长江流域农田生态排水沟渠氮削减效应研究

为研究长江流域农田生态排水沟渠对总氮（TN）的削减效果,本研究收集长江流域生态排水沟渠的639项野外现场试验数据,通过Mann-Whitney U检验和K-W检验方法探究了不同植被类型、沟渠类型、强化措施类型、温度范围和进水浓度范围等因子对生态排水沟渠TN削减效率的影响。结果表明：在农田生态排水沟渠中,不同植被类型中的多种人工植被对TN削减效果最好,平均削减效率为47.72%;沟渠类型为边坡半衬砌（沟壁材质为部分混凝土,沟底材质为全土）对TN去除效果最佳,其平均削减率为58.18%;强化措施类型中,添加基质类和设置拦截类强化措施的生态排水沟渠对TN削减效果最好,其平均削减效率为54.24%;气温处于>25~35℃时生态排水沟渠TN削减效果更有效,而在低温环境下可以通过种植耐寒植物（绿狐尾藻、黑麦草等）提高削减率;沟渠进口TN浓度多数集中在>2~4 mg·L^-1之间,沟渠出口TN浓度主要分布在0~2 mg·L^-1之间,TN进口浓度为>2~4 mg·L^-1时沟渠TN削减效果最佳;不同浓度条件下,沟渠选择种植多种人工植被,对沟壁进行半衬砌,设有强化措施都能有效提高TN的净化效果; TN削减效率与水力停留时间、沟渠长度、水深呈现正相关;在多种因素最优的情形下,TN表面去除负荷随着TN进口浓度增大而增大。研究表明,长江流域农田生态排水沟渠选择多种人工挑选的植被、沟渠类型选择边坡半衬砌、同时添加基质类和设置拦截类强化措施更能有效地削减TN,并且控制气温在>25~35℃和进口浓度为>2~4 mg·L^-1来削减TN,另外延长沟渠长度和控制水体的水深、水力停留时间可更好地削减TN。     

诸暨市农田生态沟渠系统建设路径分析

农田氮磷生态拦截沟渠系统建设,是浙江省在全国率先提出并唯一全面实施、具有浙江辨识度的标志性农田生态工程。本文以诸暨市的实践为例,对其探索将农田氮磷生态拦截沟渠系统建设与绿色防控、农田减肥减药相结合的创新技术模式进行总结,分析个案的工作路径、创新做法和实际成效。     

生态沟渠对水中氮磷去除效果的模拟研究

【目的】研究不同进水流量下不同植物立体组合的生态沟渠对氮磷的去除效果,为田间生态沟渠的构建提供参考。【方法】利用室内搭建的生态沟渠模拟装置,开展不同植物组合C1(再力花Thalia dealbata-大薸Pistia stratiotes-九冠草Echinodorus major)、C2(再力花T.dealbata-凤眼莲Eichhornia crassipes-黑藻Hydrilla verticillata)和不同进水流量处理对水中氮磷的去除效果研究。【结果】不同植物组合和不同进水流量处理对水中氮磷去除效果不一。低进水流量(60 L/h)有利于植物生长且对水中氮磷吸收效果较好,此流量下,运行26 d后,C1与C2的总氮去除率分别达到36.74%和34.91%,氨氮去除率均达97%以上,总磷去除率均达95%以上。总磷和铵态氮质量浓度分别达到国家地表水环境质量标准Ⅱ、Ⅰ类水质标准。【结论】不同进水流量C2生物量增长均高于C1,但C1对氮磷的吸收量高于C2,去除效果较好。     

沟渠沉积物对农田排水中氨氮的截留效应研究

采用沟渠沉积物吸附效应实验和沟渠沉积物硝化效应实验方法,研究了沟渠沉积物对氨氮的吸附和硝化能力并对比了两者的截留效应,探讨了pH值、温度、进水氨氮浓度和DO对沟渠沉积物截留氨氮的影响。结果表明,沟渠沉积物对氨氮具有很强的吸附和硝化能力,最大饱和吸附量和硝化量分别约为1.3和0.15mg·g^-1;对比沟渠沉积物吸附量和硝化量,沟渠沉积物吸附作用在沟渠沉积物截留效应中占主导作用。沟渠沉积物吸附最佳pH为7.0～9.0;在20℃到40℃温度范围内,随温度的升高,吸附容量逐渐增大;DO通过影响微生物种群来间接影响沟渠沉积物截留氨氮的截留效应。     

