滇池流域农田径流磷素流失的土壤影响因子

试验采用田间原位模拟降雨并结合多元线性回归（逐步）的统计分析方法,分别在滇池流域的6个点位研究旱季和雨季农田土壤的理化性质与径流中磷素流失的关系。结果表明：在旱季和雨季进行的田间原位模拟降雨的平均产流起始时间、产流历时、产流量和平均出水速度均无显著的差异。旱季径流的产流强度曲线比雨季波动大;2次试验中,质地为砂质粘壤土的大渔乡元宝村（C-2）点的初始产流强度和平均产流强度均最大。土壤孔隙度与降雨平均入渗率呈显著正相关关系（R=0.332^＊,n=12）;0-5 cm的土壤速效磷（Olsen-P）含量与地表径流中总磷（TP）、水溶性的总磷（DTP）和水溶性正磷酸盐（DRP）及颗粒态磷（PP）的流失量呈极显著的正相关,是影响磷素流失的最重要因子,且0-5 cm土壤有机质含量与径流中TP、DTP和DRP的流失量呈负相关;0-5 cm,5-20 cm的土壤含水量皆与TP、DTP、DRP和PP流失量呈负相关;土壤pH与DTP流失量呈正相关,与颗粒态磷（PP）流失量呈负相关。     

耕作措施对坡耕地红壤地表径流氮磷流失的影响

云南山地面积约占全省土地总面积的94%,特殊的地形特征,极易引发坡面土壤侵蚀和养分流失,严重影响了农业可持续生产。采取有效的农艺措施来减少坡耕地土壤养分流失是十分有必要的。为此,通过4年定位试验对顺坡(2组处理)、横坡(2组处理)2种耕作方向的复合农艺措施处理进行研究。结果表明:云南坡地红壤的径流时间主要集中在6—9月,且产流雨量占年降雨量的65.62%～75.82%。产流雨量与年降雨量呈现一致趋势。径流量和产流雨量呈线性关系(R_(NVF)~2=0.597 7,R_(OVF)~2=0.415 1,R_(OHF)~2=0.378 2,R_(OHFR)~2=0.335 5),其相关性大小顺序为顺坡处理横坡处理,不施肥处理施肥处理,覆膜处理揭膜处理(P0.01)。大雨(25～49.9 mm)和暴雨(≥50 mm)造成了年度大部分径流和养分的流失。横坡垄作组处理产生地表径流(177.13±28.87)～(182.28±33.75) mm,径流中总氮流失量(7.66±2.51)～(7.85±1.92) kg/hm~2,总磷流失量为(0.91±0.26)～(1.09±0.27) kg/hm~2,与顺坡垄作OVF(常规处理)相比径流和养分极显著减少了49.57%～52.13%,33.16%～53.88%(P0.01)。不同耕作措施下,复合耕作模式(优化施肥+横坡垄作+旺长期揭膜)拦截径流和养分流失的效果最好。RDA分析结果发现,与降雨量相比较,径流量是影响氮磷养分变化的主要环境因子(P0.01)。径流量与氮养分(NH_4~+-N除外)流失量的相关性高于与磷的相关性,表明氮比磷更容易随径流流失。顺坡处理NVF和OVF与环境因子径流量和氮磷养分流失量TN、TDN、NO_3~--N、NH_4~+-N、TP、TDP呈正相关,横坡处理OHF和OHFR与其呈负相关。     

黄壤旱坡地退耕还林还草对减少土壤磷流失的作用

在贵州中部黄壤旱坡地上 ,通过无界径流小区以及野外坡面径流小区试验 ,对退耕还林还草初期阶段旱坡地地表径流中水溶态磷和颗粒态磷流失量的变化进行了研究。结果表明 :退耕还林还草后黄壤旱坡地地表径流中颗粒态磷含量比相应的旱地减少 2 2 .17%～ 6 3.4 8% ,而水溶态磷含量也减少 3.0 3%～ 4 4 .2 9% ;退耕还林区土壤水溶态磷和颗粒态磷的流失量分别比玉米种植区减少 38.6 5 %和 35 .0 8% ,退耕还草区土壤水溶态磷和颗粒态磷的流失量分别比玉米种植区减少 5 3.4 2 %和 4 1.94 %。退耕还林还草一方面减少了肥料的施用量 ,另一方面能明显减少土壤磷的流失量 ,特别是水溶态磷的流失 ,退耕还林还草工程是减少土壤磷流失和控制非点源污染的有效途径。     

