麦田在降雨入渗和排水条件下化肥流失的试验研究

在南方渍害田地区,通常是稻麦连作区,为研究这些地区在排水条件下的氮肥流失规律,在上海青浦农田水利试验站进行了田间试验。试验表明,在小麦生长期,地下水埋深较小时,氮素在土壤中,在地下水位以下土壤剖面上的硝态氮含量很小,排水农田中氮自排水暗管流失量仅占总损失量中较小部分。表明地下水中氮素大部分以Ｎ２Ｏ 和Ｎ２ 形态散失。这些试验结果将为排水条件下氮素运移转化模拟计算提供依据     

暗管控制排水条件下土壤硝态氮运移转化规律的试验研究

为研究控制排水措施对土壤硝态氮运移和转化的影响,通过测坑试验分析了不同控制排水位下土壤不同深度硝态氮的含量和分布。结果表明:①控制与非控制排水条件下土壤剖面硝态氮分布规律相似,硝态氮含量集中在0～40 cm土层,深层土壤中硝态氮浓度很小在1 mg/kg左右,不会污染地下水;②排水结束后至降雨前,表层至40 cm土壤剖面硝态氮浓度变化率和各田硝态氮含量的增大率与控制排水出口的高度成负相关,降雨至排水结束后,表层硝态氮的浓度均减小,表层以下硝态氮浓度变化与地下水埋深有关,地下水位以上硝态氮浓度一般增大,地下水位以下硝态氮浓度一般减小。结论为控制排水措施减小了深层土壤硝态氮含量,且大大减少了土壤中硝态氮的含量,且控制排水能有效减少硝态氮的流失量。     

旱地控制排水条件下氮素运移试验

为探讨在旱地采取控制排水措施、控制不同深度时土壤中氮元素的迁移转化规律,在旱地进行了控制排水试验,对土壤的硝态氮及铵态氮进行了追踪测定。试验表明,不同控制深度时,土壤剖面硝态氮浓度在80cm深度以内随着深度的增大而增大,且在80cm深处时已趋近于0,而土壤剖面铵态氮浓度并没有随着深度增大而呈现一定的趋势;控制排水水位高,对应田块中土壤剖面各层硝态氮及铵态氮浓度均较高,控制排水在旱地能起到保肥及减少施肥的作用。     

旱地控制排水条件下氮素运移试验研究

为探讨在旱地采取控制排水措施、控制不同深度时土壤中氮元素的迁移转化规律,在旱地进行了控制排水试验,对土壤的硝态氮及铵态氮进行了追踪测定.试验表明,不同控制深度时,土壤剖面硝态氮质量分数在80 cm深度以内随着深度的增大而增大,且在80 cm深处时已趋近于0,而土壤剖面铵态氮浓度并没有随着深度增大而呈现一定的趋势;控制排水水位高,对应田块中土壤剖面各层硝态氮及铵态氮质量分数均较高,控制排水在旱地能起到保肥及减少施肥的作用.     

旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象 ,根据实测数据 ,分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律 ,并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题     

旱田表层上边界土壤氮素浓度变化规律的研究

以我国南方湿润地区有渍害威胁的排水农田为主要研究对象，根据实测数据，分析了上边界土壤氮素浓度的变化规律和作物吸氮规律，并用于土壤中水氮迁移转化数学模型中的上边界条件和氮平衡问题。     

暗管排水和有机肥施用下滨海设施土壤氮素行为特征

为揭示暗管排水和微生物有机肥施用下滨海设施土壤氮素的归趋和转化机制,设计了暗管排水结合有机肥处理（S-OF）、暗管排水结合无机肥处理（S-IF）和无暗管排水的无机肥处理（CK）,以葡萄和油菜间作栽培为模型系统,观测土壤总氮含量在垂直剖面上的分布、耕层土壤矿质态氮含量和有机态氮含量的变化及其与土壤理化性质的相关性。结果表明：暗管排水和微生物有机肥共同驱动下,土壤容重有所降低,孔隙度升高;暗管排水促使耕层土壤总氮向深层土壤迁移,相比S-IF,S-OF处理耕层土壤总氮的降低幅度较小;滨海设施土壤耕层的总氮80%以上以有机态形式存在,矿质态氮所占比例很小,S-OF处理有利于试验后期土壤矿质态氮含量的提升;耕层土壤矿质态氮含量与土壤有机质、总有机碳含量呈极显著正相关。暗管排水和微生物有机肥施用有利于改善滨海设施土壤结构,提高耕层土壤有机质和总有机碳含量,促进土壤有机态氮向矿质态氮的转化,本研究结果可为滨海设施土壤改良和水肥决策提供科学依据。     

