河北太行山山前平原葡萄园土壤硝态氮累积特征及影响因素

为进一步摸清农户生产实践条件下果园土壤硝态氮分布特征及影响因素,以河北太行山山前平原的保定地区葡萄园为研究对象,调查28个果园生产管理现状,测定分析葡萄园和临近农田共31个样点0—200 cm土壤硝态氮含量、累积量及主要影响因素。结果表明:葡萄生产中氮肥施用量偏高,每季平均为297 kg/hm²,过量的养分投入导致氮素在土壤中累积,0—200 cm土层硝态氮淋洗现象明显,平均累积量高达1 555 kg/hm²。不同树龄、施氮量、灌溉量水平下,土壤硝态氮含量有所不同,但均表现出随土层深度增加而增加的趋势,并且明显高于农田土壤。相关性分析表明,硝态氮累积量与树龄和施氮量均呈极显著正相关,与灌溉量呈显著负相关。通径分析表明,对土壤硝态氮累积量影响最大的因素为施氮量,其次为树龄和施肥次数,最后为灌溉量,施肥次数主要通过影响施氮量来间接影响硝态氮累积量。研究区域葡萄园氮素盈余严重,土壤硝态氮大量累积,并向深层土壤淋洗,影响该地区硝态氮累积的主要因素为施氮量、树龄和灌溉量。     

太行山山前平原冬小麦田深层土体硝态氮累积特征研究

农田氮素（N）淋失是N素损失的重要途径之一。采集土壤溶液并测定其硝态氮（NO3^--N)，对不同施N肥处理下40-220cm土层的NO^-3-N累积特征进行了研究，结果表明，不同施N肥处理，对不同土层中NO^-3-N累积影响很大，太行山山前平原竭土农田80cm土层和40-160cm土层为NO^-3-N高度聚集层，入冬后麦田NO3^--N有所累积。易流失；不同土层NO3^--N累积与N肥投入呈直线关系。N肥过量投入易造成深土层NO3^--N累积并流失。     

华北山前平原农田土壤硝态氮淋失与调控研究

本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米一年两熟长期定位试验, 应用土钻取土和土壤溶液取样器取水的方法, 研究了不同农田管理措施下土壤硝态氮的累积变化, 计算了不同氮肥处理通过根系吸收层的硝态氮淋失通量。结果表明, 小麦-玉米生长季土壤硝态氮累积量和淋失量随着施氮量的增加显著增加, 相同氮肥水平下增施磷、钾肥增加了作物的收获氮量, 施磷肥增加的作物收获氮量最高可达123kg·hm^-2·a^-1, 施钾肥增加的作物收获氮量最高为31 kg·hm^-2·a^-1。不同灌溉水平下0~400 cm 土体累积硝态氮随着灌溉量的增加而降低, 控制灌溉(小麦季不灌水, 玉米季灌溉1 水)、非充分灌溉(小麦季灌溉2~3 水, 玉米季按需灌溉)、充分灌溉(小麦季灌溉4~5 水, 玉米季按需灌溉)各处理剖面累积硝态氮量分别为1 698 kg·hm^-2、1148 kg·hm^-2 和961 kg·hm^-2。与非充分灌溉和充分灌溉处理相比, 控制灌溉在100~200 cm 土层硝态氮累积量显著高于其他层次, 2003~2005 年间控制灌溉剖面增加的硝态氮量占施肥总量的23%; 非充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的22%; 充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的47%。免耕措施降低了作物产量, 影响土壤水的运移, 增加了硝态氮的淋失风险。根据作物所需降低氮素投入(N 200 kg·hm^-2·a^-1), 增施磷、钾肥, 控制灌溉量是减少华北山前平原地区硝态氮淋失, 保护地下水的有效措施。     

