不同水稻种植模式对氮磷流失特征的影响

随着各种化学肥料的使用,化学肥料中所蕴含的氮、磷大量流失,给环境造成了严重的污染,也成为现阶段农业污染最主要的污染源。本文主要探究不同水稻种植模式对氮、磷流失产生哪些影响,并找出相关的解决措施,有效的控制环境污染问题。     

坡耕地土壤流失规律研究

通过人工模拟降雨,研究了降雨强度、坡度和耕作措施与土壤流失的关系,得出坡度和耕作措施相同时,雨强与土壤侵蚀模数之间呈较好的指数函数关系;耕作措施相同、雨强接近时,土壤侵蚀模数与坡度之间呈较好的幂函数关系.当坡度相同,雨强小于0.75 mm·min-1时,土壤侵蚀模数沿直线坡-锄地-等高犁地-等高沟垄序列逐渐下降;当雨强大于1.5 mm·min-1时,土壤侵蚀模数沿该序列逐渐增大.     

玉米不同种植模式对坡耕地红壤团聚体的影响

通过田间小区试验单作玉米、马铃薯//玉米间作,采集玉米在3个不同生育期(拔节期、大喇叭口期、抽雄期)的根系和土壤,测定根系分泌物中的有机酸、总糖和土壤团聚体状况,分析根系特征和根系分泌物对土壤团聚体的影响。结果表明,间作玉米根长、根体积、根表面积显著高于单作玉米(P0.05)。玉米根系分泌总糖和总有机酸含量随生育期的推移而增加,间作显著提高玉米根系分泌总糖和总有机酸含量(P0.05)。抽雄期,间作玉米比单作0.25 mm水稳性团聚体含量(R0.25)显著提高8.17%(P0.05);团聚体几何平均直径(GMD)显著提高12.24%(P0.05),分形维数(D)显著降低1.09%;团聚体破坏率(PAD)显著降低26.08%。玉米根系分泌总糖含量、总有机酸含量与R0.25、GMD、D、PAD呈极显著相关关系(P0.01),玉米间作对改变玉米根系特征及根系分泌物中总糖和总有机酸含量、提高土壤团聚体的稳定性有很大影响。     

不同原料来源生物质炭对蔬菜种植土壤氮磷流失的影响

选择由竹子、水稻秸秆和烟草杆制成的生物质炭,研究不同原料来源生物质炭在不同添加量条件下对蔬菜生长和土壤氮磷流失的影响。结果表明,生物质炭种类和添加量对蔬菜生长和下渗水量产生了影响,且各处理均降低了氮磷流失,但各处理间规律不明显。对总氮和总磷流失,竹炭分别降低2.6%~19.4%和9.1%~30.3%,秸秆炭分别降低5.5%~20.4%和13.9%~19.0%,烟草杆炭分别降低4.1%~17.9%和17.6%~28.7%,生物质炭添加对降低总磷流失效果优于总氮。当竹炭和烟草杆炭添加量为5%时,对总氮总磷流失降低效果较佳,可作为实际应用参考添加量。     

洱海流域不同施肥模式对稻田氮磷径流流失的影响

为探究洱海流域水稻种植的合理施肥模式,减少稻田氮磷径流流失,通过田间小区试验,研究不同施肥模式对稻田氮磷径流流失和水稻产量的影响。结果表明：与常规施肥处理（CF）相比,化肥减量20%处理（T1）总氮径流流失量无显著差异,有机肥替代处理（T2~T5）总氮径流流失量降低31.6%~40.4%,缓控释肥处理（T6）总氮径流流失量降低15.7%;与CF处理相比,T1、T2和T6处理总磷径流流失量无显著差异,T3和T5处理总磷径流流失量分别降低23.3%和17.4%,T4处理总磷流失量增加57.0%。与CF处理相比,T6处理和T1处理籽粒产量无显著差异,T2~T5处理籽粒产量降低11.8%~42.9%;与T1处理相比,T5和T3处理籽粒产量无显著差异。与CF处理相比,T1、T6和T4处理秸秆产量无显著差异,T2、T3和T5处理秸秆产量分别降低15.5%、16.0%和36.0%。综合考虑不同施肥处理的稻田径流流失量和水稻产量等因素,化肥减量（T1）、有机无机配施（T3和T5）和缓控释肥（T6）处理是可供选择的环境友好型施肥模式。     

