三峡库区不同稻田分布格局下农业小流域径流磷排放特征

于2012年3月21日—2013年3月20日期间对三峡库区涪陵段两个毗邻集水域汇出口径流水质进行了高频(每日)采样监测,以对比分析稻田空间分布格局对径流磷浓度和输出强度的影响。两集水域气候地理条件相似,农耕方式相同,单位面积施肥量相近,但其中一个(记为集水域A)稻田分布零散,破碎度高,而另一个(集水域B)稻田连片分布在其末(底)端,破碎度低。结果显示,集水域A在全年和不同作物生长季的径流总磷平均浓度都相应地高于集水域B。同样,前者的径流产流量(1431 m3·hm~(-2)·a-1)也显著高于后者(840 m3·hm~(-2)·a-1),因而前者径流总磷的年输出通量(210 g·hm~(-2)·a-1)远大于后者(72 g·hm~(-2)·a-1)。按季节计算,两集水域水稻/玉米季总磷浓度皆高于榨菜季,集水域A在水稻/玉米季的径流总磷输出通量(147 g·hm~(-2)·a-1)是榨菜季(63 g·hm~(-2)·a-1)的1.9倍,集水域B在水稻/玉米季的径流总磷输出通量(58 g·hm~(-2)·a-1)是榨菜季(14 g·hm~(-2)·a-1)的3.6倍。从研究中看,这些差异很有可能是两集水域的土地利用,特别是水稻田布局差异所导致的,因此实现水稻田的合理布局是三峡库区径流磷排放负荷减控的有效措施。     

稻田空间分布格局对三峡库区农业小流域径流氮排放的影响

对三峡库区涪陵段两个毗邻集水域的汇水口径流进行了持续1年的高频(每日)采样监测,以对比分析稻田空间分布格局对径流氮素质量浓度和输出强度的影响.所选择的两个集水域稻田面积比例相近,但其中一个(记为A)的稻田分布零散,破碎度高,另一个(记为B)的稻田则连片分布在其末(底)端,破碎度低.结果表明两集水域不同作物生长季径流氮素的输出均以硝态氮为主(占总氮的60%~81%).对比两个集水域,A在全年和不同作物生长季的径流氮素平均质量浓度都相应地高于B.同样,集水域A的年径流量(1 431 m3/hm2)显著高于集水域B(840 m3/hm2),因而前者径流总氮的年输出通量(16.1kg/hm2)远大于后者(5.21kg/hm2).鉴于两个集水域的气候、土壤类型、地形地貌和农田耕作管理方式相同,单位土地面积的施肥量以及稻田面积比例也相近,只是稻田空间分布格局迥异,汇水口径流氮素的质量浓度和输出通量的差异显然是由于集水域末端连片分布的人工湿地—稻田比零散分布的稻田对集水域内的径流及随其迁移的氮素有更佳的拦截和净化作用所致.     

长兴县合溪水库集水区不同土地利用方式下径流氮流失特征研究

从合溪水库集水区合理利用土地资源和保护水库水体质量的角度出发,在集水区选择旱地、水旱轮作地、林地、休闲地、苗木地五种不同土地利用方式,利用田间试验方法研究不同土地利用方式下的径流氮流失特征。结果表明:在自然降雨条件下,五种土地利用方式下土壤氮素流失量和流失浓度表现出明显差异,地表径流液态总氮的流失大小顺序为水旱轮作地(156.92 kg·hm~(-2)·a~(-1))旱地(114.24 kg·hm~(-2)·a~(-1))苗木地(35.61 kg·hm~(-2)·a~(-1))休闲地(3.99 kg·hm~(-2)·a~(-1))林地(1.59 kg·hm~(-2)·a~(-1)),人为耕种强度较大的水旱轮作地和旱地氮流失量较大,而耕种强度较小的休闲地和林地氮流失量较小,说明选择耕种强度较小的土地利用方式可有效削减合溪水库集水区径流氮素流失及其对合溪水库水质的潜在影响。结果还表明:不同试验区径流氮素流失的首要形态均为颗粒态氮,其次为硝态氮,最后为铵态氮;旱地、水旱轮作地、林地、休闲地、苗木地径流年均流失的颗粒态氮占总氮的比例分别是61.67%、61.42%、75.56%、65.09%和69.11%,年均流失的硝态氮占总氮的比例分别是26.21%、28.56%、16.35%、21.30%和23.20%,年均流失的铵态氮占总氮的比例分别是8.90%、7.87%、6.92%、11.78%和4.83%,意味着合溪水库集水区氮素的流失关键在于土壤表层的侵蚀,可见减少土壤表层的侵蚀是控制合溪水库集水区氮素流失和减少其对合溪水库水质负面影响的关键。     

