太湖流域典型桃园土壤氮素径流流失特征

为探索协调水蜜桃优质高产与桃园养分合理投入的技术途径,以12年生晚湖景桃树为供试材料,通过野外大田小区试验(2012—2013年),研究了自然降雨条件下不同施肥及桃园管理模式对太湖流域典型水蜜桃园土壤氮素径流流失特征的影响。结果表明:农户习惯性施肥(T1)条件下,径流水TN浓度最高达87.72mg/L,且随生育期呈现总体降低趋势。减量施肥(T2)和生草模式(T3)显著降低全生育期内11次径流过程的平均TN浓度,且分别达26.16%和12.89%。桃园全生育期径流水TN流失总量达52.06kg/hm2,径流流失率达6.21%,主要分布于桃果座果期到果实成熟期和果实采收后的强台风季。生草模式(T3)显著降低TN径流流失量和流失率,且分别达7.41%和7.41%,减量施肥(T2)处理显著减少TN径流流失量,达26.96%,而流失率却增加3.99%,处理间差异不显著。同时,生草模式(T3)和减量施肥(T2)处理均可显著降低桃园土壤氮素偏流失率,降幅分别达9.51%和20.70%。     

太湖流域典型蔬菜地地表径流氮磷流失

以太湖流域典型蔬菜地为研究对象,采用田间径流池法进行田间小区试验,研究不同施肥模式下蔬菜地地表径流氮磷流失特征。结果表明：地表径流总氮流失量为45.76～60.45 kg/hm^2,总磷流失量为2.67～3.95 kg/hm^2。与常规施肥相比,优化施肥可使地表径流氮磷流失量分别减少2.48,0.31 kg/hm^2;而增氮施肥和增磷施肥处理的地表径流总氮流失量分别增加了7.76%,3.83%,总磷流失量增加2.84%,9.55%。总氮、总磷流失量与径流量呈显著线性相关,且总磷流失量与径流量的相关性更强（R2=0.913）。应加强汛期时段的田间管理和对磷的监控,减少磷流失量。有机肥与化肥以1：1配施,可有效降低菜地氮磷排放,提高蔬菜产量和氮肥利用率分别为25%,23%。     

太湖流域典型设施蔬菜地土壤结构特征研究

以太湖地区稻田、露天菜地和设施菜地为研究对象,采集耕层和犁底层土壤进行理化分析,以土壤大孔隙(>50μm)和水稳性团聚体表征土壤结构,通过与当地传统的稻田和露天蔬菜地两种土地利用方式进行对比,研究设施菜地土壤结构的变化特征,并分析其影响因子。结果表明:设施蔬菜种植显著增加了土壤大孔隙,并提高了土壤团聚体的稳定性,大孔隙方面主要增加了耕层(0～15 cm)50～500μm和>500μm团聚体的孔隙度,其孔隙度与稻田土壤相比分别提高了133%和141%,与露天菜地土壤相比分别提高了120%和50.4%;土壤团聚体表现为小团聚体减少,大团聚体增加,相比于稻田和露天菜地,耕层水稳性团聚体平均重量直径(MWD)提高了72.3%和26.6%,团聚体破坏率(PAD)降低了46.5%和37.8%;犁底层MWD分别提高了83.9%和78.1%,PAD降低了42.9%和44.8%。相关分析表明,土壤结构参数与有机质含量和砂粒粉粒含量显著相关。研究区土壤质地为粉砂壤土,质地轻,设施菜种植中有机肥施用量倍增,有机质含量显著提高,有利于增加设施菜地土壤的大孔隙,增加大团聚体含量,提高团聚体稳定性。轻...     

太湖流域典型蔬菜地磷流失因素的交互效应模型研究

本文通过野外径流小区试验,采用人工模拟降雨,研究了雨强、施磷水平、坡度以及植被覆盖度对菜地土壤磷素径流流失的影响.在此基础上,结合二次通用旋转组合设计方法,构建了土壤TP和PP浓度与雨强、施磷量和坡度之间关系的回归模型,并对各因子之间的交互作用进行了分析.结果表明,雨强、施磷量和坡度的增加,从而增加了土壤侵蚀,促进了径流中TP、DP和PP的流失;而小白菜在不同的生长期内,随着植被覆盖度的增加,产流历时延长,径流量减少,但与各形态磷流失浓度之间没有发现明显的相关关系.双因素交互效应表明,雨强和施磷量、施磷量和坡度以及雨强和坡度对径流中TP和PP浓度的影响存在一个值域,即降雨强度在中小雨强0.83～1.17mm·min-1,施磷量处在不施磷和低施磷≤30kg· hm-2,坡度为0°和3 °.低于这个值域时,其交互效应对径流中TP和PP浓度的影响不明显,高于这个值域时则都表现协同促进作用.因此,在农田管理上,应尽量采取措施削弱交互效应的协同促进作用,进而减弱土壤磷素径流流失对水环境的影响.     

