稻作期氮素渗漏流失特性及控制对策研究

通过测坑定位试验,对上海市黄浦江上游水稻田氮素渗漏流失规律及其控制对策进行了研究,得到如下结论:(1)稻田氮素渗漏流失以NO3--N为主,施肥后1~2 d渗漏水中NH4+-N浓度较高,之后一般为0.19~2.83 mg.L-1;(2)受稻前旱作(草莓)的影响,水稻生长前期渗漏水中NO3--N的含量高达30~50 mg.L-1,随着田面水的不断下渗淋洗作用,到了稻作后半期,NO3--N的含量下降到较低水平,约为2~3 mg.L-1;(3)在整个稻作期(截止到9月20日)TN的渗漏流失量为22.65~30.57 kg.hm-2,其中NO3--N为18.59~24.90 kg.hm-2,平均为总流失量的82.64%;(4)使用有机肥替代化肥可以在很大程度上减少稻田氮素渗漏流失,在化肥用量减少20%~30%的情况下,氮素渗漏流失量可以减少19.43%~25.91%;(5)经测产,增施有机肥而减少化肥用量对水稻产量没有显著影响,但在很大程度上减少稻田氮素的渗漏流失,对减少农业氮素面源污染、保护地下水具有重要意义。     

水稻田面水氮素动态径流流失特性及控制技术研究

通过测坑和大田试验,对上海市黄浦江上游水稻田面水氮素动态、径流(排水)流失规律和控制对策进行了研究。结果表明,(1)在基肥期和第1次追肥(碳铵)后,稻田水中氮素浓度下降均较快,施肥后1～2d,TN含量即可下降为施肥当天浓度的25.13%～50.25%,平均为30.17%,到第4d则下降到10%以下;(2)在第2、3次追肥(尿素)后,坑面水氮素浓度减少趋势不同于基肥期和第1次追肥,施肥后开始1～3d浓度先稍有升高,此后下降趋势同前2次施肥;(3)人工降雨试验表明,如施肥后遇暴雨,则可能导致氮素的大量流失。以基肥期为例,施肥后第2d,40mm雨量引起的TN流失量为5.54～7.95kg·hm-2,80mm雨量引起的TN流失量可达16.74～24.02kg·hm-2,氮素的径流流失以NH4+-N为主;(4)应严格控制播期排水和烤田排水,否则会引起氮素的大量流失;(5)经测产,增施有机肥而减少化肥用量对水稻产量没有影响,但可以在很大程度上减少水稻田面水氮素的径流(排水)流失。     

长江流域典型单季稻田间水文及氮素流失特征

为探究稻田水文和氮素流失特征以及二者之间的关系,以我国三大水稻主产区之一的长江流域稻作区典型单季稻田为对象,开展田间尺度多因子水分与氮素流失原位动态监测。结果表明：田面水位高度主要受降雨和灌溉的影响,田间水肥管理是不同深度土壤含水量、田面水和土壤水中氮素浓度动态变化的主要影响因素。地表径流流失是平水年稻田氮素流失的主要途径,整个生育期内流失量为8.70 kg·hm^-2;渗漏流失是枯水年稻田氮素流失的主要途径,整个生育期内流失量为4.86 kg·hm^-2。返青期是氮素渗漏流失的关键生育期,平水年和枯水年该时期渗漏流失量分别为1.73 kg·hm^-2和2.14 kg·hm^-2;分蘖期和拔节孕穗期是氮素地表径流流失的关键生育期,平水年和枯水年这两个时期地表径流流失量分别为7.10 kg·hm^-2和1.26 kg·hm^-2。稻田水文与氮素流失之间密切相关,田面水位动态变化可以影响稻田渗漏水量和地表径流水量,进而影响稻田氮素流失量。研究表明,应该避免水稻生育前期(返...     

稻田氮素流失规律测坑研究

通过测坑试验，研究了稻田水中氮素的变化动态、渗漏流失规律。结果表明，施肥后田水中氮素的浓度有逐日递减的趋势，但各种形态氮素的变化趋势有所不同，铵氯在第二天就减少了75％；不同施肥期氮素的渗漏流失量以基肥期为最大；在前茬为草莓的情况下以NO^-3-N渗漏流失为主；NO^-3-N作为氮素在土壤中淋失移动的主要形态将成为施用氮肥造成地下水污染的重要来源。     

