不同植被过滤带对农田径流中泥沙和氮磷的拦截效果与途径

在我国农业面源污染已经成为水环境质量恶化和湖泊富营养化的重要原因,其中氮磷对地表水富营养化的贡献超过了50%。通过浑水冲刷试验,研究了3种禾本科植被过滤带((黑麦草Lolium perenne Linn.)、偃麦草((京草2号)Elytrigia repens(L.)Nevski)、无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)对径流、泥沙以及氮磷的拦截效果,同时分析了3种植被过滤带拦截氮磷的主要途径。结果表明:(1)与裸地相比,3种植被过滤带均能显著提高径流与氮磷的拦截率。3种植被过滤带之间对径流、氮磷拦截率没有显著差异。黑麦草过滤带泥沙流失量显著低于无芒雀麦过滤带;同时径流、泥沙与氮磷拦截率之间存在显著正相关关系,表明植被对径流和泥沙的拦截一定程度上决定对氮磷的拦截量;(2)径流过程中磷的流失量均低于氮的流失量。氮的流失主要以溶解态氮为主,占总氮流失量的90%以上;磷的流失则主要以颗粒态磷为主;(3)植被过滤带拦截氮磷的途径不同,氮主要通过增加土壤入渗的途径来拦截,磷则主要通过植物茎秆基部进行物理拦截;(4)京草2号对氮的拦截效果优于黑麦草和无芒雀麦,而黑麦草则在磷的拦截方面表现突出。因此在植被过滤带的优化设计方面可以考虑黑麦草与京草2号2者混播以达到最佳的拦截吸附效果。     

不同植被过滤带对农田径流泥沙和氮磷拦截效果与途径

在我国农业面源污染已经成为水环境质量恶化和湖泊富营养化的重要原因,其中氮磷对地表水富营养化的贡献超过了50%。通过浑水冲刷试验,研究了3种禾本科植被过滤带((黑麦草Lolium perenne Linn.)、偃麦草((京草2号)Elytrigia repens(L.)Nevski)、无芒雀麦(Bromus inermis Leyss.)对径流、泥沙以及氮磷的拦截效果,同时分析了3种植被过滤带拦截氮磷的主要途径。结果表明:(1)与裸地相比,3种植被过滤带均能显著提高径流与氮磷的拦截率。3种植被过滤带之间对径流、氮磷拦截率没有显著差异。黑麦草过滤带泥沙流失量显著低于无芒雀麦过滤带;同时径流、泥沙与氮磷拦截率之间存在显著正相关关系,表明植被对径流和泥沙的拦截一定程度上决定对氮磷的拦截量;(2)径流过程中磷的流失量均低于氮的流失量。氮的流失主要以溶解态氮为主,占总氮流失量的90%以上;磷的流失则主要以颗粒态磷为主;(3)植被过滤带拦截氮磷的途径不同,氮主要通过增加土壤入渗的途径来拦截,磷则主要通过植物茎秆基部进行物理拦截;(4)京草2号对氮的拦截效果优于黑麦草和无芒雀麦,而黑麦草则在磷的拦截方面表现突出。因此在植被过滤带的优化设计方面可以考虑黑麦草与京草2号2者混播以达到最佳的拦截吸附效果。     

