不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

土壤磷素的流失风险研究

以附近水田落干土样为对照,选取29个蔬菜地表层土壤样品;通过对比由室内模拟径流实验测得的溶解态磷DRP、生物可利用磷BAP和不同浸提剂提取的土壤有效磷水平以及等温实验得到的相关参数,探讨了特定条件下两种不同土地利用方式土壤磷素的流失风险。结果表明,与附近水田落干土样相比,蔬菜地土壤中溶解态磷DRP含量是水田的2.5倍,生物可利用磷BAP含量是水田的3.6倍,蔬菜地表层土壤磷素流失风险比水田落干后明显增加;影响水土界面磷素径流流失的主要因素是土壤有效磷素水平,室内模拟径流实验测定的生物可利用磷BAP的变化量与Olsen-P、M1-P、M3-P、Pw、DPS和EPC0的变化量之间存在显著的正相关关系,且采用Mehlich3法提取的有效磷水平（M3-P）和土壤吸持饱和度（DPS）比其他指标更能准确地预测磷素流失潜能（R2=0.7345、0.7122,P〈0.01）。     

不同磷肥用量对玉米产量及磷素流失的影响

利用田间小区长期定位试验,研究不同磷肥用量对玉米地地表磷素径流损失、玉米产量及磷肥利用率的影响,研究结果表明,与常量过磷酸钙处理相比,过磷酸钙减量10%～30%可降低31.58%～39.47%的磷素地表径流损失量;磷素淋溶损失量减少了13.44%～42.73%;磷肥利用率分别提高了0.6,1.78和2.89个百分点,且磷素损失量随磷肥用量的减少而降低,磷肥利用率随磷肥用量的减少而不断提高。     

不同水分条件下生物炭对红壤磷素形态及磷酸酶活性的影响

为探究土壤不同水分条件下生物炭对红壤磷素形态转化及磷酸酶活性的影响,以期为土壤磷素管理和生物炭合理利用提供参考。通过设置土壤不同含水量(33%、66%、100%)与生物炭添加量(0、0.5%、2%)进行培养试验,测定土壤的有效磷、各磷素形态(Al-P、Ca-P、Fe-P、O-P)及土壤酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性。结果表明:生物炭的施入显著提高了土壤有效磷含量;在培养前期,生物炭主要增加土壤中难溶态的Al-P含量,这主要是由生物炭带来的可溶性磷进入土壤中转化所导致;在培养后期,水分与生物炭都能够在一定程度上活化土壤中的Ca-P、Fe-P与O-P,释放更多磷素。生物炭本身呈碱性,添加到土壤中,有效中和了土壤酸度,使得土壤pH值上升2.82～3.13个单位,土壤酸性磷酸酶活性下降。此外,淹水条件能够降低土壤的酸性磷酸酶与碱性磷酸酶活性。研究表明,生物炭的添加能够有效提高土壤pH值、有效磷含量,同时降低土壤酸性磷酸酶的活性。     

不同施肥与耕作对紫色土坡耕地土壤侵蚀及氮素流失的影响

【目的】研究重庆紫色土坡耕地“冬小麦-夏玉米”种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度（顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量）和2种耕作模式（顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥）,采用野外径流小区长期（2008—2012）定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。与相同施肥水平的顺坡耕作相比,横坡耕作分别减少产流量、产沙量、全氮流失量25.9%、20.5%和33.4%,与相同耕作方式的对照相比,农家肥和化肥配合施用可分别减少产流量、产沙量和全氮流失量35.7%、40.5%和41.2%。紫色土区年降雨量与年产流产沙量均呈幂函数关系（y=ax^b,a＞0,b＞0）,氮素流失量与径流量呈线性关系（y=ax+b,a>0）,但与降雨量相关性不显著,旱坡地氮素流失以总可消化养分（total digestible nutrients,TDN）为主,占全氮的62.1%。农家肥和化肥配合施用可以降低总可消化养分（TDN）和铵态氮（NH₄⁺-N）占全氮的比例。【结论】紫色土区不宜采取顺坡耕作和不施用任何肥料的土地管理方式。农家肥和化肥配合施用、横坡垄作是防治重庆紫色坡面水土流失及径流氮素流失的有效途径,径流中氮素流失以总可消化养分为主。     