再生稻和双季稻田CH_4排放对比研究

【目的】为了探索生态可持续的稻作模式,对比研究了长江中下游地区双季稻和再生稻稻作模式的产量潜力和CH_4排放特征,以此为选取绿色、生态经济可持续的稻作模式提供科学依据。【方法】于2017—2018年依托湖南省益阳市大通湖区宏硕生态农业农机合作社科研基地,设置了双季稻和再生稻2种模式,对比分析了产量潜力、稻田生育期间CH_4排放动态和稻田生态系统CH_4季节性累积排放规律以及评估了单位产量稻田CH_4排放。【结果】试验期间,从产量方面来看,双季稻早稻产量为7.37 t·hm~(-2),再生稻头季产量为8.84 t·hm~(-2),头季相比早稻增产19.95%。双季稻晚稻产量为6.82 t·hm~(-2),再生稻再生季产量为3.39 t·hm~(-2),再生季相比晚稻减产50.29%。综合两季,双季稻总产量为14.19 t·hm~(-2),再生稻总产量为12.22 t·hm~(-2);从生育期间CH_4排放动态来看,双季稻在分蘖期和齐穗期左右排放较强峰值,再生稻除了在分蘖期和齐穗期有较强的排放以外,其在施用促芽肥时也出现了小峰值。但总体双季稻的排放范围(-0.06—1.30μmol·m~(-2)·s~(-1))要高于再生稻的排放范围(-0.01—0.70μmol·m~(-2)·s~(-1));从稻田CH_4季节性累积排放来看,双季稻CH_4累积排放要高于再生稻。再生稻头季累积排放范围在23.90—266.59kg·hm~(-2),再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm~(-2)。双季稻早稻季节累积排放范围在为35.57—251.29 kg·hm~(-2),晚稻季节累积排放范围在为10.74—321.59 kg·hm~(-2)。双季稻CH_4季节累积排放A-B(两叶一心至分蘖后期)段B-C(分蘖后期至齐穗期)段C-D(齐穗期至成熟期)段,且全生育期双季稻累积排放达922.35 kg·hm~(-2)。再生稻CH_4累积排放B-C段A-B段C-D段,且全生育期CH_4累积排放为609.74 kg·hm~(-2),即相比对照双季稻,再生稻CH_4累积排放降低了33.89%;最后通过评估单位产量CH_4排放可知,早稻单位产量CH_4排放为0.069 kg·kg~(-1),头季单位产量CH_4排放为0.062 kg·kg~(-1),头季相比早稻减少了10.14%;晚稻单位产量CH_4排放为0.061 kg·kg~(-1),再生季单位产量CH_4排放为0.018 kg·kg~(-1),再生季相比晚稻降低了70.49%。综合两季,双季稻单位产量CH_4排放为0.065 kg·kg~(-1),再生稻单位产量CH_4排放为0.050 kg·kg~(-1),再生稻相比双季稻降低了23.08%。【结论】从单位产量下CH_4排放角度来看,在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。     