太湖流域典型蔬菜地土壤氮及pH空间变异特征

以太湖典型地区宜兴市大浦镇湖滨公路以东50hm2蔬菜地为研究对象,网格法(50m×50m)采集表层(0～20cm)土壤156个,采用传统统计和地统计学相结合的方法,研究了土壤氮素及pH的空间变异特征。结果表明:土壤全N和NH4 -N有明显的空间变异结构。全N符合指数模型,NH4 -N变异函数符合线性模型,全N有强烈的空间相关性,NH4 -N有中等的空间相关性。土壤pH普遍偏低,pH变异函数符合指数模型,在小范围内具有强烈的空间相关性。土壤碱解N与pH呈显著负相关,表明施用氮肥是导致土壤pH下降的主要原因。通过研究土壤氮的空间变异性,获取田间土壤氮的连续分布图,为氮素分区管理、氮素重点控制区设置及生态拦截草带的建立提供科学依据。     

广东典型稻田系统磷素径流流失特征

选择位于广东省增城、清远和高州地区的3个稻田试验点,于2008—2012年对稻田磷径流损失进行动态监测。结果表明,稻田径流事件主要发生在早稻季。常规施肥模式下稻田总磷径流浓度为0.02~1.56 mg·L~(-1),11%~18%的径流样品总磷浓度超过地表水Ⅴ类水标准(0.4 mg·L~(-1)),施磷后14 d内降雨易导致稻田不同形态磷浓度出现峰值,具有一定环境污染风险。施磷不同程度增加稻田可溶性总磷径流负荷,对颗粒磷和总磷流失负荷无规律性影响。稻田磷径流负荷时空变化较大,常规施肥条件下可溶性总磷、颗粒磷、总磷年径流负荷分别为0.63~4.05、0.33~2.91、1.10~6.68 kg·hm~(-2)。本地区稻田磷流失系数为0.06%~6.81%,可溶性总磷是稻田磷径流流失主要形态。施肥量和降雨、径流量是影响本地区稻田磷径流损失的主要因子。     

自然耕作条件下典型有机肥氮素原位径流流失特征分析

以典型有机肥(牛粪、沼液、油枯、有机-无机复混肥)、化肥(磷酸氢二铵)为供试肥料,通过原位径流对比试验分析有机肥、化肥中的氮素在紫色土中的流失特征,以期为合理施用有机肥提供理论依据。试验结果显示,在紫色土中施用有机肥仍然会造成氮素流失,且有机肥氮素流失总量还可能超过化肥。在紫色土径流中,不同形态氮素流失量之间存在较大差异。在径流试验前期,化肥和有机肥均以可溶态氮流失为主,试验后期颗粒态氮流失量显著增加,可溶态氮中又以铵态氮为主。     

玉米成熟期黄壤坡耕地径流及其氮素流失特征研究

以顺坡垄作、平作、横坡垄作坡面为研究对象,研究自然降雨条件下,黄壤坡耕地地表径流、壤中流及其氮素流失特征,以期为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。结果表明:自然降雨条件下,玉米成熟期平均地表径流量分别为0—20,20—40cm壤中流量的7.96,8.22倍。不同耕作措施间地表径流量和氮素流失量差异显著,地表径流量和氮素流失量均表现为顺坡垄作平作横坡垄作,顺坡垄作坡面地表径流量分别是平作和横坡垄作的1.20,2.07倍,顺坡垄作坡面氮素流失量分别是平作和横坡垄作的1.35,2.06倍。在0—20,20—40cm壤中流中横坡垄作径流量和氮素流失量则明显高于其他耕作措施坡面,在0—20cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.45,1.90倍;在20—40cm壤中流中横坡垄作氮素流失量分别是顺坡垄作和平作的2.34,1.79倍。地表径流为氮素流失的主要途径,可溶态氮为氮素流失的主要形式,占总氮流失量的63.84%～72.61%;硝态氮是坡耕地无机氮流失的主要成分,占总氮流失量的16.47%～59.17%。氮素流失量与径流量和降雨量均呈显著线性正相关关系。研究区自然降雨条件下,横坡垄作能有效减少氮素流失,合理的耕作措施有助于防治研究区水土资源和氮素流失。     

