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...     

秸秆覆盖与平衡施肥对巢湖流域农田氮素流失的影响研究

通过野外径流小区观测试验,研究了巢湖流域旱地秸秆覆盖与平衡施肥条件下的径流、泥沙和氮素流失特征。结果表明,相对于当地传统耕作区,秸秆覆盖和平衡施肥能分别减少30.47%和21.61%的径流量,减少22.88%和20.59%的泥沙量,表现出显著的水土保持作用。当地传统耕作处理氮向水体迁移的负荷量为3.04 kghm-2,流失系数为1.35,其中溶解态氮是氮迁移的主要形式,其浓度占总氮浓度的60%~88%。秸秆覆盖与平衡施肥均能有效的降低径流氮的流失量,可分别降低27.42%和21.88%的氮流失,但其对径流氮浓度的影响却不明显。作物生长情况显著影响土壤氮素的流失,地上部分生物量与径流总氮的迁移量呈负相关关系。因此秸秆覆盖和平衡施肥可以作为源头控制农田养分流失的较好措施加以推广。     

果园生草对氮素表层累积及径流损失的影响

为了正确认识生草覆盖对果园面源污染的防控作用和推进生态果园建设,采用模拟试验的方法,研究了果园生草覆盖、生草刈割和清耕3种管理措施对氮素表层累积及其流失特性的影响。结果表明:鼠茅草大量腐解时期(9月)生草覆盖处理土壤表层(0—1cm)矿质氮含量分别是生草刈割和清耕处理的2.6倍和4.5倍,与此同时,果园生草覆盖处理径流液中矿质氮浓度相比刈割和清耕处理分别提高42.6%和20.9%;与清耕相比,生草覆盖使降雨地表径流量显著降低88.3%~98.7%,渗漏量增加42.1%~97.6%。综合3次降雨,生草覆盖使矿质氮的径流损失比清耕降低90%,并且增加深层(25cm)渗漏89.6%。综上可见,虽然果园生草覆盖增加快速降解时期矿质态氮表层累积数量,但减少径流水损失效果显著,进而明显减少氮素径流损失,提高果园土壤的保水保肥能力,对解决坡地果园面源污染问题意义重大。     

模拟降雨条件下坡地氮素流失特征试验分析

通过模拟降雨试验,分别研究1.0mm/min和2.0mm/min雨强条件下,不同坡面上径流过程和土壤氮素流失特征。结果表明,在1.0mm/min雨强条件下,每个产流阶段径流变化量依次为18°>28°>21°,峰值出现时间依次为21°>18°>28°,径流峰值量依次为28°>18°>21°;硝态氮淋溶与土壤侵蚀同步进行;铵态氮流失量峰值的出现是坡面顶部和下部流失量的叠加结果,随后铵态氮流失量趋于降低;在2.0mm/min雨强条件下,每个产流阶段径流变化量不同,峰值出现时间依次为18°>21°>28°,径流峰值量依次为28°>21°>18°。硝态氮流失以泥沙携带为主,大坡度地表硝态氮流失量陡然增加;短时间内坡面表层土壤流失量显著增加,造成铵态氮流失量波动变化。在两种雨强条件下,累积径流流失量依次为28°>21°>18°;硝态氮是径流中全氮流失的主要形式;在整个降雨过程,全氮流失量表现为产流初期较低,中期增大,后期降低。各形态氮素累计流失量与径流累计流失量之间存在显著的线性关系。     

