坡耕地不同物种植物篱对面源污染物的拦截效率及影响因素

在红枫湖上游15°的坡耕地上设置30个植物篱径流小区,小区水平投影面积100 m2,顺坡长20 m,横坡宽5 m。在小区内横坡等距种植三带植物篱,植物篱带呈双行"品"字型种植模式,带长5 m,带宽0.15 m。通过监测该年度天然降雨下每个径流小区产生的地表径流、泥沙和养分情况,探讨了在相同种植模式下9种不同物种植物篱对坡耕地面源污染物的拦截效率及其影响因素。结果表明:灰毛豆植物篱截流效应最佳,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿植物篱减沙效应最佳,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱能更有效地抑制湖泊水体氮、磷元素的富集进程,其中,对坡耕地氮相对拦截量为283.03 g·hm-2,相对拦截率为70.08%;对坡耕地磷相对拦截量为185.92 g·hm-2,相对拦截率为80.21%。胡枝子植物篱能更有效地抑制湖泊水体钾元素的富集进程,对坡耕地钾相对拦截量为135.11 g·hm-2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,对坡耕地钾相对拦截量为125.13 g·hm-2,相对拦截率为79.72%。     

坡耕地经济植物篱建设技术

贵州生态环境破坏严重，水土流失现象普遍。据统计，全省河流年输泥沙量达7000万t，相当于每年3．33万hm^2农田的耕作层土壤被暴雨冲走。贵州省水土流失面积由上世纪50年代占全省土地面积的20％增加到90年代中期的43．6％，而造成水土流失的主要原因之一是坡地耕作。贵州坡耕地面积大，而山地和丘陵又占全省     

新型坡耕地可持续农业技术——植物篱技术(Ⅱ)

<正> (三)植物篱技术的实施 1、植物篱技术适用的范围 植物篱技术适用于坡度小于25°、土层厚度大于50厘米,或土壤母质易于风化的土山土坡地区。如易侵蚀的砂质、粘质或壤土质土山旱坡地,已垦耕或计划垦     

新型坡耕地可持续农业技术——植物篱技术(Ⅲ)

<正> 1、栅篱植物的播种和移栽 首先开好定植沟、定植坑,播种子沟深15厘米,移栽沟深30厘米左右。果树类木本植物则要挖定植坑,60厘米×80厘米。无论是直播或移栽均要求施足底肥,钙镁磷肥或过磷酸钙每亩15公斤左右,腐熟圈肥每亩75～100公斤,茶树、花椒     

黔中高原坡耕地植物篱物种选择

通过在红枫湖上游坡耕地设置30个植物篱径流小区,探讨了9种植物篱的水土保持效应和养分拦截效应。结果表明,灰毛豆[Tephrosia purpurea(L.)Pers.]植物篱的保水效应最好,相对径流拦截率为91.75%;紫花苜蓿(Medicago sativa L.)植物篱的保土效应最好,相对泥沙拦截率为69.25%。灰毛豆植物篱对坡耕地氮、磷的拦截效应最为明显,其中氮相对拦截量为283.03 g/hm~2,相对拦截率为70.08%;磷相对拦截量为185.92 g/hm~2,相对拦截率为80.21%。胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)植物篱对坡耕地钾的拦截效应最为明显,钾相对拦截量为135.11 g/hm~2,相对拦截率为86.08%;灰毛豆次之,钾相对拦截量为125.13 g/hm~2,相对拦截率为79.72%。9种植物篱均具有较好的水土保持功能和养分拦截作用,可作为黔中高原坡耕地植物篱物种应用。     

几种植物浮床+仿生植物系统对污染物的去除效果

为了研究由不同水生植物与仿生植物构建的组合型生态浮床对水中污染物的去除效果,将风车草、再力花、美人蕉、梭鱼草、菖蒲与仿生植物组合构建成生态浮床,分析几种组合型生态浮床对水中污染物的去除效果。结果表明,各处理系统(5种水生植物+仿生植物)对水中氨态氮(NH~+_4-N)、硝态氮(NO~-_3-N)、亚硝态氮(NO~-_2-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))具有很好的去除效果,平均去除率分别达到93.12%、88.10%、100.00%、95.00%、30.00%,明显高于空白对照组,略优于仿生植物对照组,可见合理的植物+仿生植物组合系统可以实现对污染水体的强化净化,同时可以有效抵抗植物衰亡对系统带来的冲击,确保复合系统的长期稳定运行。     