黄土旱塬长期施肥下硝态氮深层累积的定量研究

在黄土旱塬长期定位测定结果表明，长期过量或不平衡使用氮肥将导致硝态氮在土壤深层的严重积累，不同施肥处理对比，14年后0－200cm硝态氮的累积量NPM＞N＞NP＞M，对应的硝态氮累积率分别为20．3％、30．98％、15．49％和8．51％。化肥配比试验表明，土壤剖面NO3－N的累积与累积率一般随氮肥用量的增加而增加，而且，NO3－N累积深度随氮肥用量的递增而加深，氮磷严重失调时，硝态氮累积率剧增，15年后最大累积率达到42．3％（单施氮180kg/hm^2处理），在施氮引起NO3－N严重累积的情况下，配施磷肥可以明显的减少硝态氮的累积数量和累积率，而且随磷肥用量的增加减少幅度愈大，从土壤氮素平衡来看，加大施氮量降低氮素利用率，配施磷肥则增加氮肥利用率。     

不同氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响

利用盆栽试验,研究了氮肥用量对蔬菜硝态氮累积的影响。结果表明,施用氮肥使蔬菜的生长量提高1.1～6.1倍,但增长并不与氮肥用量同步。氮肥用量较高时,蔬菜生长受到抑制,生长量有降低趋势;硝态氮含量却随氮肥用量增加而不断升高,两者呈显著正相关（r=0.933～0.957）。蔬菜各器官、部位的硝态氮含量存在明显差异。不施氮肥时,根的硝态氮含量大于茎叶,茎又大于叶;施氮后根的含量小于茎叶,茎小于叶;无论施氮与否,叶柄的含量均高于叶片。把蔬菜的生长、硝态氮吸收及还原转化联系起来分析,可以看出,增加氮肥用量虽然提高了硝酸还原酶活性,但硝态氮的还原作用仍小于吸收,从而导致蔬菜体内出现硝态氮累积。而且,随氮肥用量增加,硝态氮累积量的增加远超过了生长量的提高,使硝态氮含量迅速升高。     

赣南稀土尾矿山土体硝态氮累积特征研究

稀土开采会造成大量浸矿剂（硫酸铵）残留在土壤中，高浓度铵态氮（NH4+-N）可能在生物化学作用下转化为硝态氮（NO3--N）。为探明NO3--N在稀土尾矿山土体内的含量及影响因素，明确硝酸盐污染程度，本研究选择赣南地区一个离子型稀土原地浸矿尾矿山，由表土分层采样至基岩面，并分析土壤NO3--N及相关的理化性质。研究结果表明，尾矿山土体NO3--N含量变异范围非常大（2.80~193.99 mg·kg-1），其平均值为46.30±55.16 mg·kg-1，表层土壤NO3--N含量均值为5.16 mg·kg-1，与自然土壤相近；含矿层土壤NO3--N含量均值为48.64 mg·kg-1，是自然土壤的10倍。尾矿山土体深部含矿层土壤NO3--N含量明显高于表层， NO3--N含量随深度的分布规律与自然土壤相反，这是矿体部分残留大量浸矿剂造成的。土壤NH4+-N含量主导了NO3--N的产生量，但NO3--N在土体不同深度、山体不同部位的累积量还受降雨淋溶及NO3--N迁移过程的控制。开采结束4年后，尾矿山内累积的NO3--N仍不断向环境中释放。长期来看，尾矿山土壤中富集的NH4+-N将不断转化为NO3--N并随水迁移，持续威胁生态环境及人类健康。本研究可为稀土原地浸矿场地土壤及下游水体污染的评价和治理提供理论基础与科学支撑。     