Relationship between Soil Phosphorus Availability and Phosphorus Loss Potential in Runoff and Drainage

Abstract

Elevated soil phosphorus (P) content is common in the central coastal valleys of California, the result of decades of the intensive vegetable production. Undesirably high P concentration in surface water in this region stimulated interest in evaluating techniques to rank the potential for soil P loss to the environment. Phosphorus availability of 25 representative soils from fields in vegetable rotations were evaluated by the following techniques: bicarbonate‐extractable P (P_bc)–calcium chloride, extractable P (P_cc), P extractable by iron‐impregnated paper (P_Fe), P extractable by anion exchange resin (P_ae), and the degree of P saturation (P_sat). A column study was conducted in which these soils were evaluated for soluble P concentration in runoff and leachate from two simulated irrigation events. There were strong correlations among all measures of soil P availability (r=0.66–0.90). Runoff soluble P was most strongly correlated with P_cc, P_ae, and P_bc (r=0.98, 0.93, and 0.91, or 0.98, 0.90, and 0.85 in the first and second irrigation, respectively). The relationship of runoff soluble P to P_bc, P_ae, and P_cc was characterized by a change point; runoff soluble P from soils <50 mg kg^?1 P_bc was minimal, whereas at higher P_bc runoff P reached levels of environmental concern. Leachate soluble P was also correlated with P_cc, P_ae, and P_bc (r=0.84–0.99). Across soils, leachate soluble P averaged 1.4 mg L^?1, compared to 0.11 mg L^?1 for runoff P. We conclude that P_cc, P_ae, and P_bc are useful tests to rank the potential for P loss in irrigation runoff or drainage. Given the relative complexity of the P_ae technique, P_bc and P_cc appear to be the most practical soil tests for this purpose.     

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。     

不同类型黄壤旱地的磷素流失及其影响因素分析

在贵州中部黄壤旱地上 ,通过模拟降雨试验方法 ,对不同类型黄壤旱地磷素流失及其影响的主要因素进行研究。结果表明 ,黄壤旱地磷素流失以颗粒态形式流失为主 ,其占地表径流总磷含量的 86 .4%～ 99.9% ;不同类型黄壤旱地随地表径流流失的颗粒态磷 (泥沙结合态磷 )量和磷酸根态磷 (水溶态磷 )量存在较大差异 ,高肥力旱地磷的流失量明显高于低肥力旱地。影响黄壤旱地颗粒态磷和磷酸根态磷流失量的首要土壤因子都是有效磷含量 ;在土壤磷素水平一致下 ,黄壤旱地颗粒态磷流失量与 <0 .0 0 1mm粘粒含量呈显著正相关 ,而磷酸根态磷流失量与土壤交换性钾含量呈显著负相关。此外 ,降雨强度对旱地磷素流失产生明显影响 ,高降雨强度将加速颗粒态磷的流失 ,从而明显地提高旱地磷素流失量 ;而低降雨强度促进磷酸根态磷的流失     