丹江口库区坡耕地不同植物篱对径流及养分流失的影响初探

通过在丹江口库区坡耕地上不同植物篱种植处理的比较试验,观测分析了不同植物篱处理对径流及养分流失的影响。结果表明,紫穗槐、金银花、黄花菜及龙须草4种植物篱均能有效减少坡耕地上的径流泥沙流失量,径流量由高到低的顺序为CK〉处理②〉处理④〉处理⑤〉处理③。对比各处理小区径流水样养分流失均值可知,全钾〉速效钾〉全氮〉速效氮〉全磷〉速效磷,所有处理中最易随地表流失的养分为全钾和速效钾,速效磷流失量最小。     

三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响

研究三峡库区坡耕地植物篱技术对土壤特性的影响,结果表明,植物篱技术能有效改善坡耕地土壤结构,提高土壤养分的含量。植物篱的根系吸收促进养分的保持以及植物篱的物理阻挡作用对土壤径流的截持与减少泥沙的流失,有效地改善了土壤的养分含量。     

新型坡耕地可持续农业技术——植物篱技术(Ⅰ)

<正> (一)植物篱技术 植物篱技术又称条带种植技术、绿篱技术、植物篱梯化技术、生物梯化技术等。即用多年生的草灌木本植物与农作物间作的技术。在坡耕地上,沿等高线间隔一定间距种植多年     

土壤-植物系统对径流污染物截留的影响因子分析

通过比较3种土壤-植物系统,分析确定了植被条件、污染物浓度、进水流量和坡度对地表径流污染物去除率的影响。研究结果表明：植被条件、进水浓度、进水流量和坡度对污染物去除率的影响因污染物的存在状态和性质不同而变化;颗粒态污染物SS、PP和CODMn的截留特征受4种因素的影响显著,“土壤-紫花苜蓿”和“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于对照系统,并随进水浓度、进水流量和坡度增加而降低;溶解态污染物NO-3-N、NH+4-N和TDP的净化效果受植被条件和进水浓度的影响显著,“土壤-高羊茅”系统的污染物去除率显著优于“土壤-紫花苜蓿”和对照系统,NO-3-N去除率在中等浓度时最高,NH+4-N和TDP去除率随浓度增加而显著增加,NO-3-N去除率受进水流量影响显著,随进水流量增加而降低,NH+4-N去除率受坡度影响显著,随坡度的增加而降低。研究得出在构建土壤-植物系统的实践中,应根据上游污染源区污染状况及受纳水体水质要求设计净化系统,并选种地表密集生长的植被及适当降低系统坡度来提高土壤-植物系统的环境功能。     

不同种植模式下坡耕地红壤团聚体有机碳矿化特征

为探讨不同种植模式下团聚体中有机碳转化和稳定的作用机制,以坡耕地红壤为研究对象,结合土壤团聚体组成及有机碳分布,通过室内有机碳矿化培养方法,并采用一级动力学方程拟合培养过程中CO_2通量的动态变化,分析不同种植模式下团聚体有机碳矿化动态特征及其对土壤总矿化的贡献。结果表明:不同种植模式下土壤团聚体粒径均以2 mm和2～0.25 mm为主,其总量在78%以上,玉米单作显著减少2 mm团聚体的比例,但却显著增加0.25 mm团聚体的比例。不同种植模式下0.25 mm团聚体的有机碳含量显著高于全土、2 mm团聚体和2～0.25 mm团聚体。全土中玉米大豆间作处理的土壤有机碳含量显著低于大豆单作处理,各粒径团聚体中有机碳含量在单作处理与对应的间作处理之间没有显著差异。不同种植模式下全土和团聚体中有机碳矿化作用的强弱表现为单作处理比对应的间作处理更强,并且大豆单作处理有机碳累积矿化量最高。不同种植模式下2～0.25 mm团聚体有机碳矿化速率最快,有机碳矿化作用最强,而0.25 mm团聚体C_0/SOC值(土壤有机碳矿化分解作用消耗土壤中有机碳的比例)较全土及其他两个粒径团聚体显著降低,更有利于土壤有机碳固存。2 mm和2～0.25 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大。研究表明,大团聚体(0.25 mm)在坡耕地红壤有机碳矿化中起重要作用,玉米大豆间作和玉米白萝卜间作在一定程度上可降低土壤有机碳矿化作用,增强土壤固碳能力。     

秸秆堆沤还田对坡耕地径流、泥沙与磷素流失的影响

【目的】寻求不同堆沤方式和秸秆还田密度结合下较为有效的径流泥沙与磷素减排农艺措施。【方法】在自然降水条件下,研究不同秸秆还田密度(0.75、1.5 kg·m^-2)、不同秸秆粉碎粒度（1、5 cm）、加水或尿素堆沤对滇中二龙潭小流域烟草坡耕地产流产沙量及磷素流失量的影响。【结果】1.5 kg·m^-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤均可有效降低烟草坡耕地产流产沙量,降低幅度分别为18.59%～38.60%、12.50%～38.60%、10.06%～38.60%;0.75 kg·m^-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤较1.5 kg·m^-2秸秆密度、1 cm秸秆粒度、加水与尿素堆沤的处理,径流泥沙总磷与径流PO₄^--P浓度分别降低2.82%～66.67%、0.38%～57.53%和1.97%～64.73%;径流中PO₄^--P占总磷浓度的35.30%～77.59%;0.75 kg·m^-2秸秆密...     