不同雨强和植被盖度对稻田径流及氮素流失的影响

阐明径流及养分流失特征对制定农田径流削减策略、降低面源污染发生风险具有重要意义。为明确稻田径流和氮素流失对雨强的响应,分别在水稻生育前期（低植被盖度）和后期（高植被盖度）选择3个降雨强度[低雨强（SI）,30 mm·h^-1;中雨强（MI）,60 mm·h^-1;高雨强（LI）,90 mm·h^-1]进行了田间降雨模拟试验。结果表明：稻田径流率均呈先上升后下降的趋势,且径流率峰值随雨强增大而增加。不同降雨强度下径流率峰值分别为72.58 （SI）、126.45 （MI）、234.90 （LI） m³·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和41.94（SI）、70.02 （MI）、83.30 （LI） m³·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。径流氮素浓度在初始产流期较高,不同植被盖度和雨强下径流氮素浓度随径流时间的变化均可以用对数函数方程进行描述[Y=a-b×ln （X+c）,P<0.01]。与浓度表现不同,受径流率影响,径流发生后的前40min内的氮素流失风险较高,特别是在径流发生后的20~30 min （流失率峰值时间）。低植被盖度下氮素流失率更易受降雨强度影响,两种植被盖度下氮素流失率峰值分别为0.07 （SI）、0.10 （MI）、0.27 （LI）kg·hm^-2·h^-1（低植被盖度）和0.05 （SI）、0.04 （MI）、0.06 （LI）kg·hm^-2·h^-1（高植被盖度）。因此,不同雨强下氮素流失负荷在低植被盖度条件下差异显著,且高降雨强度的氮素流失量（10.02mg·m^-2）显著高于中、低降雨强度,铵态氮（NH₄⁺-N）是稻田径流氮素流失的主要形态（占比约41%~52%）。氮素流失负荷与径流发生前期（0~20 min）和中期（20~40 min）的径流率及氮素浓度密切相关。结果表明,初始产流期是稻田氮素流失的高浓度风险期,而径流发生后的20~30 min内氮素流失最快,低植被盖度下径流发生更易受雨强影响。     

太湖水网地区不同种植类型农田氮素渗漏流失研究

为了探索太湖流域水网地区不同种植类型农田土壤中氮素累积量与渗漏水中氮素含量之间的关系,在浙江省嘉兴市选择10个农田点位埋设渗漏计和地下水采集管,采集水、土样品,研究了菜地、果园和水田3种典型种植类型农田氮素渗漏流失情况.结果表明:1)旱作农田渗漏水中的NO3--N含量在汛期明显高于非汛期,菜地在汛期和非汛期时20 cm渗漏水中的NO3--N含量分别为51.70 mg·L-1和12.53 mg·L-1,果园在20 cm渗漏水中的NO3--N含量在8至9月份高达125.51 mg·L-1,水田20 cm渗漏水中的NO3--N含量在汛期和非汛期差别不大,分别为2.17 mg·L-1和1.60 mg·L-1.2)研究区菜地和果园等高施肥量农田土壤中的无机氮含量和渗漏水中的氮素含量均显著高于水田.农田土壤中NO3--N累积量与渗漏水中氮素含量之间具有极显著的正相关关系,表明农田土壤中高水平的NO3--N累积量必然增加氮素渗漏流失的风险.     

自然降雨条件下淮北平原农田氮素流失特征研究

[目的]研究自然降雨过程中农田氮素径流流失特征。[方法]基于淮北平原区1次典型的自然降雨,分析降雨强度、径流量及排水中TN、PN、NH_4~+-N和NO_3~--N的质量浓度变化。[结果]自然降雨条件下,降雨强度和径流量变化趋势基本一致,但产流时间较降雨时间以及径流量较降雨强度的变化均有一定滞后效应;随着径流量增大,排水中TN、PN和NH_4~+-N的质量浓度快速增大,且达到峰值的时间较径流峰值时间提前,峰值过后三者质量浓度快速下降,降雨停止后随着径流减少TN趋于稳定,PN和NH_4~+-N继续降低,NO_3~--N质量浓度与径流量呈反向变化特征;随着雨强和径流量的变化3种形态氮素比例动态变化,且降雨时颗粒态氮大于溶解态氮,降雨停止后PN和可溶态NH_4~+-N减少,可溶态NO_3~--N增加;相关性分析表明,降雨强度与径流量、NH_4~+-N、PN和TN呈正相关关系,与NO_3~--N呈负相关关系;整个径流过程TN、PN、NH_4+~-N和NO_3~--N质量浓度均值分别为11.50、6.58、2.11和2.88 mg/L,均超出了地表水Ⅴ类水的标准。[结论]自然降雨径流过程中农田排水给周围水体带来较大的环境风险,该研究为该区域氮素流失特征研究及面源污染控制提供理论基础。     