污泥对赤红壤坡地磷素随地表径流流失的影响

在人工模拟降雨条件下,研究了污泥施用量对赤红壤坡地磷随径流流失的影响.结果表明,污泥撒施1d后的径流中混匀样总磷(MTP)、静置样总磷(STP)、颗粒态总磷(TPP)、悬浮态总磷(TSP)和可溶性总磷(TDP)浓度均达到峰值.撒施(60 t/hm~2)对应峰值分别为4.22,1.58,3.84,1.20,0.38 mg/L.为撒施(120 t/hm~2)对应峰值的40%～96.8%,此后撒施径流磷索浓度呈递减趋势,施用量引起的撤施径流磷素浓度差异逐渐变小.模拟试验期内,随污泥用量的增加,撒施径流磷素平均浓度不同程度随之升高.但撒施径流磷素流失量未必随之升高;污泥用量对穴施径流磷索浓度和流失量无明显影响.撒施径流46.0%～67.8%MTP和62.2%～74.6%STP流失量发生在污泥施用前期(1d和18d)径流中.MTP径流流失系数依次为撒施(60t/hm~2)>撒施(120t/hm~2)>穴施(120t/hm~2)>穴施(60t/hm~2).颗粒态磷是磷随径流流失的主要形式.     

Microbial Degradation of Fipronil in Clay Loam Soil

Fipronil, (±)-5-amino-1-(2,6-dichloro-∝,∝,∝-trifluoro-p-tolyl)-4-trifluoromethysulfinylpyrazole-3-carbonitrile, is used as an effective insecticide for the control of rice pests in China. Although many studies examining the fate of fipronil in the soilenvironment have been conducted, there are no studies on the microbial degradation of fipronil in the soil environment. Fipronil was degradedby microorganisms in the non-sterile clay loam soil, which resulted in the formation of metabolite, MB45950. The degradation of fipronil in non-sterile clay loam soil was mainly influenced by the soil microbes. The half-lives in non-sterile clay loam soil were 9.72 and 8.78 d at 25 and 35 °C, respectively compared to 33.51 and 32.07 d at 25 and 35 °C, respectively in the sterile soil. The microbial viability test showed that non-sterile clay loam soil had viable microorganisms throughout the experiment. Fipronil did not adversely affect the microbes once soil microbes adapted to the presence of fipronil in the clay loam soil.     

施用鸡粪土壤中磷的径流损失特征研究

研究了施用鸡粪土壤中磷养分在自然降雨过程中随地表径流流失的变化规律.结果表明:颗粒附着态磷(PP)占总磷(TP)的61.1%～79.5%,是土壤中磷索在自然降雨过程中随地表径流流失的主要形态.基于作物需磷量计算鸡粪用置较基于作物需氮量能有效降低地表径流中不同形态磷浓度,其中TP降幅为8.0%～46.3%.PP降幅为6.0%～48.2%.TDP降幅为15.1%～46.0%,DIP降幅为29.4%～55.5%.表明基于作物需磷量计算鸡粪施用量能有效降低土壤中磷索在自然降雨过程中随地表径流的流失风险.添加沸石或铁盐可有效降低地表径流中TP和PP浓度,从而有效降低磷随地表径流损失的风险.     

稻田田面水与排水径流中胶体磷流失贡献及流失规律

通过野外试验采集稻田田面水和稻田排水径流的水样,研究了胶体磷流失贡献和流失规律。根据实际天气情况,选择1次典型暴雨事件(48 mm/h)和8次不同强度(8,9,19,23,23,32,36,49 mm/h)的降雨事件采集样品。结果表明:(1)田面水和稻田排水中磷素流失形式以颗粒磷为主。在过1μm滤膜的总磷中,胶体磷的流失贡献为21%～73%,超过真溶解磷的流失贡献。(2)降雨后田面水中胶体磷的贡献范围为9%～44%,稻田排水中胶体磷流失贡献范围为10%～16%,金属氧化物胶体、有机质胶体以及金属氧化物—有机质胶体浓度与胶体磷流失贡献呈正向相关性,田面水中皮尔森相关系数分别为0.544,0.635,0.781(p0.05),稻田排水中分别为0.734,0.350,0.747(p0.05),三者结合磷为径流中胶体磷的重要赋存形态。(3)施肥通过影响电导率和离子强度来削减胶体磷的流失贡献,而降雨强度则通过影响pH来增加胶体磷的流失贡献,降雨强度与稻田排水胶体磷流失浓度的线性回归系数R~2=0.75,但两者对田面水和稻田排水中胶体磷流失贡献的影响程度不同。     