不同施肥对雷竹林径流及渗漏养分流失规律的影响

为探明减量施肥和有机肥的施用对雷竹氮、磷流失的影响,在浙江省临安市雷竹产区,设置对照(CK)、常规施肥(CF)、减量无机施肥(DI)和减量有机无机施肥(DOI)4个施肥处理.通过建立径流场和土壤渗漏水收集装置,研究不同施肥雷竹林的氮、磷流失规律.结果表明,施肥后采集的水样中氮、磷浓度都有所提升,随着时间的推移而有所下降;不同施肥雷竹林径流水中,总氮、总磷浓度分别为5.61～10.22mg/L和0.99～1.93 mg/L,总氮平均浓度为CF＞DOI＞DI＞CK,总磷平均浓度为DOI＞DI＞CF＞CK;渗漏水中氮、磷浓度分别为32.23～111.54 mg/L和1.05～5.06 mg/L,氮平均浓度为CF＞DI＞DOI＞CK,磷平均浓度为DI＞CF＞ DOI＞ CK.渗漏小区中,DI和DOI处理氮流失量相对于CF处理分别减少了58.35,158.96 kg/hm2,即19.14％,52.13％;磷流失量分别减少了22.53％和59.66％;径流小区中,DI和DOI处理全氮流失量相对于CF处理分别减少了2.11,1.04 kg/hm2,即46.85％,23.12％,DOI处理全磷的流失量相对于CF处理增加了0.28 kg/hm2.     

湖南双季稻田不同氮磷施用量的径流损失

研究双季稻田不同施肥量处理的氮磷降雨径流损失规律,对于指导双季稻合理施肥、保护水环境具有重要的现实意义。本研究采用田间试验结合径流小区监测方法,对湖南双季稻田不同氮、磷施用量的径流损失进行了研究。结果表明,单次径流事件中径流水的氮、磷含量随施肥量的增加而增大;基肥和追肥后10d内发生的3次径流事件中径流水的氮磷含量较高,其中总氮含量最高达10.880mg.L-1,总磷含量最高为0.202mg.L-1;铵态氮和硝态氮是稻田总氮径流损失的主要形态,水稻生长前期以铵态氮为主,后期则以硝态氮为主;可溶性磷占总磷比例为11.0%~94.0%;整个双季稻期间不同施肥量处理的总氮流失量为3.710~7.290kg.hm-2,流失系数为1.870%~3.771%,总磷流失量为0.200~0.320kg.hm-2,流失系数为0.327%~0.966%;氮、磷流失量与其施用量存在极显著的线性正相关,相关系数分别为0.978和0.997。氮、磷流失系数随氮、磷施用量增加而下降。适当减少双季稻田氮磷施用量能有效控制稻田的氮磷径流损失量,减小对地表水质的威胁。     

不同施肥模式对雷竹林氮磷流失的影响

通过田间小区试验,研究袋控释肥对集约经营雷竹林氮磷损失的影响。结果表明:施肥后雷竹林的径流液及渗漏液中氮磷含量随时间呈现先升后降的单峰变化趋势;袋控释肥处理中径流液全氮和全磷流失量分别为1 844.43,152.58 g/hm^2,比撒施肥处理减少了18.75%和40.94%;在渗漏液中,袋控释肥处理的全氮和全磷流失量为108.84,3.32 kg/hm^2,比撒施肥处理减少15.35%和22.91%;施肥后7天内,撒施肥处理的氨挥发占总氨挥发量的75.06%,而袋控释肥处理的氨挥发量在施肥后第28天才释放总量的68.06%,且袋控释肥处理的氨挥发量比撒施肥处理减少32.08%。因此,通过施用袋控释肥能有效降低雷竹林氮磷的损失,提高肥料利用率。     