污水中氮素在无植物生长土壤中的迁移与去除试验研究

通过土柱模型试验,模拟研究了在无植物生长条件下,污水中不同形式氮素在土壤处理过程中的渗透、淋溶、转化、去除等特征。试验结果表明,在土柱上层土壤中(从土柱上端计10cm深度以内)铵氮浓度随着土壤深度的增加而呈现明显降低的趋势。在土柱上层土壤以下,铵氮浓度基本较小。对于硝酸盐氮和总氮来说,试验初期未出现排水前,在土柱中、上层土壤中(从土柱上端计70cm深度以上),硝酸盐氮和总氮的浓度呈现先增加、后下降的变化趋势;当土柱底部出现排水后一段时间,土柱中、上层土壤中硝酸盐氮和总氮浓度仍呈现出持续弱增长的趋势;随着排水次数的增加,土柱下层土壤中硝酸盐氮和总氮浓度则呈现出明显持续下降的变化趋势。同时,实验结果还表明,在无植物生长条件下,土壤对污水中氮素的去除作用明显,就本文使用污水来说,总氮去除率在30%以上;另外,值得注意的是,由于长期污水排放将会增加地下水等水体污染概率。     

节灌控排条件下稻田氮平衡模拟及利用效率分析

运用DNDC模型模拟分析不同节灌、施肥、控排条件下稻田氮素平衡状况及氮肥利用效率。结果表明,节水灌溉控制排水条件下,施氮量不大于180kg/hm2时,稻田土壤氮库均呈现亏损,亏损量为54.7～127.6kg/hm2,亏损量随着施氮量的增加而逐渐减小;除浅灌深蓄中氮和浅灌深蓄高氮处理外,控制排水处理土壤氮素亏损量均大于常规排水;浅灌深蓄、施中氮和控制排水的组合是最佳的水肥处理模式。     

拔节孕穗期受渍对小麦干物质产量,矿质营养和品质的影响

小麦拔节孕穗期受渍造成小麦严重减产，而排水则显著提高籽粒产量，有利于麦株吸收土壤中的氮、磷、钾矿质营养，对改善小麦籽粒的品质亦有较大作用，发展农田暗管排水降低地下水位对南方多雨地区小麦增产及改善品质有重大作用。     

拔节孕穗期受渍对小麦干物质产量、矿质营养和品质的影响

小麦拔节孕穗期受渍造成小麦严重减产，而排水则显著提高籽粒产量，有利于麦株吸收土壤中的氮、磷、钾矿质营养，对改善小麦籽粒的品质亦有较大作用。发展农田暗管排水降低地下水位对南方多雨地区小麦增产及改善品质有重大作用。     

控制平原湖区棉田暗管排水水位对氮素流失影响分析

选取控制水位为地下0、30、50、80、100 cm的5块棉花地,测定分析生育期内土壤和排水中氮素含量,探讨不同的地下水控制水位对土壤氮储量和径流中氮素排放量的影响。结果表明,5块棉花地雨后地下水水位与控制水位显著线性相关,单位面积土壤中氨态氮储量随控制水位的降低而减少,暗管径流中氨态氮排放量与暗管排水量有明显的线性正相关关系,硝态氮的排放量有随控制水位降低而增加的趋势。     