改良剂降低富磷蔬菜地土壤磷和氮流失的作用

为了解不同改良剂对土壤中磷和氮的稳定作用,进行田间试验研究在施用量为2.5t/hm2时氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂对蔬菜地地表径流中磷和氮浓度的影响。结果表明,改良剂施用可明显降低土壤有效磷和水溶性磷含量,轻微增加土壤中NH4+-N含量,但对土壤中NO3--N影响不大。施用改良剂可显著降低蔬菜地地表径流中总磷、溶解态磷、颗粒态磷和NH4+-N的浓度,增加水溶性有机氮浓度,但对水溶性总氮和NO3--N浓度影响不明显。与对照比较,施用氢氧化铝、石灰石粉、石膏、氯化钙和粉煤灰5种改良剂的地表径流中总磷浓度下降比例平均分别为13.68%,35.54%,38.72%,43.77%和45.02%,溶解态磷浓度下降比例平均分别为16.05%,32.42%,48.75%,55.38%和38.98%;NH4+-N浓度下降比例平均分别为24.21%,37.84%,11.31%,10.08%和55.56%。总体上,施用氯化钙和粉煤灰降低地表径流中磷浓度的效果好于其他改良剂。     

洋河流域缓坡地土壤磷素径流输出特征

坡面径流和侵蚀泥沙是磷素进入洋河水库的主要非点污染源。根据洋河流域多年的降雨特点，通过对天然降雨资料分析和人工模拟降雨，对该流域缓坡地表径流中磷素输出进行了初步的研究，结果表明；洋河流域缓坡地土壤磷素流失以颗粒态磷为主，不同土地利用方式下洋河流域缓坡地地表径流中不同形态磷含量的大小顺序为：小麦-玉米连作地〉高产玉米地〉低产玉米地〉次生灌木林地；随着降雨强度的增加．径流中颗粒态磷的含最逐渐增加，但Ortho-P的含量却下降；不同植被覆盖度下坡面地表径流中颗粒态磷和TP的含量．随着植被覆盖虚增大而减少，但径流中Ortho-P的含量则随着覆盖度的增加而增加。     

黄壤旱坡地梯化对土壤磷素流失的影响

在贵州中部黄壤旱坡地上 ,通过无界径流小区法以及野外坡面径流小区试验 ,对梯化和未梯化的黄壤旱坡地地表径流中磷酸根态磷、颗粒态磷以及生物有效磷的浓度变化 ,以及旱地梯化种植与传统顺坡种植下土壤磷流失量的差异进行了研究。结果表明 ,梯化与未梯化黄壤旱坡地地表径流中颗粒态磷和生物有效磷含量出现显著性的差异 ,旱坡地梯化后地表径流中颗粒态磷的含量减少 17.0 9%～ 5 7.94 % ,生物有效磷含量减少 16.0 1%～3 6.83 %。黄壤旱地土埂梯化种植能明显减少地表径流中颗粒态磷的流失量 ,其年均颗粒态磷的流失量比传统顺坡种植减少 71.64% ,但旱地梯化种植未能明显减少水溶态磷的流失量。土壤磷素水平的提高能明显增加旱坡地磷素的流失潜能 ,黄壤旱地梯化种植结合平衡施肥是减少土壤磷素流失以及保护水体质量的有效途径。     

Phosphorus Runoff from Coastal Plain Forest Soil in Louisiana

Although not a common practice, poultry litter (PL) may be used for forest fertilization. Despite usually low soil phosphorus (P) and runoff under forest, repeated or high rates of PL application may cause appreciable P loss. Phosphorus in natural runoff under loblolly pine (Pinus taeda L.) fertilized with PL, downslope P enrichment of surface soil, and P runoff during simulated rainfall (a) 5 years post-application and (b) where straw was harvested were measured. Relationships of runoff P (dissolved reactive, dissolved, and total) concentration and load to soil P (Bray 2 and water-extractable in two depths) and hydraulic conductivity were examined. Post-application loss of P was lower than reported for pasture. There was little downslope P movement. Runoff P was related to the corresponding form of soil P (R² = 0.28–0.48) but likely affected by P leached from the O horizon. Loads could be estimated from regressions.     