果园带状生草对果园面源污染的控制效果

利用径流小区法观测琯溪蜜柚园套种不同宽度草带果园土壤流失量、径流量,并研究其对氮、磷面源污染的控制效果及不同施肥水平下适宜草带的调控效果.结果表明:(1)不同处理中,全园生草控制果园面源污染效果最好,径流、土壤、总氮、总磷年流失量分别为422.7 m3/hm2,26.0 t/km2,0.793 kg/hm2,78.8g/hm2;2.0m草和1.5m草带处理效果居中;1.0m草带处理最差,分别为927.0 m3/hm2,57.4t/km2,2.050 kg/hm2,279.3 g/hm2.(2)各处理都可极显著或显著降低径流量、土壤流失量、径流总磷、可溶性磷浓度和流失量,且控制磷流失效果相同,而1.0m草带处理时径流可溶性磷浓度和流失量与其他3个处理差异达极显著或显著水平.(3)人工生草(全园、带状生草)处理都可极显著降低径流总氮、铵态氮、可溶性氮浓度和流失量.(4)1.5m和1.0m草带处理径流硝态氮浓度显著高于全园生草和自然生草处理,而全园生草、2.0m和1.5m草带处理都可极显著降低径流硝态氮流失量.(5)不同施肥水平下,全园生草高肥、草带高肥、中肥、低肥处理径流总氮流失量分别为对照的16.46％,49.09％,41.60％,41.11％;磷总流失量分别为对照38.58％,41.73％,33.86％,35.43％;土壤流失量分别为对照18.29％,47.78％,53.97％,67.78％;径流量分别为对照25.14％,47.98％,48.53％,58.93％;草带高肥处理径流总氮、硝态氮浓度明显或显著高于低肥处理,超过了果园种植1.5m草带时百喜草的控制氮流失能力.     

适当化肥配施有机肥减少稻田氮磷损失及提高产量

为了减少稻田氮磷损失量,并有效利用畜禽固废物,该研究在广东省东江上游典型农业集水区,开展田间不同施肥方式（不施肥、常规施肥、配方施肥1～3）氮磷损失监测及不施肥处理的室内土柱模拟试验。不施肥、常规施肥、配方施肥1～3的肥料施用量分别为：碳铵0、750.0、510.0、472.5、510.0 kg/hm2;磷肥0、375.0、255.0、255.0、236.25 kg/hm2;尿素 0、225.0、172.5、156.0、172.5 kg/hm2;有机肥：0、0、1162.5、1162.5、1162.5 kg/hm2。通过室内土柱试验,获取不施肥小区氮磷地表径流及淋溶流失量,并结合不施肥小区的田间监测数据（土样、水样、植株样等）,测算出水稻生长季固氮量为31.54 kg/hm2。采用元素守恒的方法,综合考虑氮磷淋溶、流失、氨氮挥发、氮素干湿沉降以及水稻固氮等多方面的影响,构建稻田系统氮、磷损失模型,分别计算出5种不同施肥方式的氮磷损失量。研究表明,配方施肥1、2、3较常规施肥,氮、磷损失量减幅分别为7.7%～30.0%、61.2%～70.8%;氮、磷农学利用率增幅分别为24.6%～84.4%、12.8%～78.9%;实现节支增收分别为2 716元/hm2、-2 169元/hm2、-1 646元/hm2。配方施肥方案可有效减少农田氮磷损失量,其中配方施肥1经济效益、环境效益俱佳,可作为常规施肥的替代方案。该研究综合考虑了整个稻田系统中氮、磷的输入与输出,定量评估不同施肥方式的氮磷损失量、农学利用率及其经济环境效益,可为稻田氮磷损失综合防控提供参考。     

河南省淮河流域不同土地利用类型氮磷流失的特征分析

为了解河南省淮河流域农业面源污染特征,根据河南省淮河流域的地形地貌、降雨量、土地利用类型等因素,选择区域内有代表性的土地类型和试验点位,建立径流小区,通过测试连续2年的氮磷流失,分析不同土地利用类型径流水中氮磷浓度差异、氮磷流失量差异,并分析氮磷流失量与径流量和径流泥沙量的相关性。结果表明:土地利用类型不同氮磷流失存在明显差异,5种土地类型中种植蔬菜的土地氮的流失量最大,达10.21kg/hm2,种植花卉的土地磷的流失量最大,达3.98kg/hm2;地表径流中氮流失以溶解态氮为主要形式,磷的流失以吸附态磷为主要形式;氮磷流失量与径流量和径流泥沙量存在明显相关性。     