太湖地区有机与常规种植方式下稻麦轮作农田温室气体短期排放特征

为探明有机种植模式对农田温室气体排放的影响,以太湖地区有机与常规种植模式下稻麦轮作农田为研究对象,采用静态箱-气相色谱法监测农田温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放的动态变化特征,并运用温室气体增温潜势(GWP)和排放强度(GHGI)进行温室效应估算。结果表明:在稻麦轮作季,有机与常规种植模式下温室气体排放通量整体动态变化趋势基本一致。在稻季,有机种植土壤CH_4排放总量为195.56 kg·hm~(-2),显著高于常规种植(119.77 kg·hm~(-2)),而CO_2和N_2O排放总量与常规种植无显著差异;在麦季,有机种植土壤CO_2、N_2O和CH_4排放总量分别为12 554.92、1.44 kg·hm~(-2)和7.02 kg·hm~(-2),常规种植土壤分别为8 096.61、2.67 kg·hm~(-2)和6.74 kg·hm~(-2)。稻季有机种植土壤温室气体GWP和GHGI显著高于常规种植,而在麦季常规种植较高。在整个稻麦轮作季,有机种植模式下温室气体GWP和GHGI分别为6 501.69 kg CO_2-eq·hm~(-2)和0.44 kg·kg~(-1),显著高于常规种植模式(4 745.38 kg CO_2-eq·hm~(-2)和0.37 kg·kg~(-1))。有机种植模式在稻季温室气体减排方面无明显优势,但是有利于麦季农田土壤温室气体的减排。     

化肥减量替代对华北平原小麦-玉米轮作产量及氮流失影响

为降低氮素流失风险,提高肥料利用效率,在华北平原采用田间定位试验研究了不同施肥措施对小麦-玉米产量、周年氮素淋溶和径流损失的影响。结果表明,相比当地常规施肥处理(CON),减施氮肥150 kg·hm~(-2)的条件下,单施化肥(RF)和10%比例沼液替代(RFM)不会降低小麦和玉米产量。相较于CON处理的氮素年均盈余量218.1 kg·hm~(-2),RF和RFM处理氮盈余量分别显著降低了66.7%和55.9%。CON处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别为33.70 mg·L~(-1)和22.01 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均淋失浓度和年均淋失量分别降低了31.45%和30.58%,而RFM处理分别降低了40.65%和43.39%。试验期间径流产流只发生2次,氮素淋溶发生次数和氮损失量远高于径流损失,因此淋溶是氮素流失的主要途径。CON处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别为23.0 mg·L~(-1)和0.095 kg·hm~(-2),与之相比,RF处理总氮平均径流浓度和年均径流流失量分别降低了32.9%和30.5%,而RFM处理分别降低了45.5%和50.5%。由于施肥量较高,CON处理氮淋溶表观流失率为4.19%,而RF和RFM处理氮淋溶表观流失率分别降低了2.86%和20.76%。NO_3~--N是氮素流失的主要形态,分别占淋溶和径流总氮流失量的66.3%和73.3%,其与总氮流失变化趋势一致。综上,化肥减量配施沼液在保证作物产量的情况下,是降低氮素流失的有效措施。     

川中丘陵区覆膜再生稻田N2O排放规律研究

为明确覆膜再生稻田N_2O排放规律,采用静态箱-气相色谱法原位观测了川中丘陵区覆膜条件下再生稻田的N_2O排放通量。试验设置覆膜单季中稻(SR)和覆膜中稻-再生稻(SR-RR)两个处理。结果表明:SR-RR处理中稻季有两个明显的N_2O排放峰,第一个排放峰出现时间较SR处理提前13 d,再生季出现N_2O排放最高峰,峰值为1 630.7μgN·m~(-2)·h~(-1)。全观测期内SR-RR处理N_2O排放量为5.63 kgN·hm~(-2),其中再生季N_2O排放量为2.35 kgN·hm~(-2),约占两季总排放的42%。SR-RR处理两季的N_2O排放总量比SR处理的单季排放量高246%(P0.05)。SR-RR处理两季稻谷总产量为10.4 t·hm~(-2),其中再生季产量为1.89 t·hm~(-2),约占两季稻谷总产量的18%,SR-RR处理两季稻谷总产量比SR处理高出22%(P0.05)。SR-RR处理单位产量的N_2O排放量为0.54kgN·t~(-1),较SR处理增加184%(P0.05)。研究结果为进一步研究覆膜再生稻田N_2O排放规律及寻求有效的减排措施提供数据支撑和科学依据。     