坡耕地不同耕作模式下土壤养分流失特征研究

为了确定辽宁省坡耕地在不同耕作模式下土壤养分流失的特征,采用6°坡耕地,选取大豆作为种植作物,在天然降雨条件下,采用顺垄、横垄、免耕、免耕秸秆覆盖等耕作模式进行组合试验,观测分析降雨后氮、磷养分流失的变化特征,并通过回归分析方法说明了降雨对各土壤养分流失浓度的影响.结果表明:传统耕作顺垄+平翻模式下,氮、磷流失浓度最高,总氮为24.2mg·L-1,总磷为2.013mg·L-1;免耕和免耕秸秆覆盖在顺垄布置下与传统平翻耕作相比,分别减少总氮流失30％和32％,减少总磷流失18％和30％;与顺垄耕作组合模式相比,横垄耕作组合有效地减少径流中的各种养分流失浓度,减少总氮流失35％,减少总磷流失35.4％;硝态氮在横垄+平翻模式下流失量最低,为3.0mg·L-1,铵态氮在横垄+免耕秸秆覆盖模式下流失量最低,为6.8mg·L-1;径流中磷素浓度在0.1～0.6mg·L-1,水体富营养化现象严重;回归方程结果表明,天然降雨对径流中各养分的流失浓度影响显著.     

浅析坡耕地土壤养分元素流失及整治措施

我国东西走向地势高度差较大,丘陵漫岗地块较多,坡耕地已经逐步成为农业生产的重要耕地地形。农业生产离不开施肥措施,其必然增加着坡耕地土壤的养分含量,然而,受到降水影响,坡耕地不免受到地表径流的冲刷,使大量N、P养分元素流失。本文重点对坡耕地养分流失的现状、过程、影响因素及整治措施进行详尽调查和表述,以期为坡耕地养分流失的治理工作提供技术思路和参考资料。     

坡耕地不同种植模式对农田水土保持效应及土壤养分流失的影响

针对云南彝良地震灾区灾后坡耕地水土流失的现状,进行了不同种植模式的水土保持效应的研究。通过对试验小区不同种植模式下的径流小区的监测,以探明不同种植模式对农田水土和养分流失及对收获期作物粒重的影响,寻求控制和减少农田水土流失及增产的有效种植模式。结果表明,不同种植模式3次地表总径流量顺序为黄豆单作(17.0 m³·hm^-2)>马铃薯单作(15.9 m³·hm^-2)>玉米单作(13.7 m³·hm^-2)>玉米//马铃薯顺坡种植(12.6 m³·hm^-2)>玉米//黄豆(12.3 m³·hm^-2)>玉米//马铃薯(11.7 m³·hm^-2);土壤总侵蚀量顺序为马铃薯单作(930.15 kg·hm^-2)>黄豆单作(821.70 kg·hm^-2)>玉米单作(739.05 kg·hm^-2)>玉米//马铃薯顺坡种植(716.70 kg·hm^-2)>玉米//马铃薯(651.90 kg·hm^-2)>玉米//黄豆(620.10 kg·hm^-2);在地表径流量方面,最好模式玉米//马铃薯间作,比最差模式黄豆单作削减地表径流量31.2%,比马铃薯单作、玉米单作分别削减地表径流量26.4%、14.3%;在土壤侵蚀量方面,最好模式玉米//黄豆间作,比最差模式马铃薯单作削减土壤侵蚀量33.3%,比黄豆单作、玉米单作分别削减土壤侵蚀量24.5%、16.1%。在土壤养分流失方面,玉米//黄豆间作比马铃薯单作削减总氮流失30.6%;玉米//黄豆间作比马铃薯单作削减氨氮流失22.2%,并有显著差异。可见,在彝良地震灾区玉米//马铃薯和玉米//黄豆间作种植模式在减少水土养分流失方面有一定效果。     