不同植物篱在减少雷竹林氮磷渗漏流失中的作用

为了解不同植物篱对雷竹林氮磷渗漏流失拦截的效果,在集约经营雷竹林下坡设置黑麦草(草篱)、红叶石楠+金森女贞(灌木篱)和半野生状态粗放经营雷竹林(雷竹篱)3种植物篱,于2010年6月至10月采样并分析其渗漏水。结果表明,3种植物篱对集约经营雷竹林氮磷渗漏流失拦截效果明显,拦截前后氮磷浓度差异达极显著水平,但不同植物篱的拦截效果差异并不显著。对氮的拦截量表现为雷竹篱(81.3 kg hm-2),草篱(81.1 kg hm-2),灌木篱(77.0 kg hm-2),拦截率分别为61.0%,60.8%和57.7%;对磷的拦截量表现为雷竹篱(4.9 kg hm-2),草篱(4.7 kg hm-2),灌木篱(4.3 kg hm-2),拦截率分别是49.0%、46.9%、43.1%。半野生态粗放经营雷竹作为植物篱,既可减少氮磷面源污染,又可节省种植时间和费用,同时收获笋材,具有较大的推广价值。     

毛竹林生态系统地表径流及其氮素流失形态研究

通过在四岭水库流域代表性毛竹林地设置定位径流小区,研究了不同施肥条件下毛竹林生态系统地表径流及其氮素流失状况。该定位试验设有对照(CK,不施肥)、农民常规高产栽培(FFP)与适地养分科学管理(SS-NM)共3个施肥处理。结果表明,在2009年6-12月的观察期内,各处理(CK、SSNM、FFP)在各次自然降雨条件下产生的径流总量分别达到279,284,267m3/hm2,泥沙流失总量分别达到393,369,396kg/hm2,全氮流失量分别为0.87,0.92,0.82kg/hm2。径流量、泥沙流失量和全氮流失量都与降雨量之间呈极显著正相关。径流量的产生主要集中在8月份,泥沙流失量主要集中在6,7,8三个月。土壤氮素流失的主要形态是颗粒氮(PN)和水溶性总氮(DN),分别占全氮流失量的51%和49%。CK、SSNM、FFP处理在此期间的径流可溶性氮(DN)流失量分别为0.37,0.46,0.49kg/hm2。与农民常规施肥措施相比,适地养分科学管理(SSNM),不仅可以明显减少毛竹林地泥沙的流失量,而且可以减少径流可溶性氮的流失量。     

不同施肥雷竹林氮磷径流流失比较研究

研究了太湖水系源头小流域优化施肥和施用微生物肥对雷竹林氮磷径流流失的影响.结果表明,与常规施肥相比,优化施肥和施用微生物肥的雷竹林径流水中总氮浓度分别下降35.3%和39.2%,总磷浓度下降27.2%和55.9%,氮流失量分别减少3.63,4.88 kg/hm2,磷流失量分别减少0.49,0.93kg/hm2,但并未减...     

人工模拟降雨条件下灰金竹林地表径流特征研究

为了了解灰金竹林的水土保持效益,选取具有典型代表性的灰金竹林进行了人工模拟降雨实验。以坡耕地为对照,记录产流过程,收集竹林地表径流,并对泥沙含量、含氮量、含磷量等项目进行了测定。实验分析结果表明,在平均降雨强度基本相同,降雨历时接近的条件下,灰金竹林径流系数、平均含沙率、平均含氮量和平均含磷量分别为:0.096 1,0.26%,0.151 6mg/L和0.453 0mg/L;对照坡耕地分别为0.299 0,0.99%,0.198 6mg/L,0.530 4mg/L;说明灰金竹林的水土保持效益显著优于坡耕地。     