施肥与灌水对硝态氮在土壤中残留的影响

通过田间试验研究不同施氮量与灌水量对春玉米和冬小麦田土壤中硝态氮分布与累积的影响,结果表明,春玉米收获后0~2 m土壤中累积硝态氮185.7~748.0 kg/hm2,其中1 m以上占57.9%~70.1%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的1.8%(N 112.5 kg/hm2),50.7%(N 225 kg/hm2),56.7%(N 337.5 kg/hm2)和77.0%(N450 kg/hm2)。不施N和施N 112.5 kg/hm2时春玉米田土壤剖面没有明显累积峰;施N等于或高于225 kg/hm2时在60~80 cm土层有明显累积峰,施氮量高的峰值较高;施N 450 kg/hm2时在120~140 cm深度出现另一个累积高峰。冬小麦收获后土壤0~2 m硝态氮累积量为74.9~328.8 kg/hm2,其中1m以上占67.8%~90.7%。由于施用氮肥而增加的硝态氮占施N量的19.5%(N 112.5 kg/hm2),35.6%(N 225 kg/hm2),58.9%(N 337.5 kg/hm2)和56.4%(N 450 kg/hm2)。冬小麦田收获后土壤深层(1~2 m)没有明显的硝态氮累积,即使施氮量高达450 kg/hm2时也只在表层40 cm以上累积较多。不论是春玉米还是冬小麦,当生育期施氮量大于225 kg/hm2时0~2 m土层均有明显的硝态氮累积,施氮量高的累积量较高。施氮量是造成土壤中硝酸盐累积的主要因素,灌水量对春玉米田硝态氮的向下迁移有显著影响。     

施氮模式对番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响

采用田间小区试验,以番茄为指示植物,研究不同施氮模式：农民习惯施肥（N—hmxer）、减施化肥氮26％（74％N-farmer）、减施化肥氮26％结合调节土壤C／N（74％N—farmer＋S）、减施化肥氮26％结合调节土壤C／N和采用滴灌（74％N-farmer＋S＋D）、减施化肥氮45％结合调节土壤C／N和采用滴灌（55％N-farmer＋S＋D）的集成模式对设施番茄氮素吸收利用及土壤硝态氮累积的影响。结果表明。55％N-farmer＋S＋D模式下番茄产量最高为108349kg·hm^-2,产投比最高为26．1;与N—farmer模式相比,74％N-farmer、74％N—farmer＋S、74％N-farmer＋S＋D和55％N—farmer＋S＋D模式的氮素利用率和氮素农学利用效率均有增加,其中55％N—farmer＋S＋D模式的氮素当季利用率为9．56％,氮素农学效率为43．67kg·kg^-1,均显著高于N—farmer模式（P〈0．05）;氮肥生理利用效率在各施氮模式间没有显著差异,55％N-farmer＋S＋D模式的效率最高为598．06kg·kg^-1;55％N-farmer＋S＋D模式的氮素果实生产效率和收获指数分别为493．81kg·kg^-1和53．84％,均高于N—farmer模式。氮平衡结果表明,N—farmer模式的表观损失最高,55％N-farmer＋S＋D模式显著低于N—farmer模式;相同土壤剖面中不同模式硝态氮含量随番茄生育进程均呈先增高后降低的趋势;番茄盛果期和拉秧期,74％N—farmer＋S、74％N—farmer＋S＋D和55％N-farmer＋S＋D模式在0～100cm剖面累积的硝态氮含量均低于N—farmer模式,拉秧期N—farmer模式累积的硝态氮含量最高达705．24kg·hm^-2,74％N-farmer＋S＋D模式累积的硝态氮含量最低为453．75kg·hm^-2;番茄在3个不同生育期,土壤硝态氮多累积在0—40cm土层,硝态氮的相对累积量约为50％。综合以上分析结果,集成模式55％N—farmer＋S＋D具有明显优势,能够提高氮肥的吸收和利用效率,减少土壤硝态氮的残留。     

应用Geoprobe对河北栾城土壤硝态氮含量进行计算

利用Geoprobe对土壤剖面取样,分析并计算了0~20.4m土层硝态氮的累积量,研究表明,施肥量的上升和地下水埋深的下降,使得多余的氮肥以硝态氮的形式存储在土壤剖面中,在传统的施肥制度下,0~20.4m剖面总累积的硝态氮量为1769kg hm-2,自地表至下,土壤硝态氮的分布存在三个累积层,分别为0~5.4m,7.2~12m,14.7~18.4m;而且三个层次累积的硝态氮量随深度呈递减的趋势。     