水肥一体化结合植物篱对减缓果园土壤氮磷地表径流流失的效果

为了探究降低集约化果园氮、磷流失,减缓农业面源污染的技术措施.通过田间定位试验,比较分析了水肥一体化施肥方式结合田间植物篱对减少果园氮、磷地表径流流失影响,提升沟渠水质量的技术效果.结果表明:果园中构建植物篱提高了发生地表径流的最低日降雨量,减少了径流发生频次,地表径流水发生量比没有植物篱降低19.18％.与常规施肥相...     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

选取南方典型坡耕地红壤为试验区,采用田间小区试验方法,在自然降雨条件下,于2008—2010年连续3 a对不同农业管理方式下地表径流及氮磷流失特征进行田间实地监测。结果表明,试验区域干湿季极其分明,3 a平均降雨量为838.6 mm,主要集中在5月到10月,坡耕地红壤地表径流、养分流失时间、流失量与降雨量之间具有显著的相关性,在常规施肥处理下径流量和氮磷流失量之间呈极其显著的指数相关性,相关系数分别为R=0.897 4＊＊和R=0.529 7＊＊。坡耕地红壤地表径流量、径流系数及氮磷流失量变化规律一致,不施肥条件下,总氮、总磷流失量最大,优化施肥、揭膜、横坡垄作及秸秆覆盖等农艺措施能降低氮、磷流失量,尤其是横坡垄作种植,相对于顺坡垄作氮、磷流失总量降低了2/3左右。不同处理之间径流中各种形态氮磷含量无显著差异,说明不同农业措施主要通过地表径流流失量而影响坡耕地地表径流氮磷流失量的多少。坡耕地红壤地表径流氮磷流失以颗粒态为主,TDN占TN比例年均为24.58%,TDP占TP的比例年均为7%,TN流失量是TP的3倍左右;优化施肥和揭膜条件下可溶性氮磷所占比例增加,横坡垄作和秸秆覆盖条件下降低。在可溶性氮素中,NO3-N、NH3-N占TN的比例年均分别为8.41%、12.65%,但是2009、2010年NH3-N均小于NO3-N。因此,关于坡耕地地表径流不同流失氮素形态的影响因素较多,目前研究结果不确定,且年际之间差异较大,尚需要进一步研究。     

生态工程人工土壤氮磷钾径流损失模型研究

以生态工程人工土壤为研究对象,开展室内人工模拟降雨试验,应用幂函数模型拟合生态工程人工土壤中3种大量元素氮、磷、钾的径流损失与降雨量间的关系,结果显示:磷和钾元素的径流损失量与降雨量的关系呈现相同变化趋势,即在产流初始阶段其单位时间径流损失量较大,随着降雨时间的延长,其单位时间损失量逐渐衰减,最后均趋于稳定,而氮元素的变化趋势与其他元素不同,其单位时间损失量较稳定;钾元素累积径流损失量最大,氮元素累积径流损失量次之,磷元素累积径流损失量相对最小;幂函数模型相关性系数均达0.85以上,能较好地拟合人工降雨后大量元素损失量随降雨量的变化过程。因此,利用该模型可初步描述氮磷钾元素径流损失与降雨量间的耦合关系,为生态工程水土保持与人工土壤养分设计提供理论基础。     