基于秸秆材料的生物基质系统对养殖废水污染物去除效果研究

采用人工湿地处理养殖废水具有良好的去除效果和资源化利用优势,但畜禽养殖废水浓度较高,直接排入人工湿地易导致湿地植物死亡,采取措施适度降低废水污染物浓度是生态治理的重要前提。因此,本研究选取稻草和芦苇两种秸秆材料,设置稻草、芦苇和对照三个处理,利用三级生物基质消纳系统,开展为期6个月的野外控制试验,对比分析稻草和芦苇对养殖废水主要污染物的去除效果及其自身的降解特征,探讨生物基质系统对养殖废水中主要污染物的去除效果。结果表明,稻草和芦苇对主要污染物指标化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)均有良好的去除效果,其中稻草对NH_4~+-N、TN和TP的去除率相对较高,分别为44.9%、39.2%和39.6%,去除负荷分别为17.38、19.84和3.02 g/(m~3·d);芦苇对COD的去除率相对较高,为50.6%,去除负荷为87.28 g/(m~3·d)。NH_4~+-N和TN的去除效果与Eh呈显著正相关(P0.05),而与pH值呈显著负相关(P0.05);TP的去除则受环境因素的影响较小。稻草的降解速率显著快于芦苇,半年内的月平均降解率分别为8.0%和3.6%。稻草总体去除效果好于芦苇的原因可能与其主要成分纤维素、半纤维素和木质素的降解速率相对较快有关,但是芦苇作用的持续时间则相对较长。     

复合人工湿地处理低浓度畜禽养殖废水的净化效果

为了解人工湿地对低浓度畜禽养殖废水的去除速度与净化效果,采用4级复合人工湿地以间歇进水的方式处理低浓度猪场废水,监测不同时期各级湿地进出水中TN、TP、NH_4~+-N、COD_(Cr)等污染物指标浓度的变化。结果表明,复合人工湿地进水中TN、TP、NH_4~+-N、CODCr年平均初始浓度分别为41.6、8.4、21.4、253.9 mg·L~(-1),去除率分别为94.66%、79.36%、91.04%、32.32%。其中1级湿地(芦苇-砾石垂直渗透流)对TN、TP和CODCr去除速度较快,分别为2.9、0.6、7.5 g·m~(-2)·d~(-1);2级湿地(芦苇-沸石垂直渗透流)对NH_4~+-N去除速度较快,为1.8 g·m~(-2)·d~(-1);3级湿地(芦苇-砾石水平潜流)和4级湿地(稻田水平表面流)对污染物的去除速度较低,对TN、TP、NH_4~+-N的去除速度均小于0.4 g·m~(-2)·d~(-1),对COD_(Cr)的去除速度小于2.3 g·m~(-2)·d~(-1)。污染物去除率受季节温度变化的影响较小。     

不同污泥施用方式下赤红壤坡地水土流失的特征

研究人工模拟降雨条件下,撒施、撒施+草和穴施3种污泥施用方式对赤红壤坡地水土流失的影响.结果表明,污泥施用后的前期(1和18 d)径流中,撒施、穴施与对照(不施污泥)间的径流量差异不明显,撒施颗粒物含量和流失量均达到峰值,分别为5387.7 mg.L-1和82.0 g.m-2,分别是对照和穴施对应峰值的1.1-2.0和1.2-2.0倍,此后撒施径流量、颗粒物含量和流失量均呈不同程度的降低趋势.模拟试验期间,撒施+草处理降低径流量,削减径流颗粒物和悬浮物流失的效果最为显著;撒施降低径流量和削减颗粒物流失的效果仅次于撒施+草处理,但撒施径流悬浮物流失最为严重;穴施径流量和颗粒物流失量是3种污泥施用方式中最高的,而悬浮物流失量则仅次于撒施.     

坡耕地不同水土保持措施对径流泥沙与土壤碳库的影响

自然降雨条件下,采用标准径流小区法,研究了迤者小流域不同水土保持措施试验区水土流失和有机碳的流失特征.结果表明:(1)泥沙作为土壤有机碳流失的重要载体,导致泥沙结合态有机碳的流失量占总有机碳流失量的82.0％以上,最高达97.33％;(2)与裸露荒地(CK)相比,坡面林草措施和等高反坡阶措施均具有一定的蓄水减流和保土减沙效应,其减流率分别为94.47％、61.70％,减沙率分别为94.81％、64.80％;(3)与CK相比,2种坡面措施均具有减少土壤有机碳储量损失的作用,并在一定程度上减缓了土壤有机碳库的负效应.雨季前后,CK坡面小区有机碳储量的减少率达14.39％,明显高于林草坡面3.83％的减少率和反坡水平阶坡面6.25％的减少率.因此,坡面水土保持措施的实施通过改变下垫面及地表微地形,减少坡面径流及径流所携带的泥沙与养分元素,进而减少坡耕地有机碳的输出.     