施肥对蔬菜累积硝酸盐影响的研究进展

施肥是提高蔬菜产量的重要措施,然而不合理施肥会引起蔬菜硝酸盐的积累。本文主要对近年来国内外有关氮、磷、钾和有机肥料等的施用对蔬菜硝酸盐积累的影响进行了讨论并对今后的研究提出了一些建议。     

蔬菜硝酸盐累积及其影响因素的研究

本文综述了蔬菜硝酸盐的含量其体内硝酸盐的累积情况,探讨了影响其累积的内外因素,并提出了硝酸盐累积的防治对策以及一些新的建议。     

蔬菜硝酸盐累积的生理和分子生物学机理

蔬菜是易累积硝酸盐的植物,弄清硝酸盐在蔬菜体内的累积和分布机理是降低蔬菜体内硝酸盐含量的基础。综述了蔬菜累积硝酸盐的主要影响因素、硝酸盐累积的生理和分子生物学机理,并对今后蔬菜硝酸盐的研究方向进行展望。     

冀西北坝上菜区西芹硝酸盐积累状况及分析

参考WHO/FAO规定的日允许摄入量换算得到的评价标准,调查评价了坝上地区西芹硝酸盐的积累状况。分析结果表明,西芹的品种及不同部位间硝酸盐含量差异较大,不同部位的积累量为:茎>叶。另外,同一部位不同部分的含量也有较大差异,一般外叶>内叶,茎下部>茎上部。从农产品安全卫生学的评价标准表明,坝上高施肥老菜区西芹硝酸盐含量相当一部分超标。     

北方旱作条件下玉米施用氮肥对氮吸收和淋溶的影响

实验研究了北方自然降雨情况下,玉米生育期间的氮素淋溶。结果表明,氮肥的施用量对土壤中硝态氮的积累和移动有影响,氮肥施用量超过300kg hm-2时,0～40cm土层硝态氮累积量明显增加,50cm的土层硝态氮的累积达到高峰;50cm以下土壤中硝态氮累积量逐渐降低,100cm土层施肥处理的硝态氮累积量明显高于对照;从经济效益方面分析,氮肥最佳施肥量为200kg hm-2,过量施肥并不能获得高的经济效益;从环境方面分析,氮肥用量超过150kg hm-2就会发生氮素淋溶。     

燃煤电厂周边土壤中汞的分布和累积研究进展

汞(Hg)是唯一以气态形式存在于大气环境中的有毒重金属污染物。燃煤电厂作为最重要的人为Hg排放源之一,其释放的Hg可随大气环流运输和转化,并通过干湿沉降进入到陆地和海洋生态系统,造成局域、区域和全球范围内的Hg污染。研究燃煤电厂排放的Hg在大气中的沉降规律及其在土壤中的累积特点,对于深入了解燃煤电厂Hg排放的生态影响具有重要意义。本文综述了燃煤电厂Hg排放污染土壤的途径,分析了电厂周围土壤Hg的浓度水平和空间分布特点,总结了影响土壤Hg分布的主要因素,并对将来的研究方向提出了展望。     

水肥耦合对华北高产农区小麦-玉米产量和土壤硝态氮淋失风险的影响

在封丘农田生态系统国家试验站, 通过多组水肥组合试验, 研究了冬小麦-夏玉米轮作下, 水、肥对作物产量、硝态氮在土壤剖面中的分布特征及其淋失风险的影响。结果表明, 适宜灌溉情况下, 氮磷配施是提高作物产量的关键, 氮钾配施与磷钾配施增产效果不明显。统计结果表明, 各因素对小麦产量影响次序依次为氮肥≥磷肥＞灌溉＞钾肥, 对玉米产量的影响次序为氮肥＞磷肥＞钾肥＞灌溉, 只有氮磷对作物产量的影响达到统计学上的显著性差异。随着施氮量和灌溉量的增加, 硝态氮累积峰峰值增加, 峰厚度加厚, 出现位置加深, 且根区外硝态氮含量亦显著增加, 极大地提高了硝态氮的淋失风险。适宜氮肥用量与适宜灌溉是减轻硝态氮淋失风险的关键, 氮磷配施可有效降低深层土壤硝态氮累积。研究区域适宜氮肥用量为每年400 kg(N)·hm^-2,适宜磷肥用量为每年225 kg( P₂O₅)·hm^-2, 一般降雨年型全年灌溉量以280 mm 左右为宜。     