沟渠湿地技术对农业径流中氮去除机理及应用研究进展

沟渠作为农田生态系统的重要组成部分,其排灌功能是农业生态安全的重要保障。随着农业面源污染的加剧,沟渠湿地技术已成为有效去除氮等农业面源污染物和防治水环境污染的有效途径。沟渠湿地中,氮的主要存在形式为无机氮,其迁移转化过程有物理、化学和生物等复杂过程;脱氮的机理包括植物的吸收、基质的吸附以及微生物的硝化-反硝化等。通过分析沟渠湿地技术在国内外应用的现状,指出沟渠生态系统可以作为一项新的最佳管理体系措施,用于控制农业面源污染,也是适合我国国情和地域特色的有效控制农业面源污染的技术手段,可作为削减农业径流中氮流失的有效方法,应加强沟渠湿地技术控制水体污染物运移的研究和管理。     

3种湿地植物对农田沟渠水体氮、磷的消减作用

由于农业生产过程中过量施放化肥,农田氮、磷流失从而对周边水体产生一定的面源污染。为探讨水生植物种植对农田排水沟渠中流失氮、磷的吸附拦截效果,在农田沟渠内种植水芹Oenanthe javanica,石菖蒲Acorus tatarinowii和刺苦草Vallisneria spinulosa,测定植物对农田沟渠内氮、磷营养物质的消减作用。结果表明:通过种植植物,沟渠内总氮去除率为56.18%~74.58%,铵态氮去除率为36.23%~59.33%,硝态氮去除率为34.35%~66.88%,总磷去除率为44.38%~76.35%;随水流路径的延长沟渠中氮、磷的质量浓度均呈递减趋势;随时间增加,沟渠内各采样点氮、磷质量浓度呈明显下降趋势。表明水芹、石菖蒲和刺苦草对农田沟渠中氮、磷具有较好的去除效果,可应用于湖泊及其周边等污染水体的生态修复治理。     

生态沟-湿地系统对农田排水氮磷的去除效应

为探讨生态拦截系统对农田尾水氮、磷的去除效应及其应用前景,在太湖水源地陆域保护区原位构建生态沟-湿地系统对涵盖施肥期的农田尾水进行了拦截净化。结果表明,生态沟-湿地系统可对TN、NH_4+-N、TP平均浓度分别为23.45、19.87 mg·L-1和0.341 mg·L-1的高浓度农田尾水有效净化,出流最低TN、NH_4+-N分别可达地表Ⅴ类水和Ⅳ类水标准,出流TP稳定达到地表Ⅲ类水标准。生态沟对农田排水TN、NH_4+-N、TP平均去除率分别为49.95%、48.55%和53.22%,尾水进入人工湿地后得到再次净化,去除率分别为18.4%、9.43%和23.35%,系统总体去除率分别为59.6%、51.69%和60.92%。研究表明,生态沟末端配置人工湿地能有效提高氮、磷去除效率,系统具有一定的环境经济效益和可移植性,为太湖东部同类型农田排水的生态拦截提供案例参考。     

水生植物对农田排水沟渠氮磷迁移生态阻控效果比较研究

以亚热带红壤小流域为研究区域,选取2 m底宽、1 m深的小型农田排水沟渠,种植美人蕉(Canna indica)、狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑三棱(Sparganium stoloniferum)、灯心草(Juncus effusus)、铜钱草(Hydrocotyle vulgaris)、水芹菜(Oenanthejavanica)等6种多年生水生植物,研究了农业面源污染的生态阻控技术措施及其效果。结果表明,6种水生植物的生态阻控效果差异显著(P<0.01),其生物量变化范围为0.58kg/m2～2.32kg/m2,其中以美人蕉为最大,水芹菜到夏季后进入休眠期,其生物量最低。植物体地上部N、P含量(干基)变化范围分别为N 8.06 g/kg～16.39g/kg和P 1.34 g/kg～3.82 g/kg,地下部分N、P含量变化范围分别为N 5.83 g/kg～10.80 g/kg和P 1.34 g/kg～3.35 g/kg。从生态拦截效果来看,以美人蕉对N的富集能力最强,达到23.90 g/m2,而黑三棱对P的富集能力最强(4.04 g/m2)。总的来讲,美人蕉和黑三棱在试验区具有明显的N、P生态拦截优势,其地上植株还可用作草食性动物的饲料,或者生物质覆盖还田,实现N、P资源循环利用与环境保护的有机结合。     

