模拟降雨条件下肥料氮素流失特征

为了解肥料中氮素流失特征,设计不同水肥处理,并对不同去向（径流、渗流和渗漏到泥沙）氮素进行了跟踪监测。结果表明：渗流水中肥料氮素含量最高,占总流失量的36.55％～42.86％,泥沙中肥料氮素含量占30.77％～40.00％,随径流水流失的肥料氮素量占23.45％～26.59％;径流、渗流水、泥沙中N O3- N含量与施氮量密切相关,施氮量越高,N O3- N浓度越高;渗流中的肥料氮素含量及N O3- N浓度均高于径流水,表明施用氮肥对地下水环境构成较大威胁。     

模拟降雨条件下牛粪中氮素流失特征研究

在人工模拟降雨条件下对露天堆放的新鲜牛粪和腐熟牛粪氮素的流失特征进行研究,为农村面源污染防治提供依据。结果表明,径流的产生主要受降雨量影响,降雨强度的影响不明显。当降雨量小于10 mm时,无径流产生;当降雨量达到15 mm左右时,初始径流产生。一次完整的降雨过程中径流TN浓度呈明显山峰形,初始浓度为100~200 mg/L,当降雨量为30 mm时,新鲜牛粪出现浓度峰值约400 mg/L左右,降雨量为50 mm时,腐熟牛粪出现浓度峰值510 mg/L,且浓度峰早于流量峰约35 min出现;当降雨量达到25 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为11.79、4.17、3.02和18.58、0.65、12.99 g/t;降雨量达到50 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为51.75、22.75、11.63和96.87、4.78、85.30 g/t;腐熟牛粪氮素流失量高于新鲜牛粪约1倍。降雨量由25 mm增加为50 mm,氮素的流失总量增加4倍以上。新鲜牛粪氮素流失形态主要为NH_4~+-N、NO_3~--N,分别占51.3%、25.6%,腐熟牛粪氮素流失形态主要为NO_3~--N,占88.1%。1 t牛粪1次120 mm降雨径流流失的氮素占牛粪氮素总量的0.7%。     

模拟降雨条件下农田氮素径流流失特征研究

基于洱海流域农田径流总氮污染严重、入湖总氮负荷较高的特点,采用室外人工模拟降雨方法,研究了20、40、60 mm·h~(-1)三种雨强条件下农田径流产流过程和氮素流失特征。结果表明:农田径流的产生主要受降雨量控制,当雨量达到(20±2)mm时才会产生径流,雨强主要影响其产流后流量的增长速度以及稳流后流量的大小,雨强越大,产流增长速度越快,平稳后径流量也越大;径流中氮素流失量与降雨量呈极显著线性相关(P0.01),而且雨强越大,氮素流失速度越快,雨强60 mm·h~(-1)时线性拟合方程的斜率最大为1.28;三种雨强条件下均无明显的初期冲刷效应,不宜通过截留初期农田径流来控制农田径流氮污染;径流中氮素浓度随着降雨量增加先增大后减小,其浓度峰值受雨强影响较大,雨强大的浓度峰值高,且浓度峰值均出现在径流量趋于稳定时段附近;氮素浓度变化与悬浮物浓度变化呈极显著线性相关。建议通过加强水土流失管控及在湖周采取截蓄净化等措施有效控制洱海流域农田径流中的氮污染。     

自然降雨条件下淮北平原农田氮素流失特征研究

[目的]研究自然降雨过程中农田氮素径流流失特征。[方法]基于淮北平原区1次典型的自然降雨,分析降雨强度、径流量及排水中TN、PN、NH_4~+-N和NO_3~--N的质量浓度变化。[结果]自然降雨条件下,降雨强度和径流量变化趋势基本一致,但产流时间较降雨时间以及径流量较降雨强度的变化均有一定滞后效应;随着径流量增大,排水中TN、PN和NH_4~+-N的质量浓度快速增大,且达到峰值的时间较径流峰值时间提前,峰值过后三者质量浓度快速下降,降雨停止后随着径流减少TN趋于稳定,PN和NH_4~+-N继续降低,NO_3~--N质量浓度与径流量呈反向变化特征;随着雨强和径流量的变化3种形态氮素比例动态变化,且降雨时颗粒态氮大于溶解态氮,降雨停止后PN和可溶态NH_4~+-N减少,可溶态NO_3~--N增加;相关性分析表明,降雨强度与径流量、NH_4~+-N、PN和TN呈正相关关系,与NO_3~--N呈负相关关系;整个径流过程TN、PN、NH_4+~-N和NO_3~--N质量浓度均值分别为11.50、6.58、2.11和2.88 mg/L,均超出了地表水Ⅴ类水的标准。[结论]自然降雨径流过程中农田排水给周围水体带来较大的环境风险,该研究为该区域氮素流失特征研究及面源污染控制提供理论基础。     