华北平原典型土地利用类型下包气带土壤水稳定同位素变化特征

基于华北平原典型土地利用类型(梨园、农田)包气带(>18 m)土壤水同位素测定结果, 分析了华北平原深层土壤水稳定同位素(δD、δ18O)特征, 揭示了不同土地利用类型下包气带土壤水补给过程中蒸发和入渗的规律。结果表明, 研究区大气降水线δD =6.07δ18O-5.76(R2=0.86), 土壤水δD、δ18O值均落在大气降水线下方, 表明降水入渗补给土壤水过程中经历了强烈的蒸发作用;除梨园Ⅰ, 土壤水同位素值变异系数浅层＞中层＞深层, 表明浅层土壤水δD、δ18O波动较大, 主要由于其易受到降水和蒸发的影响, 随土壤剖面深度的增加, 蒸发和降水的影响逐渐变弱;梨园Ⅰ深层土壤水同位素变异系数较大, 表明该样点深层土壤水受到地下水波动的影响;梨园浅层土壤水氘盈余(d-excess)较农田大, 说明农田浅层土壤水蒸发强度大于梨园;0.25~0.5 m深处土壤水均出现δD、δ18O的明显富集, 主要受土壤质地分层影响导致土壤水入渗受阻, 同位素较为富集的土壤水在此深度层积聚;而梨园2~5 m出现δD、δ18O的贫化现象, 主要是梨树根系埋深使得降水以优先流形式补给至此土壤层。梨园和农田包气带土壤水δD、δ18O垂直剖面上差异显著,表明了华北平原不同土地利用方式的包气带土壤水入渗过程有明显差异, 梨园包气带土壤水入渗过程主要以优先流补给影响。本研究为深入了解华北平原农田区厚包气带水分运动、氮素迁移转化与地下水水质之间的关系提供了理论依据。     

孪井灌区包气带水分运移的数值模拟

为防止盆地低洼处出现盐渍化、节约水资源,用数值模拟和田间中子仪试验相结合的方法,研究了内蒙古孪井灌区包气带的水分运移规律.数学模拟结果与田间实测土壤含水率吻合良好.在此基础上模拟计算出漫灌与喷灌条件下不同灌溉量和不同蒸发量对水分运移的影响以及水分随时间在深度上的分布情况,结果表明1200m/hm2喷灌定额下得农田水分无效消耗最小,从而得出节水高产的喷灌灌溉模式.     

华北平原不同农田类型土壤硝态氮累积及其对地下水的影响

针对华北平原典型农田的传统灌溉施肥带来的肥料浪费和环境污染问题,采集定州保护地蔬菜、小麦-玉米轮作农田土样及相应的地下水样品,研究了不同农田利用类型、保护地蔬菜不同种植年限和不同种植类型的土壤硝态氮的累积及对地下水污染的程度。结果表明,土壤剖面0-400cm范围保护地蔬菜的硝态氮累积量明显高于农田,0-100cm,100-200cm,200-300cm,300-400cm平均为815.0,293.6,394.9,313.4kg/hm2,分别为农田的12.3,3.8,4.6,5.1倍。保护地土壤剖面硝态氮累积量随着棚龄的增加而增加,尤其在0-60cm表现明显,0-100cm和100-200cm老龄棚(12a)土壤硝态氮累积量分别为815.0,293.6kg/hm2,高于低龄棚(8a)216.2,11.4kg/hm2。大棚黄瓜的土壤剖面硝态氮累积大于番茄,在根区外深层剖面出现多个明显的累积峰。保护地灌溉水、小麦-玉米轮作农田灌溉水及手压井饮用水NO3-N含量分别为9.6,7.4,10.5mg/L,超标率(10mg/L)分别为38%,16%,46%,该区域浅层饮用地下水已受到硝酸盐污染。