液态有机肥灌溉施用对南方橘园红壤磷素累积及流失风险的影响

探索了短期内动物源和植物源液态有机肥单施或与化肥配施对我国南方柑橘种植系统红壤磷素累积特征及流失风险的影响及作用机制,为该地区创新施肥及减轻农业面源污染提供依据。试验于2019—2020年在国家脐橙工程技术研究中心基地开展,设置6种处理：清水(CK)、单施液态化肥(T1)、单施动物源有机液肥(T2)、单施植物源有机液肥(T3)、50%动物源有机液肥+50%化肥配施(T4)和50%植物源有机液肥+50%化肥配施(T5)。通过分析不同施肥处理下土壤理化性质、磷素累积情况(全磷和速效磷)及易解吸磷(RDP)含量、土壤最大缓冲量(MBC)、磷平衡零点浓度(EPC₀)、磷吸附指数(PSI)和磷吸持饱和度(DPS)等指标的变化,并利用相关分析和冗余分析探讨了土壤磷素环境学指标与土壤理化性质之间的关系。结果表明：不同液态有机肥灌溉施用有利于提高土壤磷素含量,土壤全磷和速效磷含量显著增加,植物源液肥比动物源液肥更有利于提高土壤磷素含量,其中T5效果最好,有效提高了土壤中遗留磷的活化率。不同液态有机肥灌溉施用下,土壤RDP、EPC₀和DPS等磷素环境学指标显著...     

秸秆生物炭对施猪粪有机肥土壤磷流失及白菜产量的影响

[目的]减少磷素流失,提高农业废弃物的利用率。[方法]通过单施生物炭、猪粪及生物炭混施猪粪三个处理,研究秸秆生物炭对施猪粪有机肥土壤磷流失及白菜产量的影响。[结果]单施生物炭处理的径流液采集次数比其他处理的高2次,径流液和渗漏液体积也高于其他处理的。单施猪粪的径流液和渗漏液中全磷、水溶性全磷、水溶性无机磷的流失量比猪粪和生物炭混施的高,单施生物炭处理的径流和渗漏液中各形态磷的流失高于生物炭和猪粪混施的。径流液中PP/TP为74%以上,渗漏液中WSTP/TP为71.37%~75.48%。从小白菜产量看,单施生物炭与猪粪生物炭混施的有显著差异,与单施猪粪没有显著差异。[结论]各处理的径流液中主要以颗粒态磷流失为主,渗漏液中以水溶性全磷流失为主;在施猪粪的基础上增施生物炭能减少径流和渗漏液中各形态磷的流失量,却不能增加白菜产量。     

单季稻氮磷吸收及径流流失对不同肥料施用的响应

  目的  旨在探讨施用有机肥(菜籽饼)、调理剂(贝壳砂)、炭基肥对稻田土壤氮磷流失和水稻Oryza sativa产量的影响。  方法  共设置不施肥(ck)、常规施肥(T₁)、有机肥(T₂)、常规施肥+调理剂(T₃)、炭基肥(T₄)5个处理,不同施肥处理的氮、五氧化二磷、氧化钾用量均为270、75、150 kg·hm?2。通过对比5个处理之间土壤施肥前后氮磷质量分数、水稻产量、水稻籽粒和秸秆中的氮磷质量分数,结合6?9月径流水氮磷质量浓度监测结果,研究不同施肥处理减少氮磷流失的效果。  结果  施肥显著提高了水稻籽粒、秸秆的氮磷积累量和水稻籽粒产量。与ck相比,4个施肥处理增加水稻籽粒产量51.22%~63.41%(P＜0.05),但4个处理之间无显著差异。5个处理的氮和磷的流失量分别为4.91~9.56和0.70~1.35 kg·hm?2,其流失量从大到小依次为T₂、T₁、T₃、T₄、ck。4个施肥处理的氮和磷的流失率分别为0.82%~1.72%和0.65%~1.99%,从大到小依次为T₂、T₁、T₃、T₄。  结论  施用调理剂和炭基肥均能有效增加水稻产量,减少氮磷的流失,但施用有机肥处理具有最大径流流失量,因此需注意施肥的时间和方式,有效减少氮磷的流失和环境污染。图5表4参32     

不同农作措施对黄绵土坡耕地玉米产量及养分吸收的影响

在典型的黄土高原黄绵土坡耕地上进行田间小区试验,观测和分析不同种植模式及施肥量对玉米产量、养分吸收及肥料利用率的影响,以筛选出适合本区域的最佳种植模式及施肥量。结果表明:不同施肥量条件下,玉米产量和养分吸收量的变化趋势为优化施肥常规施肥不施肥料。优化施肥+全膜双垄沟处理玉米籽粒产量最高(6 907.78kg/hm~2),较不施肥料和常规施肥分别显著提高19.53%和13.06%;玉米植株氮、磷、钾吸收量随着产量的增加而增大,优化施肥+全膜双垄沟处理玉米籽粒和秸秆氮、磷、钾养分吸收量最大(182.89、17.83和99.38kg/hm~2)。就提高产量和减少地表径流而言,优化施肥+全膜双垄沟处理显著提高了氮、磷、钾肥料利用率,分别为8.78%、10.95%和24.09%。综合考虑,在黄绵土坡耕地种植玉米的最佳模式为优化施肥+全膜双垄沟,既能保证玉米稳产高产,又能显著减少土壤养分随地表径流流失。     

夏季设施菜田生物炭施用对填闲作物甜高粱磷素吸收及土壤碳磷形态的影响

针对集约化设施菜田夏季土壤磷素淋失严重的问题,本文研究了不同用量生物炭(0％,0.5％,2％,4％,8％)施用下填闲作物(甜高粱)对阻控和缓解磷淋失以及减少磷累积的规律.结果表明,2％生物炭处理更有利于甜高粱的生长,随着生物炭用量增加,饲用甜高粱生物量以及吸磷量均出现先增加后减小的特点.4％和8％处理显著增加了土壤有机...     

