保护性耕作措施对陡坡地养分流失的影响

采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,原位监测了南方紫色土陡坡地(坡度=15°)不同保护性耕作措施对地表径流量、径流水氮磷浓度及养分累积量的影响。结果表明,不同处理径流量及氮磷流失量最大的月份为5月,占全年流失量的40%以上;横坡垄作及横坡垄作+秸秆覆盖均能够降低不同作物生长季及休闲季径流水中的氮磷浓度的均值及最大值。烟草季,常规处理(CK)、横坡垄作(KF)和横坡垄作+秸秆覆盖(BMP)径流水中的总氮浓度分别为3.44、3.37和3.28 mg·L~(-1);甘薯季,CK、KF和BMP 3个处理径流水中总氮的浓度分别为2.79、2.61和2.63 mg·L~(-1);休闲季分别为3.01、2.78和2.64 mg·L~(-1)。KF和BMP优化处理后,全年的径流量从CK处理的5 553 m3·hm~(-2)分别降至5 347 m~3·hm~(-2)(KF)和2 905 m3·hm~(-2)(BMP),其中BMP处理与CK处理之间的差异达到显著水平(P0.05)。与CK处理相比,KF处理径流水中不同形态氮磷的流失量虽都有降低,但二者之间差异未达到显著水平,BMP处理则显著降低了径流水中总氮(TN)、硝态氮(NO_3~--N)、铵态氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、可溶性总磷(TDP)的流失量(P0.05)。此外,横坡垄作+秸秆覆盖还可以将起始产生径流的最小降雨量从CK处理的26.95 mm提高至67.15 mm。综上结果可以看出,单纯的横坡垄作对陡坡地的养分流失截留效果是有限的,而横坡垄作+秸秆覆盖处理则可以显著减少陡坡地的径流,进而对氮、磷养分的流失产生较好的截留效果。     

施肥与耕作对红壤坡地养分流失的影响

采用田间小区试验方法,通过田间实地监测,在自然降雨条件下,对南方典型红壤坡耕地采取不同施肥量及不同耕作方式对作物养分利用率及地表径流的影响进行了研究。结果表明,萝卜优化施肥（减氮增钾）和花生优化施肥（减氮增磷）,作物对氮磷养分吸收量均不会减少,同时提高了氮素养分利用率,萝卜提高15%,花生提高3.3%,优化施肥对磷素利用率没有影响且利用率较低,萝卜为8.55%～8.73%,花生为2.47%～2.63%。花生垄作氮肥利用率提高12.15%～12.77%,磷肥利用率提高1.24%～1.28%;同时期的径流量与降雨量呈显著正相关,相关系数达0.86;垄作使径流总量降低0.43×105L·hm-2,垄作＋秸秆覆盖比单纯垄作径流总量降低0.14×105L·hm-2;除对照（CK）外,径流水中TN、TP浓度处理间差异不显著,但可溶性养分（NO3--N、NH4＋-N、STP）后期有所不同,不同时期径流水中养分浓度变化较大,主要与施肥、农事活动及降水养分浓度有关;径流水氮磷养分流失总量与施肥量呈正比;旱地土壤氮素主要以泥沙结合态流失,NO3--N是可溶性无机氮流失的主要形态,占TN的10.53%～12.48%,NH4＋-N次之,占TN的6.19%～8.33%,磷素也以泥沙结合态流失为主,STP占TP的29.38%～40.74%。     

不同施肥和耕作处理紫色土坡耕地碳、氮、磷流失特征

[目的]坡耕地营养元素流失是下游水体环境污染的主要原因之一.探明不同施肥处理和耕作方式下紫色土坡耕地碳(C)、氮(N)、磷(P)营养元素流失特征,对采取科学的田间管理措施,降低水生生态系统污染风险具有重要意义.[方法]以该区典型坡耕地为研究对象,设置5个施肥和耕作处理:顺坡耕作对照(CK)、顺坡耕作施化肥+猪粪(T1)...     

降雨与土壤养分流失关系分析

通过室内人工模拟降雨试验,对土壤养分流失的机理进行分析。结果表明:土壤养分流失的主要因素是降雨,随着降雨历时的增大土壤养分含量逐渐降低。提出了“土壤侵蚀与降雨强度、养分流失与降雨强度”的预测模型。不同耕作措施相比,采用等高耕作时养分流失较少。     

沿海平原区耕作措施对土壤养分流失的影响

土壤营养元素组成对作物生长起着至关重要的作用,其流失会对土壤肥力和水质产生负面影响.采用电感耦合等离子体光谱法(ICP-OES),测定花生-棉花轮作农田条播耕作(ST)和常规耕作(CT)小区地表径流和壤中流水样中钙(Ca)、铁(Fe)、钾(K)、镁(Mg)、锰(Mn)、钠(Na)、磷(P)、硫(S)、硅(Si)和锌(Z...     

