降量估算

大气氮素湿沉降与氮的排放紧密相关,通过对已知的氮素排放数据与收集的氮素湿沉降实测数据对应分析发现,不同地区氮素的排放与湿沉降之间存在稳定的比值关系。根据这些比值关系,估算了1980—2007年中国大陆氮素湿沉降量,并运用GIS技术进行了大气氮素湿沉降强度和时空分布。结果表明,我国大陆区域氮素湿沉降呈明显的增长趋势,沉降总量由1980年的4.96Tg增长到2007年的11.80 Tg,单位面积通量分别为516 kg N.km-2.a-1和1 128 kg N.km-2.a-1。氮素湿沉降的空间分布不均,东部、东南沿海地区和中部地区沉降量较高,广大西部地区较低。化学氮肥的施用、燃料的使用和禽畜养殖规模扩大是导致氮湿沉降量增加的主要原因。     

大气氮素沉降研究进展

人为干扰下的大气氮素沉降已成为全球氮素生物化学循环的一个重要组成部分。作为营养源和酸源, 大气氮沉降数量的急剧增加将严重影响陆地及水生生态系统的生产力和稳定性。本文从大气氮沉降对土壤和水体环境、农业和森林生态系统以及生物多样性等方面综述了近年来国内外大气氮素沉降的研究现状及其对生态系统的影响, 并总结探讨了前人采用的大气沉降氮测定方法, 展望了我国大气氮沉降的研究前景。     

北京近郊农田大气NH3与NO2干沉降研究

近几十年来,随着世界经济和人口的迅速增长,全球大气活性氮排放量急剧上升[1]。活性氮大气排放的增加使得从大气沉降到地面的氮素数量也迅速增加,从而有可能导致自然或半自然生态系统(如森林、草地和湖泊等)富营养化土壤或水体酸化以及生物多样性降低等危害[2~5]。为了有效地评价大气氮沉降的生态环境效应,欧美一些国家进行了大量的氮沉降监测工作,并建立起了比较完善的氮沉降监测网络,如联合国欧洲经济委员会欧洲监测与评价计划(UN ECE-EMEP)、美国的国家大气沉降计划(NADP)和清洁空气状况与趋势网(CASTNet)以及加拿大的空气与降水监测网(CAPMoN)等。我国关于氮沉降的网络研究起步较晚,且主     

污泥堆肥过程中氮素损失机理及保氮技术

堆肥化是污泥处置中的一种有效的资源回用方法，但是在堆肥化过程中N的损失可大大降低堆肥的农用价值，进而限制了污泥堆肥的使用。本文对污泥堆肥化过程巾，N素的转变与损失机理采用生化反应电子计量学进行了探讨，并且讨论了固定N源、降低N素损失、提高堆肥农用价值的方法。     

城市垃圾堆肥的生态效应与对策研究

本文分析了城市垃圾堆肥的生态效应,其中包括肥力效应:提高土壤养分,改善土壤的理化性质;生物效应:改善土壤的微生物特性,提高植物的产量和品质;环境负效应:造成土壤的沙化、盐渍化、重金属积累等;环境正效应:修复被污染的土壤,防止水土流失;并阐述了垃圾堆肥环境效应的预防措施。最后提出了城市垃圾堆肥的发展对策:提高垃圾堆肥的质量,发展有机无机复合肥。     

铁营养状况及不同形态氮素对玉米体内不同铁库铁再利用的影响

采用分根技术、营养液培养方法 ,研究缺铁条件下供应不同形态氮素对玉米苗期体内不同铁库中铁再利用的影响。结果表明 ,缺铁条件下 ,玉米新生叶片铁营养状况不仅受体内铁库强度大小的影响 ,而且也受外界调节措施—氮素形态的调节。研究发现 ,与NO3-N相比 ,不考虑根细胞质外体铁库时 ,供应NH4-N可使初生叶中 32 %的铁再利用 ,考虑根系铁库时 ,初生叶铁变化不明显 ,而可使根系 40 %的铁转移至地上部。无论根系是否有铁库 ,缺铁条件下 ,NH4-N能提高新叶活性铁含量和伤流液中铁浓度。     

黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳积累与损耗的影响

以侵蚀和沉积过程明显的黑土坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位表层和典型剖面土壤不同粒级的水稳性团聚体、颗粒态有机碳（POC）以及团聚体结合态有机碳含量,探讨土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳（SOC）损失、迁移和累积过程的影响。研究结果表明：上坡三个侵蚀部位表层土壤大团聚体、矿质结合态有机碳（MOC）以及团聚体结合态有机碳含量随侵蚀速率增加而减小;沉积部位（尤其是坡脚）POC含量和POC/SOC较低,而MOC含量和MOC/SOC较高。始终处于沉积状态的坡脚部位,各粒级有机碳组分的深度分布均表现出土壤累积和埋藏特征,并随着粒级的减小累积现象趋于明显。上述结果反映了土壤侵蚀优先使与细颗粒和微团聚体结合的SOC迁移流失,并在低洼的沉积区累积;埋藏层中的侵蚀物质（如微团聚体、颗粒态有机质）通过深埋作用和重新团聚作用形成稳定的大团聚体,最终促进SOC的固定。     