喀斯特地区坡面不同土地利用方式水土流失及磷素输出对次降雨特征的响应

为探究喀斯特地区坡面不同土地利用方式下水土流失及磷素输出对次降雨特征的响应,对喀斯特地区不同土地利用方式(水保林、耕地、自然草地、裸地、经果林)坡面场次降雨的水土流失和磷素输出进行了分析。结果表明:5种土地利用方式的径流系数由大到小整体表现为裸地自然草地耕地水保林经果林,而单位面积产沙量、单位面积磷流失量整体表现为耕地裸地经果林水保林自然草地。其中耕地和裸地在大雨量、高强度降雨事件的影响下径流系数、单位面积产沙量、单位面积磷流失量急剧增大。雨强是影响水土流失、磷素输出的重要因素,可以很好地拟合水土流失量。径流中磷素输出以颗粒态磷(PP)为主,占总磷(TP)的比例介于75.47%~97.91%之间。降雨引起的耕地径流[0.73 mg·L-1ρ(TP)2.49 mg·L-1]、裸地径流[0.10 mg·L-1ρ(TP)0.50 mg·L-1]和经果林径流[0.13 mg·L-1ρ(TP)0.46 mg·L-1]磷输出对受纳水体磷的含量有增加的风险,而自然草地径流[0.03 mg·L-1ρ(TP)0.09mg·L-1]影响较小。坡面水土流失和磷素输出与降雨过程、土地利用方式关系密切,可以通过优化土地利用结构、减少人为扰动有效防治水土流失,减轻流域面源污染。     

百色坡地果园水土流失的生物覆盖治理研究

为研究生物覆盖治理对坡地果园水土流失的影响,在坡地芒果园边坡种植生物栅篱、在梯面种植绿肥和覆盖秸杆,试验结果表明:生物覆盖综合治理区与对照区相比,平均减少水流失389.85m3/hm2,减少63.72%;土壤侵蚀量年平均减少4.66t/hm2,减少83.65%,土壤含水量平均提高4个百分点,且耕层土壤水分波动较小。     

不同栽培方式对烟田土壤及养分流失的影响

为了解不同的栽培方式对山坡地烟叶种植中水土流失和烟田养分流失的影响,在贵州省毕节市黔西县石灰土类型的山坡地,设计了2个不同坡度的田间径流小区试验。结果表明：与地膜覆盖处理相比秸杆覆盖能有效的减少烟田土壤流失量,从而减少养分流失;坡度对土壤流失和养分流失的影响较为显著,较高的种植坡度水土流失量和养分流失量也较大;养分流失与田间土壤流失有相似的规律,磷流失量在不同坡度间的差异较大,钾流失量在不同起垄方式之产差异更明显;横向起垄能有效减小地表径流、田间土壤流失和养分流失,在较低坡度和较高坡度,均起到了良好的保持水土作用。     

添加竹炭对设施菜地土壤氮磷流失和微生物群落结构的影响

借助Miseq高通量测序分析技术,研究竹炭添加对设施菜地土壤氮磷流失和微生物群落结构的影响。结果表明,与空白对照相比,竹炭处理下蔬菜产量显著(P<0.05)增加21.5%,沟渠水总氮(TN)平均浓度降低5.5%,总磷(TP)平均浓度显著(P<0.05)下降48.3%。通过Chao、ACE、Shannon、Simpson指数可以发现,添加竹炭增加了土壤中细菌的多样性,促进了土壤优势微生物群落的富集,但影响均不显著。     

应用TM图像分析重庆南川市土壤侵蚀与植被覆盖度的关系

以TM图像为数据源,以重庆南川市为例,结合地面调查数据,利用ERDAS遥感处理软件,对植被覆盖度信息提取方法、植被覆盖度与植被指数的关系、植被覆盖度分类、土壤侵蚀与植被覆盖度等进行了研究。实验结果表明：随着植被覆盖度的增加,土壤侵蚀强度逐渐减弱,特别是流失等级越高,递减越明显。     