不同覆盖措施对褐土养分流失的影响

为探究不同覆盖措施对养分流失及其粒径分布的影响,采用人工模拟降雨试验的方法,模拟了不同雨强(30,60mm/h)和不同覆盖物(枯落物、砾石)下,不同覆盖度对褐土坡面养分流失的影响,并对侵蚀土壤的粒径分布、养分流失浓度进行了分析。研究表明:(1)不同覆盖措施均能有效减少土壤流失,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少91%~98%和68%~91%的土壤流失。(2)褐土坡面下,被侵蚀土壤中有机质、速效氮、速效磷的浓度基本不随覆盖条件的变化而变化,而速效钾的浓度随坡面覆盖度的增加可增至裸地对照组的144%~325%。(3)土壤中养分流失随坡面覆盖度增加而减少,250g/m~2的枯落物和盖度为50%的砾石覆盖可减少64%~96%和43.29%~94.39%的养分流失。(4)被侵蚀土壤的粒径显著小于侵蚀前土壤,并且侵蚀模数越大,被侵蚀土壤的粒径组成越接近于原状土。     

牧场径流中养分流失的研究

随着牧场使用时间的增长,牛粪数量也将增多,目前还不清楚有关牛粪数量对径流中养分流失影响。为此,利用人工模拟降雨确定径流速率对径流中养分流失的影响,土壤性质对径流中养分流失的影响。试验小区宽0.75m,长2 m,小区牛粪数量分别为0、6.7、13.5、26.9 kg/m2。采用便携式人工模拟降雨器,降雨历时30 min,采用5 a一遇24 h的降雨强度,测定不同径流速率下养分流失量。径流速率对水质有显著影响,因此径流速率对径流中养分流失有影响,而牛粪数量对径流中养分流失没有影响。测定了3次人工模拟降雨径流中可溶性磷、颗粒磷、全磷、铵态氮、氯、溶解性总固体、电导率及泥沙量,3次降雨径流中可溶性磷、颗粒磷、全磷、铵态氮、氯、溶解性总固体、电导率及泥沙量值依次降低。径流速率对水质有显著影响,而牛粪数量没有影响。     

天然降雨条件下不同水土保持措施红壤坡地养分流失特征

在江西省水土保持科学研究所科技园坡度为12°的红壤坡地上,设置3种水土保持措施径流小区,与对照进行比较,首次对该区域天然降雨情况下的养分流失特征进行了初步研究,结果表明:产流过程中全N流失最多,全P较少;在产流前期养分流失浓度变化较大,后期则趋于稳定;与对照相比,3种水土保持措施均能明显地减少养分流失,其中前埂后沟梯壁种植百喜草的水平梯田果园效果最好;在大雨强条件下,试验小区养分流失以泥沙携带为主。     

有关美国地面漫灌径流中养分流失的研究

在美国,50％的灌溉农田采用漫灌形式,为了提高灌区入渗均匀度,有20％～50％的水会流失到田外,因此导致水、土、肥的大量流失。大量的研究表明:在农业管理中,改沟灌为喷灌或波涌式灌溉,是减少田间水、土、肥的有效措施;采用保护耕作、施用聚丙烯酰胺(PAM),可减少田间泥沙和养分流失;田间低端设置过滤带和沉沙池等水土保持工程,可使灌溉排出水中泥沙和养分含量下降。将以上几种水土保持措施配套使用,减水、减沙、保肥效益将更为明显。     

辽宁省不同耕作方式对坡耕地水土及氮磷养分流失的影响效果

在天然降雨条件下,研究传统耕作、免耕、免耕秸秆覆盖、横垄4种耕作方式对坡耕地水土流失和养分流失的影响效果。结果表明:与传统耕作相比,其他3种耕作方式均能减少水土流失,产流量分别较之减少19.3%,27.1%,31.8%,泥沙量对应减少12.4%,21.5%,57.8%;各耕作小区径流中养分流失量差异显著;泥沙中全磷流失特征为T1>T3>T2>T4,其他耕作小区比传统耕作小区减少流失依次为8.6%,5.1%,12.1%;泥沙中的全氮流失特征为T1>T2>T3>T4,其他耕作小区比传统耕作小区减少流失依次为6.4%,10.3%,34.3%。坡耕地土壤侵蚀量与径流量呈显著相关。     