四川油菜地地表径流氮素流失特征研究

在四川省眉山市通过径流场试验研究了不同施氮行为下,地表径流中氮的流失特征。试验结果表明,氨氮和总氮的流失均随着时间的推移而不断降低,氨氮的流失在总氮中所占比例较少,硝态氮为其主要的流失形式。氮素的施用量越高,其流失率越高。全施用有机肥的处理比全施用化肥处理的流失率低0.4个百分点。有机肥和无机肥混合的平衡施肥能有效减少氨氮和总氮的流失,且保持较高的产量。全化肥施肥处理收获的油菜产量,比平衡施肥处理下收获的油菜产量高7.1%,比全有机肥处理下收获的油菜产量高10.6%。有机肥可起到非常关键的氮素缓释作用,有机肥和无机肥配合施用,在保持高产的同时,可有效地减少养分的流失,提高氮肥利用率,减少水体污染。     

稻麦轮作农田氮素流失及控制对策研究

通过2年的田间定位监测和采样分析,研究上海稻麦轮作农田氮素流失特征及对水环境的影响。结果表明,施肥对稻季地表排水、麦季径流和渗漏水中氮素流失影响显著。在粮食生产过程中过量施肥和不合理的水肥管理是土壤氮素流失的主要原因。适当减少氮肥用量,可减少农田氮素流失,且对产量影响不大。因此,改进传统的施肥模式,加快制定农业非点源污染的相关法律法规,对控制农田氮化肥流失污染和提高农业经济效益,具有十分重要的意义。     

崇明岛典型果园氮素渗漏流失研究

为研究崇明岛柑橘园氮素渗漏淋失特征,采用田间原位小型土壤渗漏计法,分析土壤中氮素含量与渗漏水中氮素含量之间的关系。结果表明:随着土壤深度的增加,土壤中NH4+-N和NO3--N含量显著下降,渗漏水中NO3--N、NH4+-N含量逐步降低。0～20 cm和21～40 cm渗漏水中NH4+-N和NO3--N含量随时间延长呈现出由低到高再降低的变化特征。浅层渗漏水中氮素渗漏流失以水溶性总氮为主,NO3--N含量占水溶性总氮的比例超过90%。果园渗漏水中氮素含量与土壤中氮素含量之间相关性极显著,表明果园施肥量与渗漏水中氮素含量之间存在联系。     

我国农田总氮流失影响因素分析

利用第一次全国农业污染源普查的70个样本数据,对农田非点源污染总氮(TN)流失系数与6个影响因素间的关系进行相关和回归分析。结果表明,土地利用方式X3、土壤质地X4、施氮量X5、年降雨量X64个因素对农田TN流失系数有显著影响。由标准化回归系数得知,各因素对流失系数影响的大小顺序为X6>X5>X3>X4。在此基础上所建立的我国农田TN流失系数的回归方程为Y=-5.3+0.28X6+0.017X5+4.563X3+0.088X4,通过16个文献数据对该模型进行验证,结果显示该模型具有很好的预测能力,可用于我国不同地域农田TN流失系数的估算。     

水层深度对稻田杂草化除效果及水稻生长的影响

以汕优63、武育粳3号水稻品种及稗草、异型莎草和鳢肠杂草为试验材料,采用乙草胺和苄·乙·甲2个除草剂品种各2种剂量、3个水层深度对试验材料进行处理,分析水层深度对稻田杂草化除效果及水稻生长的影响。结果表明:施用上述2个除草剂及参试剂量,在4cm水层和12cm水层时能有效提高对稗草、异型莎草和鳢肠的防除效果;施用除草剂后,对水稻的株高和地上部生长会产生不同程度的抑制作用,其中12cm水层处理抑制最大,4cm水层处理次之,0cm水层处理抑制最轻;在抑制水稻顶端生长的同时,水稻茎蘖数有一定增加。综合除草效果和对水稻生长的影响,4cm水层处理的水稻产量最高,优于0cm和12cm水层处理。本文还分析了水层深度×剂量×除草剂品种在抑制不同水稻品种营养生长方面的差异。     