等高植物篱笆条件下红壤坡耕地水土流失的发生特征

研究了红壤坡耕地植物篱笆条件下的水土流失特征、土壤入渗特性及径流量、侵蚀量、侵蚀雨量、降雨量、入渗量的发生特征.结果表明,与大豆单作相比,黄花菜(Hemerocallis citrirna Baroni)和百喜草(Paspalum. notatum Flugge)植物篱笆的径流量和侵蚀量分别减少10.14～11.56倍和135.34～165.84倍;植物篱笆处理和大豆单作处理的径流量、侵蚀量与可产生侵蚀的降雨量之间呈极显著正相关,建立了相应的降雨产流、降雨产沙、径流侵蚀回归模型,同时建立了降雨入渗、入渗产流、入渗侵蚀的回归模型.植物篱笆水土保持的本质原因是植物篱笆地下部根系显著改善了耕层土壤的物理性状;显著增强了土壤的入渗能力,植物篱笆带能在较长的时间内维持较高的土壤入渗量和较大的稳定入渗速率.     

陕西省丹汉江流域土壤侵蚀经济损失分析

【目的】分析陕西省丹汉江流域土壤侵蚀的经济损失,为水土流失状况评价提供参考。【方法】利用环境经济学的原理,采用市场价值法、机会成本法和影子工程法等,结合最新调查数据,对陕西省丹汉江流域土壤侵蚀造成的经济损失进行估算。【结果】陕西省丹汉江流域每年土壤侵蚀经济损失为112.884亿元。土壤养分流失损失、土壤水分流失损失、土地废弃损失和泥沙滞留、淤积损失分别占96.028%,0.589%,1.528%和1.855%。单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失为42.97万元/km2。各市单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失大小依次为安康市>商洛市>汉中市>宝鸡市>西安市。强度损失的县(区)主要集中在2个区域,即汉江源头的宁强县、略阳县和汉江中游的安康市大部及丹江上游的镇安县、山阳县。【结论】单位水土流失面积的土壤侵蚀经济损失与土壤侵蚀模数之间具有显著相关性,可以作为评价水土流失状况的一个直观、重要的指标。     

横坡垄作和秸秆覆盖对红壤坡耕地氮磷流失的影响

为研究南方红壤坡耕地油菜-玉米轮作模式氮磷养分地表径流损失对不同耕作方式的响应机制,本文采用田间定位试验的方法,研究坡耕地顺坡垄作（CK）、横坡垄作（T1）、横坡垄作+秸秆覆盖（T2）、顺坡垄作+秸秆覆盖（T3）4个处理模式连续2 a对坡耕地氮磷养分地表径流损失的影响。结果表明：不同处理地表径流总量与氮磷流失总量均呈现出CK>T3>T1>T2,横坡垄作和秸秆覆盖处理均能有效降低坡耕地地表径流量和径流液中氮磷养分含量,其中T2处理对控制地表径流及氮磷损失的效果最好,较其他处理分别降低地表径流量、氮和磷流失总量24.46%~74.90%、39.60%~86.37%和36.84%~79.66%;坡耕地氮素流失以硝态氮为主,不同处理下径流液中全氮浓度与硝态氮浓度呈显著正相关关系。横坡垄作+秸秆覆盖对减少坡耕地土壤氮、磷素损失效果最好,观测期内横坡垄作+秸秆覆盖处理土壤全氮和全磷含量分别增加了19.42%和21.98%。研究表明,在南方红壤坡耕地上推广横坡垄作+秸秆覆盖的保护性耕作措施有利于降低氮磷径流损失风险、提高红壤坡耕地可持续生产能力。     

不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律

为阐明旱地农田径流氮磷流失规律,以种植空心菜的旱地为研究对象,采用人工模拟降雨方式,设计10、15、25 mm·h^-1三个降雨强度,研究不同雨强下旱地氮磷流失特征和径流拦截效果。结果表明：在相同降雨量条件下,旱地径流量随降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下产生的径流总量分别为197.07、381.92、649.45 m³·hm^-2,对应的径流系数分别为0.20、0.38、0.65。总氮（TN）浓度变化随产流时长呈现出先上升后下降的趋势,峰值明显,氮的流失形态以硝酸盐氮（NO₃^--N）为主;TN流失量随着降雨强度的增大而增加,10、15、25 mm·h^-1雨强下分别为0.67、2.48、9.74 kg·hm^-2。总磷（TP）流失浓度随降雨强度的增大而降低,流失过程相对平缓,磷的流失形态以颗粒态磷（PP）为主;10、15、25 mm·h^-1雨强下TP流失量分别为0.061、0.050、0.030 kg·hm^-2。通过田间沟渠水位的管控,可有效减少TN的径流排放,不同雨强下减少比例分别为100.00%、63.56%、33.98%。研究表明,氮的拦截是控制旱地面源污染的重点,在拦截能力有限的情况下,选择污染负荷较高的时段可有效提高面源污染拦截效果。