模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

模拟降雨条件下黄棕壤坡耕地磷素流失规律研究

为揭示暴雨条件下磷素的流失规律,在湖北省香溪河流域选择具有代表性的黄棕壤坡耕地进行原位人工模拟降雨试验,研究磷素随地表径流和壤中流的流失特征.结果显示:次暴雨过程中产生两种径流形式(地表径流和壤中流),地表径流约占总径流的68.4％,壤中流约占31.6％;地表径流和壤中流磷素输出过程差异明显,地表径流中总磷(rP)和颗粒态磷(PP)变化过程较为一致,呈波浪式起伏无明显降低趋势,溶解态总磷(DP)和溶解态无机磷(DIP)在降雨初期浓度较高,之后随降雨持续迅速减小并逐步趋于稳定.壤中流中TP和PP在初期出现浓度峰值(6.44 mg·L-1 、5.87 mg·L-1),之后迅速减小并趋于稳定,DP和DIP则在降雨过程中均无明显变化,各形态磷素的平均浓度均超出水体富营养化的阈值;TP随径流的流失量为0.262 kg· hm-2,不同形态的磷素流失均以地表径流为主,贡献率均达72.7％以上,可见土壤对磷素具有较强的滤减作用.地表径流TP流失形态以PP为主,占总量的92.8％,壤中流中PP和DP所占的比例相当,无论在地表径流还是壤中流中,DIP的输出负荷均占DP的78.3％以上.降雨后总磷和速效磷沿剖面的养分含量均明显低于降雨前,表层养分含量的损失量最大,速效磷养分的损失比例比全量损失比例大.     

自然降雨条件下农田地表产流及氮磷流失规律研究

基于淮北平原自然降雨条件下2个连续汛期观测的降雨-径流试验数据,分析不同试验处理下农田地表产流规律和氮磷浓度及其构成,探讨地表径流氮磷浓度和流失量的时间变化过程及其分布差异。结果表明,当地农田地表径流氮磷浓度构成分别以颗粒态氮和可溶性磷为主,而可溶性氮中又以溶解性有机氮为主,且硝态氮是农田地表径流无机氮流失的主要成分。汛初7月不同土地利用方式下农田地表径流量及铵态氮、硝态氮、可溶性氮磷和颗粒态氮磷的浓度及流失量间的差异相对较小,但8月期间的差异却明显增加,低秆高密度作物种植模式下的相应流失量最低。在淮北平原夏季种植黄豆、棉花等矮秆高密度作物,可起到有效减少地表径流氮磷流失量的作用,减缓因农业非点源污染对地表水体富营养化产生的潜在威胁。     

自然降雨条件下南方湿润平原农田氮磷流失初探

研究南方湿润平原露地蔬菜种植模式下氮磷流失特征。结果表明,农田直接流出的径流水样中总氮、总磷的浓度较高,远超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中V类水质标准限值,且农田地表径流中总氮、总磷的流失量随着降雨量及施肥量的增加而增大。通过降低化肥用量可有效控制氮磷流失浓度,而作物产量降低并不明显。总氮径流流失率占输入总量的3%~5%,总磷只占1%左右。可溶态氮是天然降雨径流流失氮素的主要形态, 其中硝态氮又是可溶态氮素的主要形态,氨态氮所占比例较小。     

模拟降雨条件下不同堆放时间和方式畜禽粪便氮素流失特征

通过模拟降雨方法,对自然条件下不同堆放时间的猪粪进行降雨冲刷试验,同时对比分析了秸秆、土壤、裸露3种覆盖条件下,降雨对自然堆放条件下猪粪中不同氮形态径流流失的影响及其面源污染风险。结果表明,猪粪的氮素流失与降雨量密切相关,不同堆放时间猪粪径流中的总氮、氨态氮和硝态氮的浓度均随着降雨量的增加而逐渐下降;新鲜猪粪堆放7 d和堆放30 d的猪粪径流中氮素浓度和流失强度均较高,腐熟猪粪(堆放90 d)和堆放60 d的猪粪相比,其氮素更易通过径流流失;猪粪中氮主要是以氨态氮的形式流失,氨态氮和硝态氮平均流失强度分别为78.1 g/t和54.9 g/t;覆盖处理能显著降低猪粪氮素的流失强度,且土壤覆盖处理优于秸秆覆盖。     