施肥对农田氮磷污染物径流输出的影响研究

施肥不当是造成农田地表径流 N、P 污染的主要原因。本文采用实地调查与模拟实验相结合的方法,研究了不同肥料品种、不同施肥强度、不同施肥时间与方式对土壤地表径流 N、P 流失的影响。结果表明,农田径流 N、P 的流失量与肥料投入水平有一定的正相关性,施肥后土壤地表径流中总 P 浓度比未施肥前成倍增加。不同肥料品种以硝酸铵最易增加径流中 N 的含量;通过经济与环境协调分析,相对于其他处理而言,一定量的尿素与普钙配合施用可减少 N、P 流失,同时获得较高的白菜产量;就施肥方式而言,深施或穴施比表施可显著降低径流中 N、P 的流失量。     

施用预处理秸秆对土壤供氮特征及菠菜产量和品质的影响

采用盆栽试验方法,研究了施入经过预处理的水稻秸秆(预处理秸秆)后土壤的供N特征和菠菜产量与品质的变化。研究结果表明,经预处理后,秸秆中纤维素、半纤维素和二氧化硅的含量显著降低,但可溶性物质含量显著增加;预处理稻秆与N肥配合使用,土壤中微生物量N、有效态N(NO3--N和NH4 -N)含量显著增加,并且在供N方式上具有鲜明的渐进性和持续性;第41天时每钵菠菜的鲜重比对照增产81.4%,菠菜中Vc含量高于单施尿素处理,硝酸盐积累量低于单施尿素处理。可见预处理稻秆配施N肥能显著改善土壤的供N能力,提高菠菜的产量和品质。     

红壤的供氮能力及化肥氮的去向

采用盆栽试验 ,研究了由第四纪红色黏土和红砂岩发育的不同侵蚀程度红壤以及施用有机或无机肥 1 0年以上培肥的红壤在不加外源氮肥条件下的自然供氮能力 ,以及施用1 5N肥源后肥料氮在土壤 -作物系统中的去向。结果表明 :红砂岩发育红壤 (红砂土 )的矿化量和供氮量显著高于第四纪红黏土 (红黏土 ) ,同一母质中轻度侵蚀红壤的矿化量和供氮量又显著高于重度侵蚀红壤。培肥后红壤的矿化量和供氮量显著提高 ,其中有机培肥红壤高于无机培肥红壤。侵蚀红壤的氮肥利用率低 ,土壤残留氮率较高 ,氮肥损失率不大 ,其中红砂土的氮肥残留率明显低于红黏土 ,而氮肥损失率却显著高于红黏土。培肥后红壤的氮肥利用率明显增加 ,其中有机培肥红壤的氮肥利用率和残留率显著高于无机培肥的红壤 ,而氮肥损失率却明显低于无机培肥红壤。     

控释氮肥的氮素释放特征及其对水稻的增产效应

采用浸水释放试验和水稻田间试验方法研究了疏水性材料有机高分子聚合物包膜控释氮肥的释放特征,并以普通氮肥作对照研究了包膜控释氮肥对水稻的增产效应。研究结果表明,包膜控释氮肥养分释放达到了控释效果;与普通氮肥相比,施用控释氮肥有效提高了稻田土壤中碱解氮和铵态氮含量,促进了水稻植株和根系对氮素的吸收利用;两种处理的水稻总生物量差异不显著,但是在籽粒产量上,控释氮肥各处理两年的试验结果均比普通氮肥增产10%~40%,尤其是控释氮肥施用量为普通氮肥1/3时仍有增产效果,2003年高达15·1%;在当地稻田条件下,2002年控释氮肥氮素利用率最高达到了51·2%。采用疏水性包膜材料有机高分子聚合物包膜的控释氮肥比普通氮肥具有控制释放、促进水稻吸收氮素养分、提高籽粒产量和肥料的当季利用率与降低施肥量的优越性。     

猪粪和磷肥对石灰性土壤有机磷组分及有效性的影响

通过室温培养—盆栽试验研究了施用猪粪和磷肥(磷酸二氢钾)后石灰性土壤有机磷组分的变化及不同有机磷组分对黑麦草吸磷总量的贡献。结果表明，施用猪粪和磷肥显著地增加了活性、中活性和中稳性有机磷的含量，其中以中活性有机磷增量最大；活性和中活性有机磷对黑麦草吸磷总量直接贡献较大。活性、中活性和中稳性有机磷对黑麦草吸磷总量也有一定的间接贡献。按它们总的贡献可排序为活性有机磷＞中活性有机磷＞中稳性有机磷。