不同土地利用方式下红壤磷素径流流失特征

土壤磷素流失已成为地表水富营养化的重要威胁,红壤在我国分布范围广、分布面积大,研究红壤磷素累积与流失特征可为红壤区农业面源污染控制、防止区域地表水污染提供科学依据。选取红壤区牧草地、休闲地、玉米地、菜地、大棚5种常见土地利用方式,采用人工模拟降雨方法,研究了红壤区不同土地利用方式下磷素累积状况、形态组成和随地表径流的迁移特征及其环境阈值。结果表明:(1)供试土壤Olsen-P含量的范围为6.81～178.17 mg/kg,土壤溶解态活性磷(CaCl_2-P)含量的范围为0.29～8.26 mg/kg,藻类可利用总磷(NaOH)的变化范围为30.34～369.81 mg/kg,不同利用方式红壤中均存在一定程度的磷素累积;(2)不同利用方式红壤的磷吸持指数PSI范围为31.95～47.05,均值大小表现为牧草地玉米地菜地休闲地大棚;(3)红壤地表径流中TP的浓度范围为0.245～2.073 mg/L,TDP浓度范围为0.023～0.308 mg/L,PP浓度范围为0.223～1.826 mg/L,不同场次降雨地表径流中TP和PP平均浓度和流失量大小与土壤表层Olsen-P含量分布规律一致,TDP平均浓度表现为大棚菜地旱地玉米牧草地休闲地,而TDP流失量却表现为大棚菜地牧草地休闲地旱地玉米;径流输出以PP为主,占TP的比例为82.46%～90.15%;(4)土壤Olsen-P与NaOH-P和CaCl_2-P存在极显著正相关,随着Olsen-P含量的增加,NaOH-P和CaCl_2-P提高,且Olsen-P与NaOH-P之间存在一个明显的突变点,确定36.17 mg/kg为红壤磷素流失的环境阈值,同时还指出,径流TP浓度或流失量与土壤NaOH-P含量呈显著正相关。     

Effect of Soil Phosphorus Levels on Phosphorus Runoff Concentrations from Turfgrass

Phosphorus (P) loss from urban areas has been identified as a major contributor to declining surface water quality. The objective of this study was to determine the relationship between extractable soil P, depth of soil sampling, and dissolved reactive P (DP) concentration in runoff from turfgrass areas. At each site, runoff was generated on turfgrass and adjoining areas where turfgrass cover was removed. Across all six locations and the wide range of nutrient management schemes, variation of extractable soil P concentration and saturation ratios of 0–2cm samples accounted for 49–59% (r ² = 0.49–0.59, n = 92) of variation of DP concentration in runoff from bare soil and soil with turfgrass cover. Despite a high degree of soil P stratification, changing sampling depth generally did not improve the relationship between soil test P and runoff DP concentrations. Across the narrower range of soil P levels common to lawns in New York (0–50mg kg^?1 Morgan extractable soil P), none of the soil tests or P saturation levels (for 0–2cm depth) could accurately predict runoff P concentrations from soil with turfgrass cover (r ² = 0.02 to 0.23, n = 72). For bare soil plots, restricting the analysis to the same range (<50mg kg^?1 Morgan extractable P) did not alter the relationship between soil test P and runoff DP concentrations observed for the entire range (0–658mg kg^?1) of soil-test P concentrations. These results suggest soil testing will not be an effective tool to predict runoff from turfgrass areas across the range of soil P levels common to New York State.     

洋河流域缓坡地土壤磷素径流输出特征

坡面径流和侵蚀泥沙是磷素进入洋河水库的主要非点污染源。根据洋河流域多年的降雨特点,通过对天然降雨资料分析和人工模拟降雨,对该流域缓坡地表径流中磷素输出进行了初步的研究,结果表明:洋河流域缓坡地土壤磷素流失以颗粒态磷为主,不同土地利用方式下洋河流域缓坡地地表径流中磷含量的大小顺序为:小麦-玉米连作地>高产玉米地>低产玉米地>次生灌木林地;随着降雨强度的增加径流中颗粒态磷的含量逐渐增加,但O rtho-P的含量却下降;不同植被覆盖度下坡面地表径流中颗粒态磷和TP的含量随着植被覆盖度增大而减少,但径流中O rtho-P的含量则随着覆盖度的增加而增加。