秦岭火地塘林区不同海拔森林土壤NO通量

选取秦岭火地塘林区不同海拔(1 560~2 160 m)的有代表性的5个森林样地,从2014年10月到2015年10月对其土壤NO通量采用静态箱—氮氧化物分析仪法进行1 a的监测。结果表明,土壤NO排放主要集中在植物生长季(2015年5月—2015年9月),但整个观测期NO排放保持在较低水平。在非生长季(2014年10月—2015年4月),大部分样地的NO排放先减少后增加,而且监测有NO吸收。不同海拔NO年排放总量分别为2 160m红桦林0.06 kg·ha~(-2)·a~(-1),2 040 m青杄林0.08 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 963 m华山松林0.02 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 585 m油松林0.11 kg·ha~(-2)·a~(-1),1 560 m锐齿栎林0.19 kg·ha~(-2)·a~(-1)。除华山松外,NO年排放总量随海拔的升高而减少。不同海拔5个样地土壤NO通量均与地温显著相关(P0.05)。华山松林土壤NO排放与土壤孔隙充水率呈负相关(P0.05)。油松林土壤NO排放与土壤铵态氮质量分数负相关(P0.05)。除油松林外,各样地的土壤孔隙充水率都低于60%,可以推断,硝化反应是本地区NO的重要生成源,但受到降雨和土壤有机质等理化性质的影响又伴随有反硝化过程。     

山东省冬小麦-夏玉米轮作体系土壤氮素盈余指标体系的构建与评价——以德州市为例

山东省德州市是我国重要的粮食生产基地,大量施用氮肥以及氮素流失是该地氮素污染的重要原因,设定合理的氮素盈余指标体系迫在眉睫。本研究以田间试验研究和文献荟萃为基础,探究德州市冬小麦-夏玉米轮作氮素盈余情况,建立该地氮盈余指标体系,并运用欧氏距离法对德州市当前氮素管理指标进行评价。结果表明:德州市整个冬小麦-夏玉米轮作体系轮作周期氮素盈余量为196.84 kg N·hm~(-2)·a~(-1),小麦季氮素盈余量为111.07 kg N·hm~(-2),玉米季氮素盈余量为85.77 kg N·hm~(-2)。氮素盈余量在30～70 kg N·hm~(-2)·a~(-1)时为德州市整个轮作周期氮素盈余量推荐值;德州市小麦季氮素盈余量推荐值为10～50 kg N·hm~(-2);德州市玉米季氮素盈余量推荐值为20～60 kg N·hm~(-2)。在氮素的损失方面,氨挥发以及淋洗是氮素损失的主要去向。小麦季的氮素污染程度高,玉米季氮素污染程度相对较低。运用欧氏距离法计算德州市氮素管理水平(A值)为0.63,属于中级管理水平。综上,德州市冬小麦-夏玉米轮作体系农田氮素含量较高,从而导致氮素大量损失。加强氮素管理水平,提高氮素利用率是德州市氮素资源管理的长期任务。     