Comparison of nitrogen losses by runoff from two different cultivating patterns in sloping farmland with yellow soil during maize growth in Southwest China

The loss of N in farmland is an important cause of agricultural non-point source pollution, which seriously impacts the aquatic environment. A two-year(2017–2018) experiment was conducted to investigate the characteristics of runoff and N losses under different tillage practices. Taking downslope ridge planting and cross ridge planting as the experimental treatments,the characteristics of surface runoff, interflow, and N losses in sloping farmlands with yellow soil were studied throughout the ma...     

湖南省不同种植制度农田土壤肥力长期演变特征北大核心CSCD

明确不同种植制度农田肥力长期演变特征可为选择合适种植制度以提升耕地质量提供参考依据。以湖南省12个国家和省级农田长期定位试验点的种植制度试验为研究对象,选择当地习惯施肥条件下的水稻—水稻—黑麦草(RRR)、水稻—水稻—紫云英(RRC)、水稻—水稻—大麦(RRB)、水稻—水稻—冬闲(RRW)和水稻—水稻—油菜(RRO)5种双季稻模式,烤烟—水稻(RT)、水稻—冬闲(RW)、水稻—油菜(RO)和水稻—绿肥(RG)4种一季稻模式,棉花—油菜(CR)、大豆—红薯(SS)和玉米—萝卜(MR)3种旱作模式,研究其土壤基础肥力指标和综合肥力的演变趋势。结果表明,双季稻模式有机质含量高于旱作模式,长期习惯性施肥条件下,除RRO、RT和RW有机质含量下降外,其余均有上升。RRW、RRO、RT和RW全氮含量相对较高但均有下降,其余则均有增加。RRO和RG碱解氮含量下降明显,而旱作模式均呈增加趋势。RRO和RRW速效磷含量下降明显,而旱作模式年均增加约1.23~4.76 mg/kg。双季稻模式速效钾含量均有下降,而一季稻和旱作模式除RT和MR增加外呈下降趋势或无明显变化。双季稻模式综合肥力下降,而一季稻和旱作模式均有上升。研究表明,湖南省不同种植制度农田肥力变化差异较大,双季稻模式应控氮重钾,一季稻模式应减施氮磷,旱作模式应培肥地力和控施磷肥。     

改性沸石制备及其同步去除农田排水氮磷研究

为进行高浓度农田排水的应急处理,以天然斜发沸石为原料,制备能够同步吸附NH4+-N、NO-3-N和TP的组合改性沸石,并对人工模拟农田排水进行处理。结果表明:采用0.01mol L-1LaCl3改性的沸石对NH+4-N和TP具有良好的吸附效果,可在10 min内达到吸附平衡,且与Freundlich等温吸附模型拟合度较高(R2>0.99);采用0.02mol L-1溴代十六烷基吡啶(CPB)改性的沸石可同时吸附NH+4-N、NO3--N和TP,在20min内即可达到吸附平衡,其与Langmuir等温吸附模型相关度较高(R2>0.97)。这两种改性沸石的吸附过程均符合准二级动力学模型。15g L-1的CPB改性沸石与8g L-1的LaCl3改性沸石组合处理模拟农田排水,反应20min,沉淀7min后,出水NH+4-N、NO3--N和TP浓度分别为0.23、2.18mg L-1和0.015mg L-1,去除率分别为95.38%、78.21%和97.12%。研究表明组合改性沸石可快速高效地处理农田排水。     

农田化肥氮磷地表径流污染风险评估

以长江中下游地区所处的六省一市为研究对象,通过对80个市级行政区化肥施用情况的调研,估算了农田化肥氮磷地表径流流失量,在耦合农业化肥流失量、降雨和河网密度三种因素的基础上,提出了农田化肥氮磷污染风险分级方法并初步识别了重点区域。结果表明,近20年来,其化肥施用量呈现上升趋势,氮磷地表流失量较高的区域主要集中于湖南省,氮磷流失强度的平均值分别为2.41、0.61 kg·hm~(-2)·a~(-1)。湖南省为六省一市中农田化肥氮磷污染的高风险区,上海市为低风险区,其他五省则以中、低污染风险为主。研究结果有助于实现对农田面源污染的风险防范,推动我国农业面源污染防控的优化升级。