模拟降雨条件下万泉河流域农田养分流失特征及面源污染源强研究

采用径流场结合人工模拟降雨方式,研究了海南岛万泉河流域土壤中N、P、有机质等营养物质的流失特征。结果表明,降雨强度越大,产流系数越大,携带走的污染物越多,所产生的污染程度越大;TN的流失表现为雨强越大,增幅越大,当雨强为中雨、大雨时PN所占TN的比例为44.43%和44.09%,当雨强为暴雨时PN占TN比例则跃升至77.83%;养分流失速率呈现有机质〉TN〉TP的特征;PP随地表径流搬运迁移为TP主要的流失形态,且随雨强的增大而增大;而DP的流失特征为不随雨强变化而变化;土壤质地、坡度、植物覆盖率对土壤养分流失速率的影响显著。     

模拟降雨条件下坡度对茶园红壤氮素流失影响

以新安江流域茶园红壤为研究对象,采用人工模拟降雨方法,研究其在五种不同坡度(0°、5°、10°、15°、20°)下的产流和氮素流失的特征。结果显示,径流以壤中流为主,地表径流中的氮素在流失过程中表现出了很强的初期冲刷效应,壤中流的氮素流失量随着降雨的持续而逐渐增大;在各种坡度下,氮素均以壤中流流失为主;地表径流中总氮、硝态氮、氨氮的流失量y与坡度x的回归方程分别为y=1.03e0.06x-0.88(R2=0.99**)、y=0.37e0.06x-0.36(R2=0.98**)、y=0.002x+0.004(R2=0.94**),壤中流中总氮、硝态氮、氨氮的流失量y与坡度x的回归方程分别为y=-5.65e0.06x+30.49(R2=0.91**)、y=-0.17e0.16x+14.92(R2=0.98*)、y=0.77e-0.18x+0.13(R2=0.92*)。随着坡度的增大,地表径流中氮素的流失呈增大趋势,壤中流中氮素的流失呈下降趋势。     

模拟径流试验条件下紫色土有机肥氮素流失特征研究

为研究有机肥化肥施用于紫色土后氮素流失特征的差别,以牛粪、有机-无机复混肥、沼液、油枯、化肥(磷酸氢二铵)为供试肥料,通过人工模拟径流试验,对比研究典型有机肥、化肥中氮素在紫色土径流中的流失特征。试验结果显示,在供试条件下,施肥处理径流液中总氮含量均极显著(P0.01)高于不施肥的空白,为空白的3.4～9.1倍;而供试有机肥处理径流液中总氮含量与化肥处理相比差异不显著(P0.05)。供试有机肥相对化肥总氮流失率大小顺序为牛粪有机-无机复混肥沼液油枯。紫色土中的径流总氮含量与降雨强度、施肥量、坡度呈显著正相关关系(P0.05),且坡度是引起氮素流失最主要的因素,施肥量次之,降雨强度最小。在模拟径流试验条件下,颗粒态氮是供试肥料在紫色土中的主要流失形态,占总氮的52.51%～81.50%,铵态氮流失大于硝态氮,其中铵态氮占总氮的11.44%～43.57%,硝态氮仅占总氮的1.74%～14.55%。由此表明,在紫色土中施用有机肥一样会造成氮素径流流失,且有机肥总氮流失在一定条件下还可能高于化肥。因此,在农业生产过程中应该合理选用不同类型的有机肥,并合理控制施用量。     

模拟降雨下重庆喀斯特槽谷区径流氮磷元素流失特征

为揭示降雨强度和岩层倾向对喀斯特槽谷区耕层土壤氮磷流失的影响,利用人工降雨装置和可变坡钢槽进行模拟试验,设计坡面坡度为25°,岩石裸露率为15％,岩层倾角为30°,地下孔裂隙度为3％,降雨强度分别为30、60和90 mm/h,模拟降雨持续时间为1h.结果 表明:1)产流量随着降雨强度的增大而增大,地表产流量表现为裸坡＞...     

人工模拟降雨条件下紫色土养分流失规律分析

实验采用美国人工模拟降雨器装置, 研究了重庆紫色土区域在不同雨强和坡度条件下的养分流失规律. 结果表明, 紫色土养分流失主要以不溶态的形式存在泥沙中, 以溶态形式少量存在于径流中. 并且进一步得出, 泥沙中养分含量随坡度增加而降低, 而径流不受坡度和雨强的影响. 泥沙中各养分富集, 土壤养分含量明显大于雨前养分含量和径流养分含量, 但由于速效养分富集于径流中, 所以径流中的养分流失也不容忽视.     