秸秆还田条件下灌溉方式对双季稻产量及农田温室气体排放的影响

为研究秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长及稻田温室气体排放的影响,以双季稻为对象,通过连续3年田间定位试验,系统分析了秸秆还田条件下不同灌溉方式对双季稻生长和稻田综合温室效应的影响。试验设置持续淹水(F)、中期烤田(F-D-F)和间歇灌溉(F-D-F-M)共3种处理。结果表明:与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均产量分别增加9.8%和2.7%,晚稻平均产量分别增加4.8%和2.0%,其中F-D-F早稻产量显著高于F-D-F-M处理。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理早稻平均每穗粒数分别增加12.5%和5.7%,晚稻平均每穗粒数分别增加9.7%和3.1%。在双季稻系统3年轮作周期中,F、F-D-F和F-D-F-M处理CH_4周年累积排放量范围分别为678.2~988.4、322.6~661.7 kg·hm~(-2)·a~(-1)和208.3~520.6 kg·hm~(-2)·a~(-1),N_2O周年累积排放量分别为5.86~12.64、4.25~11.24 kg N·hm~(-2)·a~(-1)和9.14~14.91 kg N·hm~(-2)·a~(-1)。与F处理相比,F-D-F和F-D-F-M处理全球增温潜势分别显著降低31.5%~44.9%和38.2%~53.4%,温室气体排放强度分别显著降低36.2%~48.7%和38.8%~54.6%。因此,在南方双季稻区,与持续淹水处理相比,秸秆还田条件下中期烤田和间歇灌溉处理都可以实现水稻高产和稻田温室气体减排的目标。     

降雨径流对江淮丘陵区农业流域磷素输出影响研究

选择位于安徽省滁州市城西水库上游的花山流域作为代表性流域,研究江淮丘陵区降雨径流对流域磷素输出的影响。2013—2015三个水文年高频次水量水质同步观测结果表明,流域出口断面径流总磷浓度和输出负荷与降雨、径流变化基本同步。研究期间49%和24%的水样总磷浓度超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ和Ⅴ类标准,水样超标主要发生在汛期雨洪过程。花山流域单位面积年总磷输出负荷分别为0.72、0.91 kg·hm~(-2)·a~(-1)和3.86 kg·hm~(-2)·a~(-1)。汛期和夏季总磷输出负荷占全年的比例分别为94%和80%。梅雨期间或台风雨期间单日磷素输出负荷最大值可达全年负荷的12%～18%。2013年和2015年梅雨时期总磷输出负荷占全年输出负荷约60%;2014年梅雨期总磷负荷输出比例仅占全年负荷的11%,受台风"麦德姆"影响,一次台风雨过程磷素输出负荷占全年负荷的22%。花山流域全年10%的时间内发生的5～10次雨洪过程中,约30%的直接径流输出的总磷负荷约占全年总负荷的50%。流域出口断面TP输出负荷主要受流量影响,建立了基于日平均流量的TP输出负荷预测模型。梅雨和台风雨形成的暴雨径流是江淮丘陵区花山流域磷素负荷输出的主要驱动因子。     

沼液与有机肥配施条件下氮损失风险的研究

本研究旨在探索沼液、有机肥配施等氮量替代化肥的模式,期望能够在保持产量稳定的前提下,降低稻田氮素损失的风险。本试验以太湖水稻土为研究对象进行盆栽试验,设置了空白对照(CK)、常规化肥(NPK)、100%沼液、75%沼液+25%猪粪有机肥、50%沼液+50%猪粪有机肥和100%猪粪有机肥六个处理,采用密闭室间歇通气法研究了不同生育时期的稻田氨挥发特性,同期测定稻田田面水氮含量,以及全施肥期径流流失量。试验结果显示,在等施氮量条件下,常规化肥处理水稻产量达12 752.70 kg·hm~(-2),其农田氨挥发总量为76.99 kg·hm~(-2),径流氮损失量39.11 kg·hm~(-2);100%沼液施用处理和75%沼液+25%猪粪有机肥配施处理氨挥发量较高,分别为120.66、88.01 kg·hm~(-2);而50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理氨挥发总量和径流氮流失量均低于常规化肥处理,分别为58.03、22.00 kg·hm~(-2),其产量与常规化肥处理相比无显著性差异;100%猪粪有机肥施用处理尽管氨挥发总量和径流氮流失量表现最低,但其产量低于50%沼液+50%猪粪有机肥配施处理。综合比较而言,50%沼液+50%猪粪有机肥配合施用处理在保持一定产量的基础上又能减少氨挥发及氮流失风险,是一种比较适宜的施肥模式。     