丽水市莲都区碧湖镇农田氮磷生态拦截沟渠的建设应用现状与思考

为进一步加强农田面源污染治理,丽水市莲都区碧湖镇于2018年启动建设农田氮磷生态拦截沟渠示范项目,共新建(含改建)2条农田氮磷生态拦截沟渠,其中一条落实在缸窑村标准农田质量提升项目中,另一条建设于丽水市锦绣花卉盆景专业合作社基地。从建设思路、基本原则、建设成效等方面进行总结,并简要介绍了工程建设中的节制闸、硬质化沟渠生态化改造技术、复合式生态浮床技术、循环生态水塘等关键技术;总结了当地强化领导、狠抓落实,科学选址、认真规划,坚持标准、确保质量,建立机制、发挥实效,加强宣传、营造氛围的主要做法;指出缺乏经费来源,长效管理机制还不健全的主要问题;提出进一步优化工艺,突破工程维护、项目运行机制、经费来源等瓶颈的建议,以期更好地推动农田氮磷生态拦截沟渠系统的建设落地与应用。     

生态沟渠对农业面源污染物的截留效应研究

分析了农田生态沟渠和自然沟渠水体中氨态氮、硝态氮、总氮、溶解性总磷和总磷浓度沿程变化以及生态沟渠对氮、磷的截留效应。设置盘培多花黑麦草的生态沟渠与自然沟渠相比,对水稻田面源污染物中的氨态氮、硝态氮、总氮和总磷都有着较强的降解能力。靠近水稻田排水口处的300m生态沟渠内,各种污染物指标的降解幅度较大,而远离水稻田排水口处的300m生态沟渠内,各种污染物指标的沿程降解变化相对较平缓。     

氮肥施用时期及用量对水稻生长和产量的影响

[目的]为氮肥的合理利用提供科学依据。[方法]以新两优6号为试材,采取田间小区试验方法,在施用等量氮肥的条件下,共设7组处理,研究氮肥施用时期及用量对水稻生长和产量的影响。[结果]基肥施氮比例过高,促进水稻前期的生长特别是地上部分的生长,容易导致营养生长过旺;增加分蘖肥和穗肥的比例,可以促进水稻后期生长,保持根系的活力和提高根系的总量,能够使水稻营养生长和生殖生长均衡发展;降低基施氮肥比例,增加分蘖肥和穗肥比例,能够满足水稻生长后期对养分的需求,每穗实粒数、千粒重增加,水稻产量提高。[结论]在沿巢湖流域坡岗地区,以处理⑦（30%氮肥作基肥＋30%氮肥作分蘖肥＋40%氮肥作穗肥）产量最高。     

不同水·氮条件对水稻根系生长的影响

[目的]研究苗期水分胁迫对水稻根系生长的影响。[方法]通过温室水培试验,采用α-萘胺法,测定水分胁迫下水稻的根系活力和吸收面积。[结果]正常水分条件下,NH4+-N使水稻根系平均直径增大,NO3--N使水稻根系总吸收面积增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最大。水分胁迫后,NO3--N营养促进根系平均直径增大,大量供应NO3--N处理的水稻根系活力最低,水稻的根系总吸收面积和活跃吸收面积均随NO3--N供应比例的增加呈上升趋势。[结论]无论是否水分胁迫,NO3--N营养均可使水稻根系总根长、根表面积、根体积增大,这为旱作水稻的水分控制、氮肥施用提供了理论依据。     

氮肥对荷兰3930杨幼苗生长的影响

以荷兰3930杨为试材,采用室内沙培试验,研究单独施氮对荷兰3930杨生长的影响,探讨其营养特性。结果表明,施氮量在80~200 mg/L时明显促进苗高、地径生长,最大生长量分别达1.43 m、1.17 cm;施氮量在120~160 mg/L时能明显促进荷兰3930杨总生物量的积累。     

氮素对砷胁迫条件下辣椒生长·生理特性及砷含量的影响

[目的]为了对辣椒无公害生产提供理论和实践依据。[方法]通过盆栽试验,研究在As污染土壤上,氮肥对丘北辣椒植株叶片数、株高、分枝数、生物量、叶绿素含量、丙二醛含量和辣椒砷累积特征的影响。[结果]随着施氮量的增加,植株的生物量增加,有利于植株地上部分的生长;随着施氮量的增加,植株叶片中的叶绿素含量逐渐增加;植株丙二醛含量减少,As对植株的毒害作用减少;植株中的总砷含量表现出增加的趋势,300 kg/hm2氮素处理时辣椒的砷含量最高,为3.09 mg/kg。[结论]氮素的施用在一定程度上可能增加辣椒对As的吸收。     

