秸秆堆沤还田对坡耕地径流、泥沙与磷素流失的影响

【目的】寻求不同堆沤方式和秸秆还田密度结合下较为有效的径流泥沙与磷素减排农艺措施。【方法】在自然降水条件下,研究不同秸秆还田密度(0.75、1.5 kg·m^-2)、不同秸秆粉碎粒度（1、5 cm）、加水或尿素堆沤对滇中二龙潭小流域烟草坡耕地产流产沙量及磷素流失量的影响。【结果】1.5 kg·m^-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤均可有效降低烟草坡耕地产流产沙量,降低幅度分别为18.59%～38.60%、12.50%～38.60%、10.06%～38.60%;0.75 kg·m^-2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤较1.5 kg·m^-2秸秆密度、1 cm秸秆粒度、加水与尿素堆沤的处理,径流泥沙总磷与径流PO₄^--P浓度分别降低2.82%～66.67%、0.38%～57.53%和1.97%～64.73%;径流中PO₄^--P占总磷浓度的35.30%～77.59%;0.75 kg·m^-2秸秆密...     

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.     

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3a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,3a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=0.8974**和R=0.5297**.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左有.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.     

不同耕作方式对紫色土侵蚀及磷素流失的影响

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm•min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了0.2 mg•L-1,约为地表径流的1.3倍。【结论】紫色土零散坡耕地不易采用顺坡垄作,横坡垄作能很好的控制土壤侵蚀,但在日常耕作管理中需注意对垄的修复保护。在整个侵蚀过程中3种耕作方式的径流损失及磷素流失均以地表损失为主,径流中磷素以可溶性磷流失为主。     

模拟降雨条件下黄棕壤坡耕地磷素流失规律研究

为揭示暴雨条件下磷素的流失规律,在湖北省香溪河流域选择具有代表性的黄棕壤坡耕地进行原位人工模拟降雨试验,研究磷素随地表径流和壤中流的流失特征.结果显示:次暴雨过程中产生两种径流形式(地表径流和壤中流),地表径流约占总径流的68.4％,壤中流约占31.6％;地表径流和壤中流磷素输出过程差异明显,地表径流中总磷(rP)和颗粒态磷(PP)变化过程较为一致,呈波浪式起伏无明显降低趋势,溶解态总磷(DP)和溶解态无机磷(DIP)在降雨初期浓度较高,之后随降雨持续迅速减小并逐步趋于稳定.壤中流中TP和PP在初期出现浓度峰值(6.44 mg·L-1 、5.87 mg·L-1),之后迅速减小并趋于稳定,DP和DIP则在降雨过程中均无明显变化,各形态磷素的平均浓度均超出水体富营养化的阈值;TP随径流的流失量为0.262 kg· hm-2,不同形态的磷素流失均以地表径流为主,贡献率均达72.7％以上,可见土壤对磷素具有较强的滤减作用.地表径流TP流失形态以PP为主,占总量的92.8％,壤中流中PP和DP所占的比例相当,无论在地表径流还是壤中流中,DIP的输出负荷均占DP的78.3％以上.降雨后总磷和速效磷沿剖面的养分含量均明显低于降雨前,表层养分含量的损失量最大,速效磷养分的损失比例比全量损失比例大.     

不同磷肥用量对玉米产量及磷素流失的影响

利用田间小区长期定位试验,研究不同磷肥用量对玉米地地表磷素径流损失、玉米产量及磷肥利用率的影响,研究结果表明,与常量过磷酸钙处理相比,过磷酸钙减量10%～30%可降低31.58%～39.47%的磷素地表径流损失量;磷素淋溶损失量减少了13.44%～42.73%;磷肥利用率分别提高了0.6,1.78和2.89个百分点,且磷素损失量随磷肥用量的减少而降低,磷肥利用率随磷肥用量的减少而不断提高。     

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.     

农业土壤磷素流失特征与防治对策

农业土壤磷素流失会对周边水质环境造成的一定的影响。本文对农业土壤磷素流失的现状进行分析,简单阐述磷素流失对水资源的影响,并且针对磷肥的使用、土壤自身的性质以及磷素的承运过程进行研究,目的是解析磷素流失的影响因素以及作用机理,并且从中分析出磷素流失对环境造成的危害。最后总结出,农业土壤的磷素流失影响因素有土壤性质、含磷元素程度、磷肥使用、农业耕作以及水文条件等。     