基于猕猴桃树体养分携出量确定果园合理施肥量 ——以周至县俞家河流域为例

为定量年生长周期内猕猴桃树体各器官养分含量及养分携出量,确定猕猴桃果园年养分需求量和合理施肥量,在猕猴桃年生长周期内采集秦美、哑特和华优3个品种猕猴桃树体各器官样品,测定养分含量,计算养分携出量。同时在参照研究区成龄果园树体养分贮藏量的基础上,通过果园养分吸收量推算猕猴桃果园合理施肥量。结果表明:不同品种猕猴桃果实产量、单果质量、单叶质量及叶个数、枝条修剪量间均没有显著差异,各器官氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量亦无显著差异。猕猴桃果园每生长1 kg叶片吸收的养分量为N 2.81 g、P 0.31 g、K 2.13 g;每收获1 kg鲜果移出的养分量为N 1.40 g、P 0.47 g、K 2.23 g;每修剪1 kg枝条移出的养分量为N 3.70 g、P 0.47 g、K 2.94 g。年生长周期内果园因叶片吸收、果实收获、枝条修剪和树体贮藏的总养分量为N 162kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 36 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 146 kg·hm~(-2)·a~(-1),其中来自肥料的养分为N 38.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 5.4 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 20.0 kg·hm~(-2)·a~(-1)。研究表明,不同品种成龄猕猴桃果园的推荐施肥量均为N 380 kg·hm~(-2)·a~(-1)、P 77 kg·hm~(-2)·a~(-1)、K 87 kg·hm~(-2)·a~(-1),N∶P_2O_5∶K_2O为1∶0.5∶0.3。     

一次性施肥稻田田面水氮素变化特征和流失风险评估

为评估单季稻一次性施肥模式中氮素径流损失风险,通过田间试验研究了一次性施肥模式中缓释氮肥类型、施用比例和氮肥施用量对田面水氮素含量的影响。结果表明:与尿素分次施肥处理(225 kg N·hm-2)相比,不同缓释氮肥(180 kg N·hm-2)一次性施肥后田面水铵态氮浓度为稳定性肥料(NIU)常规分次施肥(Urea)树脂包膜尿素(RCU)聚氨酯包膜尿素(PCU);氮肥施用量为180 kg N·hm-2时田面水铵态氮浓度随缓释氮肥施用比例增加而下降,但180 kg N·hm-2和144 kg N·hm-2处理间田面水铵态氮含量没有明显差异。尿素分次施肥和一次性施肥处理的稻田氮素径流损失风险都在施基肥后5 d。研究表明,一次性施肥模式通过缓释氮肥的应用和氮肥减量等措施,虽然基肥用量大于尿素分次施肥处理,但没有增加稻田氮素径流损失风险。     