不同施肥方式对黑土坡面养分流失的影响

为了深入了解不同施肥方式对黑土区坡面养分流失的影响,探寻不同施肥方式对黑土坡面养分流失的规律,试验采用室内人工模拟降雨的方法,系统研究了表面喷施和混施2种施肥方法对5种不同容重下的黑土坡面养分流失的影响。试验结果表明:表层喷施和混施对黑土坡面产流过程没有明显影响,2种施肥方法下,坡面径流强度变化情况基本一致,累计径流量也均随着降雨历时的延长呈线性增长关系。施肥方法对径流中氮磷钾浓度变化却有着极显著的影响。不论土壤容重增大或变小,在产流初期,表层喷施处理下的溶质浓度远高于对应的混施处理,表层喷施坡面径流中硝态氮、可溶性磷和钾离子初始产流浓度分别为对应混施处理的2.6~3.2倍,2.1~2.6倍和1.7~2.1倍。从养分流失总量来看,在相同容重条件下硝态氮、可溶性磷、速效钾流失量在表层喷施条件下分别是混施的9~11倍,7~10倍和3~6倍,并随着土壤容重增加,表层喷施与混施两种施肥方法下的硝态氮和钾离子的流失量差距缩小,而磷离子流失量差距则有所增大。当土壤容重小于1.2g/cm3时,表层喷施幂函数拟合系数要高于混施,当坡面土壤容重大于等于1.2g/cm3时,混施拟合系数高于表层喷施。     

不同产量水平的玉米田养分利用效应比较

采用大田试验方法,在不同土壤肥力水平和不同管理措施导致产量水平明显不同的玉米田中,对植株对氮、磷、钾养分的吸收、运转及利用效应进行了分析比较。结果表明,玉米对N、P吸收呈双峰趋势变化,吸收高峰均为拔节—大喇叭口期和灌浆—成熟期,K呈单峰吸收,但高产田和常规田出现在大喇叭口—吐丝期,低产田K吸收高峰提前至拔节—大喇叭口期。与常规田和低产田相比,高产田玉米对N、P、K养分的累积量、玉米营养体贮藏N、P、K养分的运转量和运转率,以及玉米营养体N、P养分向籽粒的转移效率均明显提高,但单位养分的生产效率以及氮、钾养分的生理效率降低。     

石灰岩地不同作物坡面土壤侵蚀和养分流失的影响

通过室内人工模拟降雨试验,研究不同作物种类下石灰岩坡地土壤侵蚀和养分流失的特征。结果表明:CK、花生和红薯坡面之间的产沙量、产流量、养分流失量均差异显著,红薯坡面在产沙量、产沙模数、产流时间中为三者最小,而花生坡面在节流方面表现突出;花生与红薯在养分固持方面均优于CK,但红薯坡面各养分固持效果优于花生坡面13.8%~300%;花生和红薯坡面的氮素和磷素流失拟合方程结果表现出显著相关性,拟合系数超过0.85,建立三项式函数为特征方程更适合描述花生与红薯种植坡面养分迁移过程。     

不同雨强和坡度条件下紫色土养分流失规律研究

采用室内模拟降雨装置,研究了三峡库区紫色土在不同雨强和坡度条件下的养分流失规律。结果表明,紫色土坡面流失养分主要由径流和泥沙携带,其中径流养分含量与雨强和坡度无关,但与产流过程一致。泥沙中养分含量与雨强无关,但随坡度增加而降低;泥沙养分含量与产沙量过程无关,但其流失量与产沙量过程一致。泥沙中各养分含量略大于降雨前表土养分含量,远大于径流养分含量,但由于径流中以速效养分为主,故径流携带的养分流失量不容忽视。     

水土保持措施对径流泥沙及养分流失的影响

以北京市门头沟区龙凤岭水土保持科技示范园为研究对象,对2005—2009年汛期(5—11月)径流小区的径流量、侵蚀产沙量及养分流失量进行了分析。结果是:同为10 m坡长的径流小区,其径流量和养分流失量从大到小依次为裸地、坡耕地和石坎梯田,产沙量最大的是裸地,其次是石坎梯田,最小的是坡耕地;与裸地小区相比,10 m坡长的水土保持措施小区可减少全氮流失量50.5%~91.4%、减少全磷流失量31.8%~75.8%;20 m坡长裸地径流小区的径流量、泥沙量和养分流失量均明显大于鱼鳞坑,鱼鳞坑小区可减少径流量68.4%~83.0%、减少产沙量71.1%~82.7%、减少全氮流失量64.4%~74.9%、减少全磷流失量40.6%~87.3%。说明水土保持措施具有良好的保持水土和减少养分流失的作用。     