有机肥对滇中红壤烤烟坡耕地氮磷流失的影响

【目的】研究自然降雨条件下施用有机肥对滇中坡耕地产流产沙与氮磷流失特征的影响,旨在为该地区肥料合理施用及坡耕地土壤侵蚀状况改善提供科学依据。【方法】以滇中二龙潭小流域红壤烤烟坡耕地为研究对象,在施用相同化肥的基础上,设置6种有机肥用量处理,分别为0 kg/m~2(CK)、0.25 kg/m~2(T1)、0.50 kg/m~2(T2)、0.75 kg/m~2(T3)、1.00 kg/m~2(T4)和1.25 kg/m~2(T5),选取4场自然降雨,研究不同有机肥用量条件下坡耕地径流及其泥沙中的氮磷流失特征。【结果】(1)4场降雨条件下,不同处理的径流量和产沙量无显著差异,而降雨量和降雨强度对径流量和产沙量影响较大。(2)随着有机肥用量的增加,径流中总氮(TN)、NO_3~--N、NH_4~+-N质量浓度总体降低,表现为CKT1T2T3T4T5;溶解态氮是径流中氮素的主要存在形式,而NO_3~--N又是溶解态氮的主要组成部分。(3)随着有机肥用量的增加,径流中总磷(TP)及PO_4~(3-)-P质量浓度明显降低,均表现为CKT1T2T3T4T5;径流中TP、PO_4~(3-)-P质量浓度随着施肥时间的延长呈明显降低趋势。(4)在4场降雨过程中,泥沙中的TN和TP含量均随着有机肥用量的增加而降低。(5)有机肥用量的增加降低了坡耕地TN、TP流失总量,TN流失以径流输出为主,TP流失以泥沙输出为主。【结论】探明了自然降雨条件下施用有机肥后红壤坡耕地氮磷流失规律,为减少研究区氮磷流失量,雨季应尽量减少或避免农事活动,暴雨情况下应控制氮磷的输出,并可以通过增加有机肥用量和减少化肥用量的方式降低氮磷的输出。     

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。     

不同种植模式下坡耕地红壤团聚体有机碳矿化特征

为探讨不同种植模式下团聚体中有机碳转化和稳定的作用机制,以坡耕地红壤为研究对象,结合土壤团聚体组成及有机碳分布,通过室内有机碳矿化培养方法,并采用一级动力学方程拟合培养过程中CO_2通量的动态变化,分析不同种植模式下团聚体有机碳矿化动态特征及其对土壤总矿化的贡献。结果表明:不同种植模式下土壤团聚体粒径均以2 mm和2～0.25 mm为主,其总量在78%以上,玉米单作显著减少2 mm团聚体的比例,但却显著增加0.25 mm团聚体的比例。不同种植模式下0.25 mm团聚体的有机碳含量显著高于全土、2 mm团聚体和2～0.25 mm团聚体。全土中玉米大豆间作处理的土壤有机碳含量显著低于大豆单作处理,各粒径团聚体中有机碳含量在单作处理与对应的间作处理之间没有显著差异。不同种植模式下全土和团聚体中有机碳矿化作用的强弱表现为单作处理比对应的间作处理更强,并且大豆单作处理有机碳累积矿化量最高。不同种植模式下2～0.25 mm团聚体有机碳矿化速率最快,有机碳矿化作用最强,而0.25 mm团聚体C_0/SOC值(土壤有机碳矿化分解作用消耗土壤中有机碳的比例)较全土及其他两个粒径团聚体显著降低,更有利于土壤有机碳固存。2 mm和2～0.25 mm团聚体对全土有机碳矿化的贡献最大。研究表明,大团聚体(0.25 mm)在坡耕地红壤有机碳矿化中起重要作用,玉米大豆间作和玉米白萝卜间作在一定程度上可降低土壤有机碳矿化作用,增强土壤固碳能力。     

冬油菜替代种植技术对华北典型镉铅污染农田适用性研究

为探究冬油菜替代种植技术在我国华北地区镉(Cd)、铅(Pb)污染农田土壤中的适用性特征,本研究在河南省济源市Cd、Pb污染农田开展田间试验,选用冬油菜(Brassica napus)秦油1号和三月黄为供试植物,在不同大气沉降和土壤污染程度条件下研究两种供试油菜不同部位中Cd、Pb含量及富集量,油菜对土壤中Cd、Pb的去除率,以及菜籽油和饼粕中Cd、Pb含量。结果表明,秦油1号油菜生物量普遍高于三月黄。三月黄油菜对Cd富集量较高,达9.469 g·hm^-2,秦油1号对Pb富集量较高,达53.856 g·hm^-2,整体上两种油菜对土壤中Cd的去除率(0.081%～0.843%)高于对Pb的去除率(0.000 6%～0.074 3%)。在大气沉降程度较低但土壤污染严重的试验区,两种油菜吸收的Cd均集中在茎部,Pb集中在根部;而在大气沉降程度较高的试验区,不同的土壤污染程度下,油菜将吸收的Cd、Pb更多富集在荚部。在常规物理压榨和丁烷低温萃取两种不同制油工艺处理下,菜籽毛油和饼粕中Cd、Pb含量均较低,符合国家相关标准,菜籽油可安全食用,油菜饼粕可作...     