不同模式对盐碱地土壤环境改良效应的研究

研究陕西卤泊滩盐碱地在传统排水和生态蓄水处理下土壤容重、孔隙度、水分、全盐量和养分特征,分析说明不同治理模式下土壤理化特征的差异性,从而为治理盐碱地提供科学依据及论证治理模式的可行性和准确性。在陕西富平设置盐碱地模型试验,分别设置传统排水和生态蓄水2种处理,测定分析0~30 cm土层土壤容重、孔隙度、电导率、全盐量、有机质、全氮、速效钾、速效磷及分形维数;分析0~160 cm土层土壤含水率及贮水量,并综合分析在0~30 cm土层,土壤分形维数平均值与土壤养分平均值相关关系。结果表明:在0~30 cm土层,2种模式下,土壤容重与孔隙度呈现趋势一致,生态蓄水模式较传统排水可有效降低土壤容重,增加土壤孔隙度;同等水量下,在0~160 cm土层,生态蓄水处理下土壤平均湿度和平均贮水量较传统排水处理分别高4.47%和2.57%;在0~30 cm土层,传统排水和生态蓄水处理较试验前显著降低土壤pH值、电导率和全盐含量,且生态蓄水处理减少显著;在0~30 cm土层,各处理下各养分含量表现趋势一致即随着土层的增加而减小,且生态蓄水处理下有机质、全氮、速效钾和有效磷平均含量较传统排水处理分别高18.96%、4.76%、10.67%和9.35%,处理间差异显著(P0.05);在0~30 cm土层,不同处理下土壤团聚体干筛和湿筛的分形维数呈现相反趋势,且与土壤平均容重、有机质、全氮、速效钾和速效磷存在良好的线性关系(R~2=0. 800 6~0.949 9),差异性显著(P0.05)。综上所述,生态蓄水处理较传统排水处理可有效改善土壤理化性质,提高土壤稳定性及土壤质量,可良好地实现盐碱地治理。     

受淹农田土壤-上覆水氮磷迁移特征模拟研究

【目的】研究受涝农田土壤中氮磷流失规律及上覆排水中氮磷释放特征,探求合理的排水时间。【方法】基于原状土试验测坑开展大豆淹水试验,分析了淹水前后土壤中氮磷变化量、淹水过程中土壤pH值、Eh值以及上覆水中氮磷质量浓度的变化。【结果】随着淹水历时延长,土壤氮磷损失率增加,2次试验淹水结束较淹水前土壤全氮、全磷损失率均值约为7.63%和3.17%,碱解氮降低17.84%,有效磷增加8.65%;上覆水中TN、NH4+-N和NO3--N质量浓度在淹水第1天增速较快,分别达到0.405、0.192和0.209 mg/L,2～4 d时间内TN质量浓度缓慢增加,NH4+-N和NO3--N质量浓度之和减少为0.226 mg/L,第4天至淹水结束,TN和NH4+-N质量浓度增加,NO3--N质量浓度继续降低,整个淹水过程无机氮质量浓度占总氮比例由98.5%降至54.4%;淹水过程中上覆水含磷量不断增加,呈现二次多项式变化特征,淹水结束TP质量浓度为0.615 mg/L,其中可溶性磷酸盐占TP质量浓度的80.5%～91.6%;淹水后,受试土壤的pH值和Eh值降低,进一步增强了土壤中氮磷向上覆水迁移的能力。【结论】综合考虑受淹农田氮磷迁移特征和作物产量等因素,农作物在受淹后应采取控制排水措施,以减少氮磷随地面排水的流失。大豆花荚期受淹后第3天为最佳排水时机。     

蓄水排水条件下盐碱地pH值分布特征及其与土壤养分的关系

【目的】检验蓄水和排水条件下盐碱地土壤养分的变化和分布特征。【方法】从野外试验田采样,分析了蓄水和排水条件下0~200 cm土层中土壤p H值变化趋势及土壤有机质、全氮、速效钾和有效磷等养分指标的分布规律。【结果】蓄水和排水条件下,土壤p H值均能满足作物生长需求,蓄水试验田土壤p H值小于排水试验田。通过相关分析和逐步回归分析发现,排水试验田p H值与土壤养分线性相关(土壤有机质(r=-0.709**,p0.01)、土壤有效磷(r=-0.400**,p0.01)、土壤速效钾(r=0.628**,p0.01)),蓄水试验田与土壤养分相关性差(p0.05)。【结论】蓄水试验田可以有效降低土壤耕作层的盐分,加速土壤耕作层脱盐,又能将水分和养分固存于土壤非耕作层,提高了盐碱地治理效果和土壤养分量。     

对灌区水盐平衡和控制土壤盐渍化的一些认识

对灌区的水盐平衡问题进行了研究，包括灌区总体上、灌区内不同地区、土壤剖面的不同层次上的盐分平衡问题。在此基础上，提出了控制土壤盐渍化的灌排措施，论述了控制土壤盐渍化对灌排措施的基本要求、不同地区的灌排模式、生物排水和排水再利用、排水出路和盐分去处及灌区水盐动态监测等问题。     