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%。     

巢湖流域不同耕作和施肥方式下农田养分径流流失特征

采用野外定位观测试验,研究巢湖流域不同耕作和施肥方式下农田养分径流流失特征,探索降低养分流失、提高湖区水质的有效耕作和施肥措施。2009-2010年结果表明,冬季麦田径流液总氮(TN)的浓度范围是2.12～4.34mg/L,溶解态氮(DN)约占TN的72%～92%,DN中又以硝态氮(NO3--N)为主,溶解态有机氮(DON)次之,铵态氮(NH4+-N)所占比例极小。径流液总磷(TP)浓度范围是0.095～0.360mg/L,颗粒态磷(PP)约占TP的51%～69%。DN和PP是农田氮磷径流流失的主要形态。长期的保护性耕作可提高径流液TN、DN、NO3--N、DON和DP的浓度,降低PN和PP的浓度,但对NH4+-N和TP浓度无明显影响;氮肥后移一定程度上易增加追肥后短期内降雨径流液各形态N的浓度,但可降低小麦整个生育期内径流液各形态P的浓度。在当地常规耕作条件下(处理CT),麦田TN和TP径流流失量分别为1.065,0.079kg/hm2,占当季施N量的0.71%,施P量的0.24%。与处理CT相比,处理CTS(常规+覆盖)、NFP(氮肥后移)和NTS+NFP(少免耕覆盖+氮肥后移)TN流失量分别减少了14%、21%和24%,TP流失量分别减少了20%、21%和24%。因此,保护性耕作和氮肥后移在保证小麦产量的前提下,可作为巢湖流域源头控制农田养分流失的主要措施。     

上海地区不同施肥方式氮磷随地表径流流失研究

选择上海宝山罗店镇具有代表性的旱地蔬菜农田生态系统,在从2004年3月到8月的近半年时间里,通过对径流及径流中侵蚀泥沙的氮磷流失情况的连续监测与实验分析,研究了旱地农田施肥与氮磷流失污染之间的关系,探讨了农田氮磷的迁移特征及环境效应,主要结果表明:随地表径流流失的总氮、总磷,流失形态以沉积相为主,大部分是当季施用的化肥,随径流排出农田的氮素中有37.7%是当季施用的氮素化肥,磷素中有26.9%是当季施用的磷素化肥。     

不同施肥类型对稻田氮素流失的影响

采用田间试验探究了不同施肥处理对稻田氮素流失的影响,其中不同施肥包括对照(CK)、常规施肥(CT)、有机肥替代(BS)和炭基肥(CB)4个处理。结果表明:CB和BS组对降低稻田氮素径流流失的效果显著(p<0.05),其中稻田铵态氮的径流流失总量CT组(20.08 kg/hm^2)>BS组(15.53 kg/hm^2)>CB组(12.68 kg/hm^2)>CK组(0.63 kg/hm^2)。通过估算不同深度土壤的铵态氮与硝态氮淋溶流失量可知,BS和CB组对降低稻田氮素淋溶流失的效果有限。CT、BS和CB组中无机氮的表面径流流失总量占施氮量的5.30%~8.30%,淋溶流失总量占施氮量的0.21%~0.27%,说明氮素流失以径流为主。各施肥处理(CT、BS、CB)分别增产18.3%,28.4%,24.9%,达显著水平(p<0.05)。研究结果说明施用炭基肥和有机肥可显著减少稻田的氮素流失。     

施肥模式对淮北平原夏季作物地表径流氮素流失的影响

基于自然降雨条件下夏季作物生长期的野外田间试验,探讨施肥和追肥对作物产量和不同形态氮素径流流失的影响。结果表明,当季不施肥对玉米产量的影响较小,分别明显减少了19.7%和30.4%的玉米总氮径流浓度和流失量;不施肥减少了棉花的产量及径流硝态氮、可溶性氮与总氮的浓度和硝态氮流失量。增加追肥对玉米和棉花的作物产量影响都不明显,却增加了两者的径流硝态氮、可溶性氮和总氮的浓度。与施底肥相比,增加追肥分别提高了69.9%,88.9%和46.2%的玉米硝态氮、可溶性氮和总氮浓度,棉花的相应氮素浓度则分别提高了25.5%,31.8%和37.1%。故在淮北地区土壤和气候条件下,玉米和棉花不追肥及适当减少玉米施肥量既不会使作物减产,又能减少农业土壤氮素随地表径流的流失。     