浙江红壤区经济林坡地氮素径流流失特征研究

以浙江省永康市方山柿经济林坡地为试验区,依据不同地形条件及林下管理措施,设置7个径流小区和沉砂池,定期采集沉砂池水样,测定径流中不同形态氮素浓度。通过为期一年的监测分析,得到如下结论：（1）试验区氮素流失与水文年内降水具有明显的同步性,氮素流失多发生在降水集中的梅雨和台风季节。这两个季节的降水量占全年降水的66．2％,TN、NO;-N和NH4＋ -N流失量分别占全年总流失量的80．3％、78．2％和83．0％。（2）坡顶、凸坡和凹坡径流小区的氮素流失符合养分流失的“临界坡度”规律,临界坡度在坡顶（10．22°）与凹坡（18．55°）之间。水文年内TN和NO33^- -N流失量关系为坡顶〉凹坡〉凸坡,NH4^＋ -N流失量关系为凹坡〉坡顶〉凸坡。三种地形径流小区的年内氮素累积流失量均呈幂函数型增加。（3）对照林下管理措施不同的6号（林下除草）和7号（林下不除草）径流小区,发现草被覆盖对减少经济林坡地氮素径流流失具有明显效果。保留草被覆盖的7号小区比除草的6号小区的TN、NO3^- -N和NH4^＋ -N径流流失分别减少了22．1％、36．2％和44．1％。     

太湖流域丘陵地区暴雨条件下农田氮素随地表径流迁移特征

通过流量和水质的同步监测,在流域尺度上研究了暴雨对农田氮素随地表径流迁移的影响。结果表明,次降雨量介于69.85～110.8 mm及降雨历时持续7.5 h以上的暴雨过程,流域出口处径流过程线一般呈单峰形态,径流峰值滞后于最大降雨强度,但滞后时间受降雨条件影响存在较大差异;流域3次暴雨事件的综合径流系数达0.305;总氮迁移量介于651.5～858.4 g·hm^-2,其中硝氮与氨氮是氮素迁移的主要类型,平均输出负荷分别为303.7和270.0 g·hm^-2,占总氮的41.9%和37.2%,亚硝态氮迁移量最小,仅占总氮的3.3%;溶解态氮是氮素迁移的主要形态,其迁移量介于579.1～582.2 g·hm^-2,与悬浮态氮输出比为3.2∶1。氨氮以悬浮态迁移为主,但受施肥状况影响较大。     

紫色土区坡耕地玉米季地表径流及其氮素流失特征

研究川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期地表径流及其氮素流失特征,以期为坡耕地氮素流失预测和有效防控提供理论依据。采用人工模拟降雨与微小区(1 m×2 m)相结合的方法,降雨强度设置为1.0,1.5,2.0mm/min,分别在玉米苗期、拔节期、抽雄期和成熟期进行人工模拟降雨。结果表明:玉米全生育期地表径流量及其氮素流失量随降雨强度的增加而增加。不同降雨条件下,玉米全生育期地表径流总量表现为苗期显著高于其它生育期。玉米拔节期地表径流中氮素平均流失浓度高达16.36mg/L;地表径流中氮素平均流失量在玉米苗期最高,为10.24mg/m~2,而抽雄期仅为2.97mg/m~2。玉米苗期地表径流中铵态氮流失量最大,成熟期地表径流中硝态氮流失量最大,抽雄期硝态氮和铵态氮流失量均最小;玉米全生育期地表径流中硝态氮为氮素流失的主要形态,占总氮的77.98%~97.85%。玉米拔节期氮素流失浓度最高,而苗期为氮素输出负荷量最大,苗期和拔节期地表径流中氮素流失易造成地表水体富营养化,可通过控制基肥、追肥的施入量和增加地表覆盖度减少氮素流失。     

自然降雨条件下农田地表径流氮素流失特征研究

为探讨自然降雨条件下,农田地表径流及氮素的流失特征,以澄江尖山河流域典型坡地为研究对象,采用标准径流小区和微型试验小区的研究方法,对农田地表径流及径流中氮素流失进行了分析研究.结果表明:降雨量和降雨强度是产生地表径流的主要原因,雨季应做好坡地的保护工作;地表径流中氮素流失的最高浓度可达到30.72mg/L;农田地表径流中可溶态氮素的流失形态主要为硝态氮和铵态氮,硝态氮流失浓度约占全氮的4%～28%,而氨态氮流失浓度约占全氮的1%～8%;地表径流中氮素累积流失负荷在0.45～1.18 kg/hm2,而流失系数仅为0.10%～0.12%.     