不同雨强和植被盖度对稻田径流及氮素流失的影响

阐明径流及养分流失特征对制定农田径流削减策略、降低面源污染发生风险具有重要意义。为明确稻田径流和氮素流失对雨强的响应,分别在水稻生育前期（低植被盖度）和后期（高植被盖度）选择3个降雨强度[低雨强（SI）,30 mm·h^-1;中雨强（MI）,60 mm·h^-1;高雨强（LI）,90 mm·h^-1]进行了田间降雨模拟试验。结果表明：稻田径流率均呈先上升后下降的趋势,且径流率峰值随雨强增大而增加。不同降雨强度下径流率峰值分别为72.58 （SI）、126.45 （MI）、234.90 （LI） m³·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和41.94（SI）、70.02 （MI）、83.30 （LI） m³·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。径流氮素浓度在初始产流期较高,不同植被盖度和雨强下径流氮素浓度随径流时间的变化均可以用对数函数方程进行描述[Y=a-b×ln （X+c）,P<0.01]。与浓度表现不同,受径流率影响,径流发生后的前40min内的氮素流失风险较高,特别是在径流发生后的20~30 min （流失率峰值时间）。低植被盖度下氮素流失率更易受降雨强度影响,两种植被盖度下氮素流失率峰值分别为0.07 （SI）、0.10 （MI）、0.27 （LI）kg·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和0.05 （SI）、0.04 （MI）、0.06 （LI）kg·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。因此,不同雨强下氮素流失负荷在低植被盖度条件下差异显著,且高降雨强度的氮素流失量（10.02mg·m^-2）显著高于中、低降雨强度,铵态氮（NH₄⁺-N）是稻田径流氮素流失的主要形态（占比约41%~52%）。氮素流失负荷与径流发生前期（0~20 min）和中期（20~40 min）的径流率及氮素浓度密切相关。结果表明,初始产流期是稻田氮素流失的高浓度风险期,而径流发生后的20~30 min内氮素流失最快,低植被盖度下径流发生更易受雨强影响。     

基于产量和环境友好的黄土高原半干旱区玉米氮肥投入阈值研究

为确定黄土高原半干旱区玉米的合理氮肥投入阈值,采用田间试验和室内分析方法,在甘肃省定西市安定区连续3年定位研究了不同施氮量对玉米产量、土壤矿质氮累积量、土壤氮素表观平衡等的影响。结果表明,施用氮肥对玉米有显著的增产作用,施氮量为243.72 kg·hm^-2时,玉米产量最高,为8 139.65 kg·hm^-2。之后随施氮量的增加,玉米产量不增反降,产量与施氮量呈显著的二次抛物线关系;土壤矿质氮累积量与施氮量呈极显著指数相关关系,在200 cm土层内的累积量随施氮量及施氮年限的增加而增大,施氮量为270 kg·hm^-2时,矿质氮累积量为563.01 kg·hm^-2,显著高于施氮量为180、225 kg·hm^-2处理的矿质氮累积量（410.88、480.97 kg·hm^-2）;氮表观平衡值与施氮量呈极显著线性正相关。氮素表观平衡值为0时,施氮量为179.50 kg·hm^-2。施氮量在179.50~243.72 kg·hm^-2时,玉米产量为7 925.14~8 139.65 kg·hm^-2,土壤矿质氮累积量为409.83~513.08 kg·hm^-2,氮素平衡值为0~49.15 kg·hm^-2。综合分析提出,施氮量为179.50~243.72 kg·hm^-2是黄土高原半干旱区既保证玉米高产稳产又保证土壤氮素盈余及矿质氮残留较少,可实现环境安全的氮肥投入阈值。     

太湖流域直播水稻田水量平衡分析与径流污染负荷研究

为准确、方便地分析水稻田水量平衡关系及研究水稻田非点源污染负荷,本文采用基于降雨-水位原位观测方法(方法一)和基于降雨-水位的灌溉、产流识别方法(方法二)对太湖流域直播试验水稻田进行水量平衡分析和径流污染负荷计算。通过水稻田水位变化数据计算得到水稻田生长季总蒸散发和渗漏损失为1 087.2 mm。根据水量平衡原理,方法一、方法二计算的水量亏损值分别为18.1、81.8 mm,分别占入流总量的1.4%和6.0%,方法一在试验点水稻田水量平衡分析中更准确。应用方法一计算得到水稻田灌溉水量为866.9 mm,入流总量为1 330.6 mm,径流总量为303.2 mm。两种方法计算的灌溉水量相近,方法二可用于灌溉水量的对比分析。水稻田径流污染负荷计算中,应用方法一计算得到TN、TP输出系数为9.18、0.45 kg·hm~(-2),在合理的范围内。应用方法一进行水稻田水量平衡分析和非点源污染负荷核算具有较好的准确性和适应性。