自然降雨条件下夏玉米冠层截留特征及影响因素

【目的】冠层截留特征和机理研究一直是生态水文的前沿和热点,针对作物冠层截留这一不可忽视的水分通量,以夏玉米为研究对象,研究在自然降雨条件下玉米冠层降雨截留特征和分布规律,分析作物冠层截留量的影响因素,以期更加合理的评价夏玉米对自然降水的水分利用效率,为科学密植、提高旱作农业区作物产量以及防止农耕地土壤侵蚀提供理论依据。【方法】运用水量平衡原理对夏玉米冠层截留量、穿透雨量、茎秆流量及降雨量的田间观测结果进行分析。其中采用玉米行间随机放置承雨槽收集穿透雨,以测量穿透雨量;采用在茎秆基部包裹喇叭口状聚乙烯集水装置收集茎秆流,并在装置底部引出一导管,将收集到的茎秆流转移到另外塑料桶中,以测量茎秆流量;降雨量采用自动气象站实时观测,并采用人工观测进行校正。【结果】夏玉米在不同降雨量级（0.1-4.9,5.0-14.9和15.0-29.9 mm）下,冠层截留量分别为1.1、2.6和13.0 mm,平均值为1.7 mm;冠层截留率分别为12.3%、12.1%、15.3%,平均值为13.3%。通过监测数据,建立了夏玉米冠层截留率与玉米叶面积指数和植株株高的回归方程,相关性显著;分别建立了各气象因子与夏玉米冠层截留量的回归方程,其中降雨历时和水汽压差分别与冠层截留量呈极显著幂函数相关关系;降雨量与冠层截留量呈极显著指数函数相关关系。同时,考虑所有影响因素的综合效应,建立了冠层截留量与影响因素的复合关系模型,相关系数R2=0.946。【结论】本研究中,自然降雨条件下,夏玉米的冠层截留量不可忽略,并且受到多种因素的交互影响,单一因素不能完全解释。夏玉米种植密度、形态指标（株高、叶面积）和气象因子（降雨量、风速、水汽压差、降雨历时）均对夏玉米冠层截留量有影响。建立冠层截留量与多种影响因素的复合关系模型,可为作物的科学密植、提高旱作农业区作物水分利用效率提供更充分理论基础。     

自然降雨条件下不同种植模式土面蒸发规律研究

在自然降雨条件下,对西瓜不同种植模式的土壤水分运动及土面蒸发规律进行研究。结果表明,不同种植方式的土壤水分在0~100 cm的土层内,土壤含水率随时间的变化幅度较大,在100 cm以下的土层所受影响较小,各处理动态储水量变化范围为0~100 cm。在降雨后的2 d内裸地的蒸发量与水面蒸发量接近一致,日蒸发量可达到9.3 mm,2 d后,土面蒸发量从9.3 mm减小至0.3 mm,在没有降雨补给的情况下,土面蒸发量无限接近于0,而压沙地的土面蒸发则始终维持在1.1 mm左右;总体上,水面日平均蒸发量为9.3 mm,裸地土面日平均蒸发量为1.8 mm,压沙地土面日平均蒸发量为1.1 mm。     

淮北平原农田氮磷流失模拟降雨试验研究

以淮北平原农田为研究对象,考察2种类型土壤(砂姜黑土和黄潮土)通过人工降雨试验模拟下渗水量、壤中流TN、TP与土壤类型和土壤深度的相关性,结合野外采样调查分析测定区域水体的氮磷含量指标,分析区域农田氮磷养分流失特征,估算迁移比率.结果表明,壤中流TN、TP含量与土壤类型、土壤深度以及降雨持续时间存在一定的差异性;黄潮土...     

冀南地区农田氮磷流失模拟降雨试验研究

农田氮磷养分流失是我国农业面源污染的主要污染源,为了研究冀南地区农田氮磷流失特征,本文采用人工模拟降雨大田试验的方法,测定施肥前后裸地农田地表径流与壤中流氮磷流失量,分析径流中不同形态氮磷的流失规律。结果表明:地表径流与壤中流的产流存在明显差异,地表径流产流过程波动明显,壤中流流量变化较为平缓并具有一定的滞后性,且在总径流量中的比例较小,两次试验分别占9.0%与13.1%;径流中氮素浓度在产流初期较高,随后迅速衰减,产流后0～35 min是累积氮流失量较快的时段;产流中可溶性氮的输出以硝氮为主,占累积流失量的71.0%～99.7%,且硝氮的流失极易受水文因素的影响;磷元素在径流中的含量较低,多以颗粒态存在,并且随着产流时间的延长,壤中流逐渐成为磷流失的主要途径;累积产流量与累积氮、磷流失量之间可分别用线性拟合与幂函数拟合,拟合优度分别在0.99与0.97以上,存在显著相关关系。研究结果表明,冀南地区农田在降雨之后氮磷流失量巨大且呈现一定规律性,适宜氮肥施用量与控制产流前期养分流失是防控当地农业非点源污染的有效途径。