施氮深度对小麦光合及生长特性的影响

探究氮肥深施对小麦光合生理的影响,为化肥深施技术提供理论依据。采用高度为100 cm的生长模拟桶,设置15 cm(W₁₅)、30 cm(W₃₀)、和45 cm(W₄₅)3个施氮深度,测定小麦旗叶的光响应曲线并用非直角双曲线模型模拟、SPAD值、生物量及产量等指标,计算最大净光合速率(P_nmax)、光补偿点(L_cp)、光饱和点(L_sp)、暗呼吸速(R_d)等光合特征参数。结果表明,随着光合有效辐射(PAR)增加,W₁₅和W₃₀的旗叶P_n、G_s、T_r均呈上升趋势,而C_i则下降;W₄₅的旗叶P_n、G_s、T_r的增加幅度和C_i的下降幅度低于W₃₀,表明施氮深度显著影响小麦旗叶的光合特性;...     

不同施肥和耕作方式下强化栽培水稻的生长与氮素利用

研究了不同施肥和耕作方式下强化栽培水稻的生长及氮素利用。结果表明,免耕条件下以尿素 猪粪强化栽培水稻的产量最高,而常耕条件下以单施尿素常规栽培水稻的产量最高,但各处理的产量差异并不显著。无论是免耕还是常耕条件下,单施尿素常规栽培水稻比单施猪粪强化栽培水稻植株积累更多的氮素量,但其氮素稻谷生产效率、氮素收获指数下降。两种耕作方式比较,免耕条件下水稻的氮素运转效率、氮素农艺效率显著高于常耕,但常耕条件下的氮素回收效率比免耕的高127.95%,差异显著。     

Effects of Nitrogen Fertilization on Growth and Development and Nitrogen Utilization of Japonica Super Rice

With the super japonica rice Shennong 265 as the tested material,the effects of different nitrogen application amounts and basic tiller fertilizer (BTF)-ear granule fertilizer (EGF) ratios on the yield and nitrogen utilization characteristics of Shennong 265 were investigated.The results showed that when the BTF-EGF ratio was 8∶2 or 7∶3,the yield of Shennong 265 increased with the increased nitrogen application amount;when the BTF-EGF ratio was 6∶4,medium nitrogen level was more conducive to improving the yield of Shennong 265;under the condition of same BTF-EGF ratio,with the increased nitrogen application amount,the total nitrogen uptake increased,and the nitrogen physiological efficiency and harvest index decreased.At low and medium nitrogen levels,the higher the proportion of EGF was,the higher the yield,total nitrogen uptake and nitrogen recovery ratio were;at high nitrogen level,the BTF-EGF ratio of 7∶3 was more favorable;at the same nitrogen level,the higher the proportion of EGF was,the lower the nitrogen physiological efficiency and harvest index were.Under conditions of nitrogen application level of 255 kg/hm2 and BTF-EGF ratio of 7∶3,the dry matter accumulation in the leaves,stems and spikes of Shennong 265 was higher in the late growth period.Higher effective panicle number and grain number per panicle led to higher yield (9 581.5 kg/hm2,2.4％-20.1％ higher than those in the other treatment groups) and higher nitrogen use efficiency.     

减量施氮对水稻生长和肥料利用效率的影响

[目的]确定氮肥减量施用对巢湖流域水稻生长、氮肥利用效率的影响。[方法]通过田间小区试验,以施氮量180 kg/hm2为基础,设置0、60%、80%和120%N施用量5个处理。在水稻成熟期,采集25株考种样,测定产量构成性状,并且测定每个小区籽粒产量。[结果]适当减少氮肥施用量对水稻生长发育的影响不明显,2年试验水稻籽粒产量分别比对照提高-1.63%～1.92%和-2.36～2.57%,平均增产0.32%和0.34%,基本持平;氮肥偏生产力、农学效率、生理效率及表观利用率均明显提高,且随着氮肥施用量的下降而增大。[结论]在当前生产水平下,在巢湖流域水稻土区适当减少氮肥施用量对水稻生长和籽粒产量影响不大,同时可明显提高氮肥利用效率,有利于环境保护。