直播水稻田田面水氮素动态变化及径流损失研究

[目的]为直播水稻田的合理施用氮肥和灌水及防止氮素污染地表水提供科学依据.[方法]通过田间试验,对太湖流域丹阳地区直播水稻田田面水氮素动态变化特征及径流损失进行研究.[结果]施肥使田面水氮素浓度迅速提高,施氮后第1天田面水TN和NH+4-N的浓度达峰值43.99和23.31 mg/L,第7天分别下降至峰值的23.50%～30.02%和16.22%～23.84%;田面水的NO-3-N浓度在施氮后第3天达最大值7.51 mg/L,随后逐渐下降.施氮后3～5 d内,田面水NH+4-N/TN比值达动态观察期中的最大值0.50～0.69,此后逐渐降低.田面水NO-3-N/TN比值也先升后降,均在0.31以下.丹阳当季直播稻田TN地表径流损失量为23.84 kg/hm2,占施氮量的5.05%;NH+4-N流失量为13.24 kg/hm2,占施氮量的2.88%.烤田排水TN径流损失为13.49 kg/hm2,占总施氮量的2.93%.[结论]NH+4-N是稻田田面水氮素的主要形态,施氮后7 d是防止稻田氮素流失的关键时期.     

氮流失形成的面源污染及防控措施研究

氮素是化肥中使用量最大的营养元素,其循环过程产生的氮损失是形成面源污染的主要原因。论述了农业生态系统氮循环过程中氮的输入与输出,氮流失造成面源污染的原因及途径,提出具体的防控措施,以期减少农业生态系统中的氮流失。     

Nitrogen and Phosphorus Loss Law and Emission Reduction Effects Under Water and Fertilizer Management Integrated Mode in Dike Paddy Field

To achieve the purpose of reducing farm non-point source pollution, we integrated site specific nitrogen management precise irrigation, controlled drainage, and wetland eco-repair system in dike area of Taihu basin. During investigation, it had given prominence for the water and fertilizer coupling effects of precise irrigation and site specific nutrient management, the characteristics of integration on controlled irrigation, controlled drainage and wetland ecosystem non-point source pollution control. Then the water and fertilizer integrated management mode of paddy field was put forward in Taihu basin where the water production efficiency increased to 1.64 kg. m-3, water saved 37.8%, fertilizer use efficiency raised 15,4%, yield raised 10%, and N, P load decreased 26%-72%. The modern agricultural and farmland ecosystems that control and cut down the farm non-point source pollution came into being, which can be a reference by Taihu basin to control its agricultural non-point source pollution and eutrophicated water body.     

淹水稻田中氮素损失及其对水环境影响的试验研究

采用野外田间试验方法，研究了淹水稻田施用碳铵后，氮素的转化、运移和损失的作用过程。结果表明，田间水中氮素以氨氮为主，淹水稻田剖面土壤溶液中氨氮和硝态氮的含量随深度增加而降低。土壤 0.5 m深度以下，淋溶液中硝态氮和氨氮水平较低，在 0.6— 4.8μ g· mL－ 1之间，对地下水环境有一定影响。模拟暴雨径流试验表明，田间氮素径流损失负荷随施肥与降雨间隔时间延长而明显降低，施肥后短时间内暴雨径流导致的氮肥损失较大，对地表水环境污染严重， 必须加强科学合理的田间水肥管理。     

有机稻田与常规稻田浮游动物群落比较

采用田间调查、室内鉴定及生态学分析方法研究了有机稻田和常规稻田浮游动物的组成、丰富度及多样性。结果在有机稻田检测到溞属(Daphnia)、裸腹溞属(Moina)、剑水蚤属(Cyclops)和小剑水蚤属(Microcyclops)浮游动物,而在常规稻田仅检测到3属浮游动物;浮游动物的丰度与多样性指数均表现为有机稻田>田头水沟>常规稻田。表明有机栽培可显著增加稻田生态系统浮游动物的多样性。     

寒地水稻不同灌排技术的面源污染负荷研究

为探索适合寒地水稻生产的减少面源污染途径,选择控灌、湿润灌、间歇灌、浅晒浅灌等4种水稻灌排技术,并配置5个施肥水平,开展了20个处理的重复试验。试验结果表明:地表排水控灌、湿润灌、间歇灌、浅晒浅灌的全氮、全磷流失负荷分别为0.410 g/100 m2和0.359 g/100 m2、0.520 g/100 m2和0.371 g/100 m2、0.601 g/100 m2和0.378 g/100 m2、1.736 g/100 m2和1.625 g/100 m2;地下渗漏全氮、全磷流失负荷分别为13.578 g/100 m2和3.912 g/100 m2、13.504 g/100 m2和3.852 g/100 m2、20.238 g/100 m2和6.196 g/100 m2、29.840 g/100 m2和12.972 g/100 m2。控灌灌排技术对地表水体和地下水体的面源污染最小。