青海高寒区典型植被地表径流及氮磷流失特征

研究自然降雨下青海高寒区典型植被地表径流与氮磷流失规律及其影响因素,可为青海高寒区植被建设及水土保持研究提供科学依据。该研究以青海高寒区青杨林、祁连圆柏林、青海云杉林、荒草地、华北落叶松林典型植被为研究对象,采用径流小区结合室内试验分析研究不同植被类型地表产流及氮磷流失特征,并基于冗余分析探明影响氮磷流失的主要因素。结果表明：1）自然降雨条件下,不同植被类型降雨截留效果不一致,且截留效果受降雨量大小影响。在雨量级0～50 mm中,各植被平均截留率表现为青杨林（49.37%）、祁连圆柏林（32.62%）、荒草地（21.21%）、青海云杉林（18.90%）、华北落叶松林（9.28%）。2）研究时段内穿透雨量与地表径流量呈正相关,地表产流受穿透雨量影响较大;不同种植被类型减流效果差异明显,华北落叶松林的减流效果最佳,青杨林减流效果最差。3）青海高寒区氮磷流失量相对较低,地表径流氮磷流失量表现为硝态氮>氨氮>磷酸盐;不同植被类型氮磷流失总量表现为青杨林>荒草地>青海云杉林>祁连圆柏林>华北落叶松林。4）冗余分析结果表明,氮磷流失主要受地表径流量、饱和含水率、容重影响。5种典型植被均能有效的降低地表径流、减少氮磷流失,华北落叶松林的截流、控制养分效果最佳,青杨林的最差;减少地表径流、降低饱和含水率、增加容重能有效减少氮磷流失。该研究为今后区域植被建设提供了参考。     

太湖流域麦田土壤氮素流失过程的模拟研究

应用田间模拟降雨,研究了太湖流域稻麦轮作方式下,不同雨强和施氮水平对农田氮素径流流失的影响。结果显示,随施氮量增加,农田径流液中氮素的平均浓度和氮素径流累积流失量提高,两者间呈显著正相关。降雨量相同的条件下,低雨强农田产生径流时间较长,而高雨强引起的农田径流量较高;低雨强引起的农田氮素径流累积流失量较高,高雨强引起的农田氮素径流累积流失量较低,这种现象在中、高施氮水平条件下更为明显。试验还表明,在降雨量相同的条件下,降雨持续时间长的小雨引起的农田氮素径流流失量要超过降雨持续时间短的大雨。     

影响土壤氮素径流流失的因素探析

从自然因素和人为因素出发探讨了地形、降雨、土壤理化性质、植被以及施肥、耕作制度等因素对土壤N素流失的影响,并综述了国内外有关研究的最新进展。并认为,基于这些因素相互作用的复杂性,有必要开展以下3方面的内容:一是大量开展多因子交叉实验,定量评价它们之间的关系,这为深入理解土壤N素流失机理和确定流域非点源污染模拟模型参数提供科学依据;二是加强有关土壤N素流失机理的多学科之间的联系,协同攻关建立较完善的理论认识;三是利用微观径流小区开展田间试验,结合遥感和GIS分析等方法,建立宏观大尺度土壤N素流失模型,为环境问题的宏观决策提供支持。     

不同施氮水平下油菜地土壤氮素径流流失特征研究

采用野外阳问试验,研究了浙北平原不同施氮水平对油菜地土壤氮素流失形态与含量的影响.结果表明,施肥的时间与降雨间隔对氮素的流失形态和浓度有明显影响,硝态氮是氮索流失的主要形态,占流失无机氮的比例为0.56～0.95;但若施肥后短期内降雨,铵态氮流失占有量增加,占流失无机氮的比例为0.37～0.42;氮素的流失量与施肥水平...     