模拟降雨条件下肥料品种与施肥方式对氮素径流流失的影响

为研究施肥对氮素径流流失的影响,选择山东省泰安市典型农田为试验地点,采用4次重复人工降雨试验方法,研究降雨径流过程中不同肥料品种和不同施肥方式对地表径流氮素流失的影响机制.结果表明:在降雨强度和施肥量一致的条件下,施用速效氮肥碳酸氢铵肥料引起氮素流失量最大,尿素次之,控释尿素最低.施肥翻耕深度增大有利于降低径流氮素流失量,在翻耕深度相同时,条施施肥方式比穴施和混施造成的径流氮素流失量更大.相关分析表明,径流中铵态氮含量和泥沙产量的差异是影响氮素径流的主要原因.在适宜的降雨条件下,合理施肥是控制氮素径流流失和减少农田氮素污染的关键途径之一.     

草带措施对坡耕地产流产沙和氮磷迁移的控制作用

植被在坡面的位置对坡面保持水土的作用是不同的。动态监测澄江抚仙湖一级支流尖山河小流域坡耕地降雨-径流过程及水土流失量,研究草带措施对云南红壤坡耕地产流产沙和氮磷迁移的削减作用。结果表明:草带调控处理下雨季降雨量、总产流次数、径流深和土壤侵蚀量较原状坡面明显减少,次降雨下,宽草带的径流控制率和土壤侵蚀控制率分别为79.19%和64.55%,窄草带的径流控制率和土壤侵蚀控制率分别为85.15%和73.77%,坡耕地土壤侵蚀量变异系数>径流深变异系数>降雨量变异系数,原状坡面变异系数间增幅差异为31.42%,宽草带调控措施作用下变异系数间增幅差异为20.37%,窄草带调控措施作用下变异系数间增幅差异为19.11%,窄草带对坡耕地径流和泥沙的调控能力更强;宽草带和窄草带2种草带作用下,径流氮磷迁移浓度差异不显著,较原状坡面相比,草带措施明显控制氮磷迁移通量,径流总氮迁移通量控制率分别为81.23%和81.68%,铵态氮迁移通量控制率为78.25%和59.50%,总磷迁移通量控制率为71.36%和82.03%;径流泥沙速效养分含量明显增加,较原状坡面相比,草带措施能明显控制径流泥沙氮磷迁移通量,且径流泥沙氮磷迁移控制率较径流氮磷迁移控制率高,径流泥沙全氮迁移通量控制率为98.43%和94.30%,碱解氮迁移通量控制率为98.43%和93.10%,全磷迁移通量控制率为96.43%和89.77%,速效磷迁移通量控制率为90.34%和57.43%。     

不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响

于20012002年进行了“不同草带对坡耕地土壤侵蚀的影响”研究,试验设高羊茅(A)单作、高羊茅与红三叶混作(B)、非洲狗尾草与红三叶混作(C)和一个无草带种植(对照D)4个处理,坡地在13.2°14°。在每个处理上部等高种植玉米,基部种0.5 m宽的草带,底部设径流收集池,主要收集510月玉米生长期间的水土流失量。结果表明:①草带可显著减少径流量和侵蚀量,3种草带处理2年的总径流量和总侵蚀量均极显著(P<0.01)小于对照D,其中非洲狗尾草与红三叶混作的水土保持效果最好,高羊茅与红三叶混作次之,高羊茅单作为第三。②试验地水土流失主要发生在68三个月,这3个月的径流量和侵蚀量分别占总量的96.8%,99.9%,特别是6月径流量和侵蚀量分别占总量的63.2%,80.3%,草带在此期间水土保持效果最显著。所以,在坡耕地上结合农作物等高种植多年生草带是一项简单有效的水土保持技术。     