油茶间作不同绿肥对土壤养分流失的影响

为有效防治油茶林水土流失和面源污染,在自然降雨条件下,采用径流小区定位观测法研究间作黑麦草、鼠茅草对油茶林土壤养分流失的影响。结果表明:(1)油茶间作黑麦草、鼠茅草可以提高土壤含水量与地表覆盖度,降低土壤容重,并显著提高表层土壤有机质及养分含量,增加土壤肥力。(2)4—7月油茶间作绿肥作物黑麦草、鼠茅草径流量分别减少18.5%~58.9%和17.9%~70.3%。(3)油茶间作鼠茅草系统减少径流养分流失的效果最佳,与对照组相比,地表径流中总氮、可溶性总氮、总磷、可溶性总磷、总钾、可溶性总钾的总流失量分别减少62.48%,56.17%,59.72%,57.97%,62.97%和61.76%;油茶间作黑麦草系统减少地表养分流失的效果较弱,与对照组相比,地表径流中总氮、可溶性总氮、总磷、可溶性总磷、总钾、可溶性总钾的总流失量分别减少30.95%,24.42%,25.03%,28.22%,32.97%和30.42%。各形态氮、磷、钾养分浓度较对照也有一定程度的降低。研究结果显示,油茶林间作绿肥,尤其是间作鼠茅草的水土保持效果显著。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响

 针对煤矸石山复垦地水土流失严重的问题,在山西阳煤集团三矿280煤矸石山坡面上选取7种植被恢复模式,以裸地为对照,设置水土流失试验样方,观测不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明：与裸地相比,不同椬被恢复模式均对矸石山坡面土壤侵蚀和养分流失具有明显控制效果;下坡段的乔灌混交模式防治坡面侵蚀的作用优于上坡段的草本和灌木;减少水土流失的效果上坡段为荆条 > 紫花苜蓿 > 沙打旺 >草木樨,下坡段为刺槐+柠条、刺槐+荆条和榆树+紫穗槐,但这3种植被模式对减少水土流失的差异不显著;通过偏相关分析,影响养分流失的因索依次为土壤侵蚀量 > 径流量 > 坡度 > 坡长;不同植被恢复模式对煤矸石风化物中速效养分质量系数也具有明显的影响。     

紫色土坡地不同种植模式下水土和养分流失动态特征

以径流小区定位监测为基础,研究了紫色土坡地不同种植模式对水、土及养分流失特征的影响。种植试验结果表明：紫花苜蓿＋青蒿模式和连翘＋紫苏种植模式能较好地保持水土。各小区养分流失表现为：玉米／红苕模式小区地表径流全氮和有效氮含量高于其他小区,玉米／红苕模式和连翘＋紫苏模式的小区流失泥沙全氮养分富集度高于其他小区,传统农作模式玉米／红苕通过地表径流和泥沙迁移的全氮流失总量最大,可能造成土壤耕作层肥力下降。观测期间,除由于较强的生物固氮作用,紫花苜蓿＋青蒿模式增加了土壤全氮含量外,各种植模式下土壤养分均呈下降趋势,表明各小区均出现较明显的养分流失。试验证明：由于传统农作方式水土流失量最大,导致养分流失量大,对环境有较大影响。因此应注意减少传统农作方式中的地面扰动,并提高雨季地表覆盖率,从而保证农业生产的可持续发展。     

不同透水状况对坡地土壤侵蚀和养分流失的影响

 为研究坡地物质迁移的重要过程,通过室内人工降雨模拟试验,研究不同透水状况坡地土壤侵蚀和养分流失的过程与机制。研究结果表明:不透水坡地的初始产流时间比半透水和完全透水坡地提前57min,且土壤侵蚀总量大于其余两者土壤侵蚀量之和;在二次降雨条件下,不透水坡地的土壤侵蚀剧烈,土壤侵蚀量大于其他2种状况之和的5倍;在首次降雨过程中3种不同透水状况的径流养分浓度变化表现一致,仅在降雨75min后开始呈现差异;二次降雨过程中径流养分浓度存在显著差异。因此,存在不透水底层或入渗速率低的犁底层坡地,具有潜在的严重土壤侵蚀与磷钾流失趋势,尤其在初始土壤含水量较高的情况下。为合理配置坡地水土保持管理措施和控制养分流失提供参考。     

养分管理规划是更好的管理措施吗?

农业养分管理是水资源保护战略的一个重要部分。非点源污染被公认为导致水质下降的首要原因。在美国威斯康星州将养分管理规划列为环境保护中一项重要措施。为此美国学者R.Shepard提出“养分管理规划:是更好的管理措施吗”的疑问,并对127户农民进行了调查研究。结果表明,执行管理规划规定的农民比不执行管理规划规定的农民减少了总氮和磷的施用量,但并没有消除养分的过量施用。在被调查的具有养分管理规划的农民中,仅有一半的农民能真正掌握土壤中来自厩肥的氮量,只有3/4的农民能将养分管理规划覆盖到多数农田中。尽管政府在养分管理规划上做出巨大努力,仅有一个养分管理规划不能减少过量养分的施用,也不能保证水质的提高。只能降低非点源污染的风险。但如果推动养分管理规划的政府部门自以为这一规划已被完全执行的话,预期的广泛环境效益将不可能被完全实现。相信此研究结论,对我国政府制定非点源污染治理政策,很值得借鉴。