不同施肥管理模式对集雨区苗木地径流氮素流失的影响

采用田间径流小区定位研究方法,以合溪水库集雨区苗木种植地为研究对象,设置了撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外设置植草缓冲带、条施、穴施6种施肥管理处理小区,探究不同施肥管理模式对合溪水库集雨区苗木地径流氮素流失的影响,筛选最佳施肥管理模式。结果表明:不同施肥管理模式下,苗木地地表径流年总氮素径流流失通量大小顺序为:撒施(对照)覆膜条施穴施区外植草缓冲带秸秆覆盖,撒施(对照)、地膜覆盖、条施、穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖6种施肥管理模式下的年总氮素径流流失通量分别为35.61,18.30,15.86,12.94,8.18,3.44kg/(hm2·a),说明穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖是较佳的施肥管理模式,将其优化组合后会显著消减水库集雨区苗木地径流氮素流失及其对水库水质的潜在影响。此外,不同施肥管理模式下,苗木地径流水样氮素流失的主要形态为颗粒态氮,其次为硝态氮,其中,撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外植草缓冲带、条施和穴施年均流失的颗粒态氮占流失总氮的比例分别为69.11%,68.87%,68.04%,61.89%,61.17%和65.09%;年均流失的硝态氮占流失总氮的比例分别为23.18%,23.36%,20.21%,27.20%,32.02%和28.71%。     

施磷对太湖流域水稻田磷素径流流失形态的影响

基于整个水稻生长期内天然降雨径流的田间试验,研究不同施磷水平(0,30,75,150kg/hm2)对水稻田径流磷素的组成形态及损失量的影响。结果表明,不同施磷量在水稻生长初期,对径流中不同形态磷浓度的影响较大,且随着施磷量的增加,不同形态磷的浓度都在增加,但增加幅度最大的是溶解态总磷(DP)和溶解态无机磷(DIP)浓度,即DP/TP从27.9%增加到43.7%,表明施磷肥能促进水稻田磷素径流DP的流失;DIP/DP从46.2%上升到64.2%,而DOP/DP从51.8%下降到35.8%,说明磷肥能增加水稻田磷素径流DIP浓度;颗粒态总磷(PP)占总磷(TP)56.3%～72.1%,表明所有施磷处理中径流携带的磷均以PP为主。在整个植稻期内,产生了6次径流,但水田径流磷素的流失主要发生在第一次,即施肥后不久,可见施肥与径流发生的时间间隔是决定径流磷素损失的重要因素。     

稻田径流侵蚀泥沙对氮素流失的影响

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下稻田径流侵蚀泥沙对氮素流失的影响。结果表明:常规施肥(T0)条件下,稻季径流侵蚀泥沙量可达5113.63 kg hm-2,秸秆还田(T1)和还田减肥(T2)处理均显著降低侵蚀泥沙量达6.02%和7.18%。T1、T2和肥料运筹(T3)处理均能降低侵蚀泥沙全氮(TN)和速效氮(AN)平均浓度,分别达0.46%、6.46%、0.47%和5.57%、18.67%、13.98%。同时,就稻季侵蚀泥沙流失氮素总量而言,T0处理TN流失达14.24 kg hm-2,T1和T2处理均能显著降低侵蚀泥沙TN流失量,分别达7.58%和14.10%。同时,T1处理能够显著降低TN流失率7.58%,而T2处理则显著增加TN流失率7.37%。     

毛竹林生态系统地表径流及其氮素流失形态研究

通过在四岭水库流域代表性毛竹林地设置定位径流小区,研究了不同施肥条件下毛竹林生态系统地表径流及其氮素流失状况。该定位试验设有对照(CK,不施肥)、农民常规高产栽培(FFP)与适地养分科学管理(SS-NM)共3个施肥处理。结果表明,在2009年6-12月的观察期内,各处理(CK、SSNM、FFP)在各次自然降雨条件下产生的径流总量分别达到279,284,267m3/hm2,泥沙流失总量分别达到393,369,396kg/hm2,全氮流失量分别为0.87,0.92,0.82kg/hm2。径流量、泥沙流失量和全氮流失量都与降雨量之间呈极显著正相关。径流量的产生主要集中在8月份,泥沙流失量主要集中在6,7,8三个月。土壤氮素流失的主要形态是颗粒氮(PN)和水溶性总氮(DN),分别占全氮流失量的51%和49%。CK、SSNM、FFP处理在此期间的径流可溶性氮(DN)流失量分别为0.37,0.46,0.49kg/hm2。与农民常规施肥措施相比,适地养分科学管理(SSNM),不仅可以明显减少毛竹林地泥沙的流失量,而且可以减少径流可溶性氮的流失量。