植草带对红壤坡耕地面源污染物输出的削减效果

为探讨植草带对红壤坡耕地面源污染输出的削减效果,以植草带和裸露红壤坡面作对照,根据野外观测数据拟定降雨强度和N,P等面源污染物浓度,室内模拟产流产沙及N,P输出过程.结果表明,雨强越小,植草带的减流和减沙效果越明显;在同一雨强条件下,植草带的减沙效果比减流效果明显.与裸地比较,植草带对全N的削减率随雨强和全N输入量增大而逐渐减小;在20 mm/h和35 mm/h雨强条件下,植草带对全P的削减率随着全P输入量的增大而增大,在同一全P输入浓度条件下削减率随雨强增大而逐渐减小;在50 mm/h雨强条件下,植草带径流中全N输出量大于裸地对照.     

苕溪流域茶园不同种植模式下地表径流氮磷流失特征

为探讨苕溪流域不同种植模式下茶园地表径流氮磷养分流失特征,于2010年5-10月对等高种植和顺坡种植2种种植模式下茶园地表径流水样进行取样测定,分析径流水样中的氮磷元素各指标的含量、形态特征及其随时间的变化规律。结果表明:无论是顺坡种植还是等高种植,茶园径流中氮素各指标含量的峰值均出现在6月底或7月初,茶园径流中磷素各指标含量的峰值出现在6月底、7月初或9月初。在整个监测时期内,等高种植茶园径流中总氮、硝氮、铵氮含量分别比顺坡种植茶园低8.54%～43.01%,4.05%～46.70%,5.92%～33.19%,但2种种植模式间不存在显著差异;等高种植茶园径流水中总磷、可溶态总磷、颗粒态磷的含量分别比顺坡种植低8.51%～31.07%,0.39%～17.91%,8.45%～36.86%,2种种植模式之间径流水中总磷、颗粒态磷含量存在极显著差异,可溶态磷含量不存在显著差异。无论是顺坡种植还是等高种植,硝态氮均为茶园氮素地表径流流失的主要形态,颗粒态磷则是茶园磷素地表径流流失的主要形态。总的来说,等高种植模式能有效地截留茶园氮磷营养元素,防止其随地表径流流失。     

不同坡度和种植模式对径流污染的影响

为了探明小区内不同坡度和种植模式对径流污染的影响,以寻求适合坡地条件下控制径流污染的有效途径,通过径流小区监测和径流污染物浓度测定,并结合污染负荷估算法和水污染综合指数法评价径流污染的差异,结果表明,坡度对总氮、总磷、COD以及泥沙在径流中的浓度有一定的影响,在相同种植模式条件下,25°小区中产生的各个径流污染物浓度都明显高于15°小区,而径流污染物浓度在不同种植模式下浓度大小依次为,坡改梯 经果林>玉米 红苕>豆角 红苕>经果林幼林,而通过采用降低坡度和坡改梯结合种植经果林的治理措施,将水土保持工程措施和农业措施相结合,对抑制径流污染有较好的作用。     