不同排水措施对青海高寒区盐碱地改良效果的研究

【目的】解决青海高寒区盐碱地治理的问题。【方法】采取在青海柴达木盆地德令哈(中度盐渍化)与诺木洪(重度盐渍化)2处试验区建设排盐工程与田间试验的方法,在中度和重度盐渍化土地安装毛细透排水带与暗管进行排水,分析了毛细透排水带降盐技术对中度和重度盐渍化土壤盐分变化规律的影响。【结果】(1)中度和重度盐渍化土壤表层(0～10 cm)盐分下降最快,其他土层盐分量呈现显著下降,中度和重度土壤最高脱盐率分别为81.19%和96.62%,重度盐渍化土壤盐分可降低至中度水平;(2)2处试验区0～10 cm土壤盐分中Cl-、SO42-、Na+和K+量较原始土样明显下降,毛细透排水带对Cl-、SO42-、Na+和K+有显著的淋洗作用;(3)毛细透排水带降盐技术在青海高寒区中度盐渍化地区土壤脱盐率可达98.61%,重度盐渍化地区淋盐定额土壤脱盐率可达94.41%。在1 500 m3/hm2灌水量、灌水次数4次的淋盐定额下,中度盐渍化土壤的改良效果最好;在1 650 m3/hm2灌水量,灌水次数4次的淋盐定额下,重度盐渍化土壤的改良效果最好。【结论】毛细透排水带可以有效治理盐碱土壤,中度盐渍化地区改善土壤性质,恢复耕地,提高土地生产力。     

三江平原暗管排水的田间模拟试验研究

在明沟排水的基础上进一步建设田间暗管系统,是平原地区的一种先进排水枝术。由于暗管工程设在地下,因而它占地少,便于机耕,排水效率高;不塌方,不长草,少维修;特别有利于排除土壤中多余水分,解决防渍问题。为了弄清暗管排水功能,同时为设计工作提供依据,黑龙江省水科所于1979年在东北三江平原低湿地上,进行了暗管排水的田间模拟试验研究。本文对该项试验的主要成果做了分析计算,并且得到适用于本地区或类似地区的暗管排水计算公式,可供参考使用。     

土壤中氮磷流失试验研究

为了探讨农田土壤中氮磷对水环境的污染,开展室内模拟降雨试验,通过对比分析不同试验条件下氮磷在地表径流和地下排水溶液中的流失质量分数和流失速率,研究了土壤中氮磷的流失规律。结果表明,同时存在地表径流与地下排水时,地下排水流失的氮占氮流失总量的主要部分,而磷则主要通过地表径流途径流失。总体上来说,土壤中氮磷溶质从地下排水途径中流失比重大,故通过控制流失途径来减少流失时,需优先采取降低地下排水量的措施。当地下排水条件越差、地表最大积水深度越大时,氮磷的流失总量越少;土壤初始含水率越大,土壤中氮磷溶质在地表径流途径中的流失量越大。     

基于EFAST的CERES-Wheat模型土壤参数敏感性分析

为了定量讨论DSSAT-CERES-Wheat模型中土壤参数对模拟结果的影响,运用扩展傅里叶幅度检验（EFAST）法,对影响冬小麦生产及生态系统中氮素分布的2类模型参数进行了敏感性研究,重点探讨了模型中土壤参数变化对模型模拟的冬小麦产量、冬小麦氮素分布、土壤氮素分布及土壤氮素转化的影响。结果表明：对冬小麦产量、地上生物量及收获指数影响最敏感的土壤参数为田间持水率,其次是土壤酸碱度;对冬小麦地上生物量中氮素含量影响最敏感的土壤参数为土壤酸碱度,对冬小麦籽粒中氮素含量影响最敏感的参数为田间持水率,对冬小麦根和叶中氮素含量影响最敏感的土壤参数则为土壤总氮含量;对作物吸收土壤中氮素影响最敏感的参数是径流曲线数,对土壤氮淋失量影响最敏感的参数为排水比率,对土壤中硝态氮、铵态氮含量影响最敏感的参数为土壤总氮含量;对土壤中氮素矿化和硝化影响最敏感的土壤参数为土壤总氮含量,对土壤氮素反硝化影响最敏感的参数为排水比率,对氨挥发量影响最敏感的参数为土壤总氮含量,氨挥发量对排水比率和土壤酸碱度的变化也较敏感。当侧重于模拟冬小麦产量及作物氮素研究时,原需测量的15个土壤参数可简化为4个,而当侧重于土壤氮素转化及分布研究时,可简化为重点测量的9个参数。本研究可降低CERES-Wheat模型土壤参数获取难度,方便模型本地化、区域化应用。