不同施肥对雷竹林土壤氮、磷渗漏流失的影响

于2009年利用土壤渗漏水收集器在浙江省临安市的雷竹林中进行雷竹林氮、磷渗漏淋失特征的田间试验,以比较不同施肥处理对雷竹林土壤氮、磷渗漏流失的影响。结果表明:土壤渗漏水量与降雨量呈显著正相关(p<0.05)。土壤渗漏水中全氮(TN)和全磷(TP)的浓度均随施肥量增大而增加。不同施肥处理渗漏水中TN和TP的平均浓度分别为19.7～50.9mg/L和1.2～2.5mg/L。硝态氮(NO3--N)是渗漏水中TN的主要形态,占TN的75.7%～83.6%。整个试验期间,各施肥处理雷竹林氮和磷的累计淋失负荷分别为53.0～149.2kg/hm2和3.0～5.8kg/hm2。不同施肥处理雷竹林土壤渗漏水中氮、磷渗漏淋失负荷递减次序为常规施肥>缓释肥>专用复合肥>微生物肥>对照。与常规施肥处理相比,低量施肥量的专用复合肥、缓释肥和微生物肥处理的氮渗漏流失负荷分别减少31.8%,17.6%,41.2%,而磷渗漏流失负荷分别减少29.4%,12.9%,40.4%。     

三峡库区坡耕地免耕秸秆覆盖下氮磷流失特征

为有效防治三峡库区坡耕地氮磷流失,在三峡库区长坪小流域连续进行两年野外径流小区监测试验。在自然降雨条件下进行免耕秸秆覆盖(SM)和对照(CK)两个处理的田间试验,研究了免耕秸秆覆盖措施对地表径流和氮磷养分流失的影响。结果表明：(1)降雨量与径流量极显著正相关,径流主要由几次暴雨事件造成,需要重点防范玉米季暴雨造成的水土流失。免耕秸秆覆盖能减少地表产流产沙,相比对照处理,免耕秸秆覆盖减少19.1%的径流流失,减少63.6%的泥沙流失。(2)免耕秸秆覆盖分别降低了21.3%,25.8%的总氮和总磷流失量,径流量和氮磷流失量呈极显著正相关,免耕秸秆覆盖主要通过减少径流量来减少氮磷流失。(3)坡耕地油菜—玉米种植制的氮磷流失风险期为6—7月初,该时期CK处理41.3%的径流量贡献了81.4%,52.1%的总氮和总磷流失,SM处理38.4%的径流量贡献了75.2%,48.2%的总氮和总磷流失,在该时期通过免耕秸秆覆盖可分别减少17.5%,31.7%的总氮和总磷流失。研究表明,免耕秸秆覆盖是控制三峡库区坡耕地氮磷养分流失的良好水土保持措施。     

稻-麦轮作条件下两种施肥模式对作物产量 和农田氮磷径流流失的比较研究

稻-麦轮作是太湖流域典型的集约化粮食作物种植体系,化肥用量大,氮磷流失控制广为关注。本文采用大区田间对比试验研究了习惯施肥（FP）和优化控制施肥（CM）两种施肥模式对作物产量及氮磷肥料偏生产力的影响,同时探讨了两种施肥模式下农田径流水中各形态氮、磷的特征和径流氮、磷损失的差异。结果表明优化控制施肥水稻和小麦地上部总生物量、籽粒产量、植株地上各部位养分（氮磷钾）含量及积累量与习惯施肥差异不显著（P>0.05）;优化控制施肥水稻和小麦的氮肥偏生产力显著大于习惯施肥（P<0.05）,磷肥偏生产力也相似。稻季和麦季优化控制施肥径流水中各形态氮、磷浓度小于习惯施肥,甚至达到显著水平（P<0.05）;稻季、麦季和完整轮作期优化控制施肥总氮、总磷的累积流失量显著小于习惯施肥（P<0.05）。优化控制施肥模式不仅能保持水稻和小麦的籽粒产量,而且能显著减少稻-麦轮作体系的氮磷流失,可以在实际农业生产中加以推广和利用。     