施氮和栽培模式对半湿润农田生态系统冬小麦源特征的影响

为了探讨不同施氮水平及不同栽培模式下小麦源特征的变化,在黄土高原南部年降水量632 mm左右的半湿润区,以小偃22为供试品种,研究不同施氮水平(不施氮和施纯氮120 kg/hm2)及不同栽培模式(常规栽培、地膜覆盖、垄沟栽培、垄播覆膜)对小麦源特征的影响。结果表明,施氮能够极显著地增加小麦各生育期旗叶氮含量,其中以拔节期的影响效果最为明显;不同栽培模式对旗叶氮含量的影响效果较小;在灌浆期和成熟期,垄播覆膜和地膜覆盖两种栽培模式下旗叶氮含量均高于其他处理,其中以垄播覆膜效果较为明显,分别较常规栽培增加12%和29%。施氮条件下,冬小麦各生育期旗叶叶绿素含量均高于不施氮处理;不同栽培模式下以垄沟栽培模式下旗叶叶绿素含量最高,常规栽培最低。返青期、拔节期、开花期和灌浆期,施氮处理单株绿叶面积较不施氮处理分别增加23.4%,20.7%,15.3%和8.9%,施氮对单株绿叶面积的影响以返青期最为显著;地膜覆盖、垄沟栽培和垄播覆膜栽培模式下,单株绿叶面积明显高于常规栽培,以垄播覆膜栽培模式下单株绿叶面积最大。施氮能够显著增加开花期、灌浆旗和成熟期旗叶净光合速率(P<0.05),各栽培模式间旗叶净光合速率存在极显著差异(P<0.01),其中以垄播覆膜栽培条件下旗叶净光合速率最大。相关分析发现,增加功能叶氮含量,特别是生育后期氮含量,对籽粒产量具有重要作用。说明施氮有利于增加功能叶氮含量,提高净光合速率,进而有利于提高籽粒产量,从这一角度出发,地膜覆盖和垄播覆膜栽培应为首选栽培模式。     

种植方式对稻田氨挥发及氮磷流失风险的影响

研究洞庭湖双季稻区不同种植方式下,稻田氨挥发量变化、田面水氮磷浓度动态特征以及不同土壤深度养分含量差异,可为水稻机械化精准施肥,防控面源污染提供理论依据。研究采用田间试验方法,设置农民习惯+直播(T1)、控释尿素减氮10%+直播(T2)和机插一次性施肥减氮10%(T3)3个处理,原位监测早稻基肥期稻田氨挥发,取样监测施肥后田面水总氮、总磷及不同形态氮磷浓度,收获期计产,并取0～20 cm和20～40 cm土壤测定其基本理化性状。结果表明,与T1相比,T3和T2田面水NH_4~+-N平均浓度分别降低46.04%和27.03%,氨挥发量分别降低18.62%和15.61%;田面水总氮平均浓度分别降低53.55%和22.96%,总磷浓度分别降低30.23%和11.63%;T3和T2均可显著增加稻田0～20 cm和20～40 cm土壤中有机碳含量,提高全氮、全磷、碱解氮和有效磷含量,水稻产量分别增加6.63%和5.98%。与T1相比,T3和T2两种施肥种植方式均能显著降低稻田氨挥发以及稻田田面水总氮、总磷浓度,能有效增加0～20 cm和20～40 cm土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量。在3种种植方式中,T3在降低农田氮、磷流失风险、维持土壤肥力、促进水稻增产方面效果更显著。     

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.     

基于USLE的黑河流域非点源污染定量研究

为有效控制黑河流域因土壤侵蚀而产生的氮、磷非点源污染,改善黑河水库水质,以流域的行政单元作为估算非点源污染的响应单元,利用通用土壤流失方程(USLE)并选取合适的方法进行了参数选取和率定,在 GIS软件辅助下,估算了各单元的土壤侵蚀量,计算了流域吸附态氮磷的污染负荷。结果表明:(1)文中所用估算方法较为合理,全流域的平均侵蚀模数为315．06 t/(km2·年);(2)流域每年由土壤流失所引起的吸附态氮磷总负荷量分别达到15．702和3．866 t,对流域水环境造成了严重的污染和破坏;(3)马召乡、甘浴湾乡、板房子乡、安家岐乡、厚畛子乡以及小王涧乡对流域氮磷污染负荷贡献较高,是流域非点源污染控制的主要源区;(4)退耕还林还草, 增加植被覆盖度,减少农事活动是削减和控制流域非点源污染的主要措施。     