果园带状生草对果园面源污染的控制效果

利用径流小区法观测琯溪蜜柚园套种不同宽度草带果园土壤流失量、径流量,并研究其对氮、磷面源污染的控制效果及不同施肥水平下适宜草带的调控效果.结果表明:(1)不同处理中,全园生草控制果园面源污染效果最好,径流、土壤、总氮、总磷年流失量分别为422.7 m3/hm2,26.0 t/km2,0.793 kg/hm2,78.8g/hm2;2.0m草和1.5m草带处理效果居中;1.0m草带处理最差,分别为927.0 m3/hm2,57.4t/km2,2.050 kg/hm2,279.3 g/hm2.(2)各处理都可极显著或显著降低径流量、土壤流失量、径流总磷、可溶性磷浓度和流失量,且控制磷流失效果相同,而1.0m草带处理时径流可溶性磷浓度和流失量与其他3个处理差异达极显著或显著水平.(3)人工生草(全园、带状生草)处理都可极显著降低径流总氮、铵态氮、可溶性氮浓度和流失量.(4)1.5m和1.0m草带处理径流硝态氮浓度显著高于全园生草和自然生草处理,而全园生草、2.0m和1.5m草带处理都可极显著降低径流硝态氮流失量.(5)不同施肥水平下,全园生草高肥、草带高肥、中肥、低肥处理径流总氮流失量分别为对照的16.46％,49.09％,41.60％,41.11％;磷总流失量分别为对照38.58％,41.73％,33.86％,35.43％;土壤流失量分别为对照18.29％,47.78％,53.97％,67.78％;径流量分别为对照25.14％,47.98％,48.53％,58.93％;草带高肥处理径流总氮、硝态氮浓度明显或显著高于低肥处理,超过了果园种植1.5m草带时百喜草的控制氮流失能力.     

不同氮肥对侵蚀坡面土壤氮素流失的影响

在模拟降雨条件下研究等氮量和相同施肥方式下不同氮肥品种的氮素流失特征。结果表明:不同氮肥品种对氮素流失量有显著影响,施用碳酸氢铵、普通尿素的小区全氮、铵态氮和硝态氮的流失量较大,而施用包膜控释尿素则可以显著降低氮素流失量。不同施肥处理的小区径流液中全氮、NH4+-N及流失泥沙中全氮的流失规律表现为碳酸氢铵>尿素>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素>对照;径流液中NO3--N的流失量表现为尿素>碳酸氢铵>硫包膜控释尿素>树脂包膜控释尿素>对照。     

基于稻田控水减排的氮肥运筹试验研究

为改善江汉平原地区稻田水肥管理措施,采用田间小区试验,研究了常规淹灌(CF)和浅灌深蓄(SIDS)条件下,农民习惯施肥(FFP)、30%尿素+70%控释参混肥(30%N+70%CRF)和优化减氮施肥(OPT-N)对水稻各生育阶段稻田氮磷流失特征、养分吸收和土壤养分积累的影响。结果表明:与CF处理相比,SIDS处理田间灌溉水量、总用水量、径流量和渗漏量分别降低41.7%,18.5%,45.8%和21.9%,降雨利用率增加16.2%,TN和TP径流流失量分别降低32.6%~35.9%和36.4%~53.1%,渗漏流失量分别降低22.8%~32.0%和16.2%~33.3%,水稻返青期—拔节孕穗期分别占稻田氮磷径流和渗漏流失总量的70%以上。30%N+70%CRF处理、OPT-N处理较FFP处理,TN径流流失量分别降低19.7%~29.2%,15.1%~25.2%,渗漏流失量分别降低25.4%~51.7%,20.9%~26.4%,TP渗漏流失量分别降低18.4%~24.5%,20.4%~31.6%,但TP径流流失量差别很小。从水稻养分吸收和土壤养分积累来看,SIDS处理实际产量相对CF处理可增产4.4%,但对0—40cm土层氮磷养分累积影响不大,30%N+70%CRF处理和OPT-N处理相对FFP处理可增产5.6%和0.4%,且0—20cm土层速效态氮磷养分能维持在一个较高且相对稳定的水平。综上,浅灌深蓄结合30%N+70%CRF施用有利于稻田节水、减少氮磷流失、水稻增产以及土壤肥力改善。     

地下水埋深与控肥对夏玉米氮素吸收和产量的影响

为探明地下水埋深与减施氮肥对夏玉米氮素吸收利用及产量的影响,基于大型地中渗透仪,研究了地下水埋深和施氮量对夏玉米氮素利用效率、植株氮素积累量、产量及其形成要素的影响,其中地下水埋深设2 m(G1),3 m(G2)和4 m(G3)3个水平,施氮量设减氮20％处理(240 kg/hm2,N1)、常规施氮处理(300 kg/...