稻-麦轮作条件下2种施肥模式作物产量和农田氮磷径流流失比较

稻-麦轮作是太湖流域典型的集约化粮食作物种植体系,化肥用量大,氮磷流失控制广为关注。采用大区田间对比试验,研究了习惯施肥(FP)和优化控制施肥(CM)2种施肥模式对作物产量及氮磷肥料偏生产力的影响,同时探讨了2种施肥模式下农田径流水中各形态氮、磷的特征和径流氮、磷损失的差异。结果表明:优化控制施肥水稻和小麦地上部总生物量、籽粒产量、植株地上各部位养分(氮磷钾)含量及积累量与习惯施肥差异不显著(P>0.05);优化控制施肥水稻和小麦的氮肥偏生产力显著大于习惯施肥(P<0.05),磷肥偏生产力也相似。稻季和麦季优化控制施肥径流水中各形态氮、磷浓度小于习惯施肥,甚至达到显著水平(P<0.05);稻季、麦季和完整轮作期优化控制施肥总氮、总磷的累积流失量显著小于习惯施肥(P<0.05)。优化控制施肥模式不仅能保持水稻和小麦的籽粒产量,而且能显著减少稻-麦轮作体系的氮磷流失,可以在实际农业生产中加以推广和利用。     

江汉平原棉田地表径流氮磷养分流失规律

2008年和2009年连续2年设置田间试验,采用径流池收集对照与农民习惯施肥2种处理的地表径流,研究江汉平原区棉花种植模式下地表径流产生规律,氮、磷流失规律,肥料氮、磷流失系数及其影响因素。结果表明,江汉平原地区地表径流主要发生在3-8月降雨比较集中的时期,径流产生量随产流时段降雨量的增加而增加,年降雨产流系数平均为26.0%。2008年和2009年农民习惯施肥处理的氮流失量分别是36.14,89.52kg/hm2,磷流失量分别是0.42,10.07kg/hm2,氮、磷流失量的年际间差异较大。氮流失的主要形态是硝态氮,其2008年和2009年的流失量分别占氮流失量的92.8%和64.2%,其次是颗粒态氮,以铵态氮形式流失的只是极小一部分;磷主要以颗粒态磷形式流失,其次是可溶性磷,尤其在产流时段降雨量大的年份,颗粒态磷的流失量占到总磷的90%以上。综合2008-2009年的结果,肥料氮、磷的流失率分别为5.4%和3.1%。氮、磷的流失量主要受施肥、产流时段降雨量和作物覆盖率影响,施肥导致氮、磷养分流失量增加,产流时段降雨量越大,作物覆盖率越低,则氮、磷养分流失量越大。     

苕溪流域茶园不同种植模式下地表径流氮磷流失特征

为探讨苕溪流域不同种植模式下茶园地表径流氮磷养分流失特征,于2010年5-10月对等高种植和顺坡种植2种种植模式下茶园地表径流水样进行取样测定,分析径流水样中的氮磷元素各指标的含量、形态特征及其随时间的变化规律。结果表明:无论是顺坡种植还是等高种植,茶园径流中氮素各指标含量的峰值均出现在6月底或7月初,茶园径流中磷素各指标含量的峰值出现在6月底、7月初或9月初。在整个监测时期内,等高种植茶园径流中总氮、硝氮、铵氮含量分别比顺坡种植茶园低8.54%～43.01%,4.05%～46.70%,5.92%～33.19%,但2种种植模式间不存在显著差异;等高种植茶园径流水中总磷、可溶态总磷、颗粒态磷的含量分别比顺坡种植低8.51%～31.07%,0.39%～17.91%,8.45%～36.86%,2种种植模式之间径流水中总磷、颗粒态磷含量存在极显著差异,可溶态磷含量不存在显著差异。无论是顺坡种植还是等高种植,硝态氮均为茶园氮素地表径流流失的主要形态,颗粒态磷则是茶园磷素地表径流流失的主要形态。总的来说,等高种植模式能有效地截留茶园氮磷营养元素,防止其随地表径流流失。