种植结构非粮化对农田氮磷流失负荷的影响

以浙江省慈溪市为案例区,通过建立非粮化指数(NGP)解析种植结构非粮化演变过程,并利用实地调查、文献调研和统计年鉴数据估算农田氮磷投入量和径流流失量,评估其对农田氮、磷径流流失负荷的影响,为深入认识种植结构非粮化的生态效应和合理管控农业面源污染提供科学基础。结果表明：1995—2019年,慈溪市的种植结构存在明显的非粮化趋势,粮食作物种植面积锐减49.3%,而蔬菜和水果种植面积分别增长113.8%和108.4%。根据NGP,慈溪的非粮化过程可以分为3个阶段：稳定上升期(1995—2007年),回调下降期(2007—2013年)和快速上升期(2013—2019年)。2001—2018年,慈溪市种植业氮、磷投入总量增幅分别为38.8%和249.5%。至2018年,慈溪市农田氮、磷流失负荷分别为2 823.3 t和971.5 t。随着种植结构的非粮化,菜地已经取代稻田成为当地农田氮、磷流失的首要来源,占慈溪市种植结构年氮、磷流失总量的70.9%和89.2%,成为农业面源污染控制的重点对象。建议各地针对不同非粮化类型制定差异化的管控政策,并将农田氮、磷养分流失负荷加入土壤质量评价体系,为引导下...     

长期施肥对黄土旱塬农田土壤微生物量碳、氮、磷的影响

为研究长期不同施肥方式对土壤微生物量碳、氮、磷含量的影响,以国家黄土高原农业生态试验站长期定位施肥试验为研究对象,选取不施肥(CK)、单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)8个处理,应用氯仿熏蒸-浸提法和生态化学计量比,研究了30 a不同施肥方式下土壤微生物量碳、氮、磷含量变化及其与土壤基本理化性状的关系。结果表明:长期施肥较CK处理均能提高土壤微生物量氮、磷含量;与CK相比,施用化肥处理的微生物量碳含量均有所降低,而微生物量氮、磷含量显著提高;除NM处理外,施用有机肥处理的土壤微生物量碳、氮、磷含量较CK处理均显著提高。长期单施化肥、有机肥和化肥有机肥配施处理的微生物量C∶N显著低于CK处理,等量施磷处理(P、NP、PM、NPM)的微生物量C∶P、N∶P均低于CK和其余施肥处理,而NM处理的微生物量C∶P、N∶P显著高于其余处理。冗余分析显示,土壤全氮(F=13.9,P=0.002)对土壤微生物生物量影响最大,解释了微生物量变化的5.3%,各理化性质的影响顺序为全氮全磷pH有机质;相关性分析表明,土壤微生物量碳、磷分别与土壤有机质、全氮、全磷呈显著正相关,土壤微生物量氮与有机质、全氮呈显著正相关。长期单施化肥使土壤酸碱度发生改变,对微生物的生命活动产生抑制作用。而长期化肥配施有机肥能不同程度提高土壤养分含量,促进土壤微生物的生长繁殖,进而增强微生物对碳、氮、磷等元素的吸收利用,对于提高土壤肥力和肥料利用率具有重要意义。     

红壤旱地以玉米为主体的不同种植模式对土壤碳库管理指数的影响

为揭示红壤旱地种植模式对土壤有机碳库组分及碳库管理指数的影响差异,以有效反映种植模式与土壤质量的关系,以紫云英-玉米为对照（CK）,设置马铃薯-玉米||大豆、“三花”混播（紫云英×油菜×肥田萝卜）-玉米||花生（TMP）、蚕豆-玉米||甘薯（BMS）、油菜-玉米||大豆（RMS）5种以玉米为主体的种植模式,分析了第1、2季收获后土壤有机碳及碳库管理指数的变化。结果显示：第2季间作玉米收获后,与CM处理（CK）相比,PMS、TMP、BMS、RMS的活性有机碳分别提高53.67%、67.89%、11.01%、57.80%;PMS、TMP、RMS处理的碳库活度、碳库活度指数与对照相比分别显著提高了52.63%~89.47%和53.49%~93.80%（P<0.05）,土壤碳库管理指数显著高于对照59.24%、60.71%、80.91%（P<0.05）。土壤碳库管理指数与活性有机碳含量呈极显著正相关（P<0.01）。玉米间作产量均高于单作,且不同种植模式经济产量都高于对照。综合分析认为,红壤旱地以玉米为主体的不同种植模式有利于提高活性有机碳含量及碳素有效率、土壤碳库管理指数,也有利于提高玉米产量;马铃薯-玉米||大豆处理经济产量最高,三花-玉米||花生处理最有利于提高碳库管理指数,油菜-玉米||大豆处理次之。