云南坡耕地红壤地表径流氮磷流失特征定位监测

目的开展玉米‖马铃薯接种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)的田间试验,为控制坡耕地水土及氮素流失、减轻农业面源污染和提高作物产量收益提供理论依据。方法研究不同处理T₁ (玉米‖马铃薯+接种AMF)、T₂ (玉米‖马铃薯+施用苯菌灵)、T₃ (玉米‖马铃薯)、T₄ (玉米单作)和T₅ (马铃薯单作)对坡耕地水土和氮素流失的影响。结果在作物整个生育期内的不同雨强下,间作处理的径流量和侵蚀量均低于单作处理,其中,T₁处理的径流总量和侵蚀总量最小,径流总量较T₂、T₃、T₄和T₅处理分别减少47.67%、22.52%、72.97%和77.23%,侵蚀总量分别减少65.20%、50.01%、77.10%和96.95%。T₁和T₃处理的氮素流失总量显著低于其他处理(P<0.05),T₁处理较T₂、T₃、T₄和T₅处理分别减少56.48%、21.45%、69.70%和70.66%。说明T₁处理对水土流失和氮素流失控制效果最好。结论玉米‖马铃薯间作体系接种AMF可以有效控制水土及氮素流失,为保持坡耕地水土及氮素资源提供新途径。     

施磷水田田表排水磷素流失特征及其机制研究

通过人工排灌手段模拟雨季条件下水田田表排水,研究了水田面施无机磷肥及有机无机磷肥配施48 h后、以间隔48 h连续进行4次人工排灌的磷素流失特征及其机制.结果表明:首次排水的磷素流失形态以可溶性磷为主,而其后多次排水的磷素流失形态主要为固相磷;面施磷肥时配施有机肥能显著提高后3次排水的田表磷素流失量与流失负荷,但对4次排水累计的磷素流失总量并没有影响,而以全磷表征的磷肥表观流失率为9%～16%.     

暴雨条件下紫色土区玉米季坡耕地氮素流失特征

【目的】研究暴雨条件下,川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期土壤侵蚀及氮素流失规律,为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨与径流小区相结合的方法,在玉米苗期（5月1日）,拔节期（5月26日）,抽雄期（6月27日）和成熟期（8月4日）进行模拟降雨,结合川中丘陵紫色土区夏季暴雨多的特点,开展降雨强度为1.5 mm·min^-1,坡度为15°条件下地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中氮素流失特征的研究。【结果】（1）玉米各生育时期地表径流产流率和产沙率总体表现为随降雨时间延长而呈增加的变化趋势,地表径流产流率和产沙率均表现苗期最高,抽雄期最低;壤中流产流率则表现为抽雄期最高,成熟期最低。（2）玉米各生育时期地表径流中总氮流失率随降雨时间延长而呈增加,在降雨36 min后基本趋于稳定,总氮和可溶性总氮流失率均在玉米苗期最大,平均值分别为5.24和4.74 mg·m^-2·min^-1;玉米全生育期地表径流中硝态氮流失率则在降雨30 min后基本稳定,铵态氮流失率呈现波动性,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为3.90和0.14 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期地表径流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与地表径流量呈现极显著线性关系。（3）壤中流中总氮流失率在玉米各生育时期随降雨时间延长缓慢增加,壤中流中可溶性总氮和硝态氮流失率在玉米苗期、拔节期和成熟期变化趋势与总氮一致,而铵态氮流失率在玉米全生育期呈现波动性;总氮,可溶性总氮,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为25.04、20.34、16.20和0.22 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期壤中流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与壤中流量呈现显著线性关系,且均在玉米拔节期表现为斜率最大。（4）玉米各生育时期侵蚀泥沙中氮素流失率均随降雨时间延长而增加,但在玉米苗期表现为增幅最大,平均值为0.92 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期,侵蚀泥沙中氮素流失量与侵蚀泥沙量呈现极显著线性关系。（5）地表径流中不同形态氮素流失量均在玉米苗期和拔节期最大,壤中流中总氮流失量则在玉米拔节期和抽雄期最大,侵蚀泥沙中氮素流失量在玉米苗期最大。壤中流为研究区坡耕地氮素流失的主要途径,占氮素流失总量的64.07%-83.39%。可溶性总氮为径流中氮素流失主要形态,以硝态氮为主要形态。【结论】1.5 mm·min^-1降雨强度下,地表径流和壤中流中总氮流失量分别在玉米苗期和拔节期最高,可溶性总氮和硝态氮流失量均在拔节期最高,存在水体富营养化潜在风险,控制苗期地表径流量和拔节期壤中流量可减少该区域氮素流失量。     

平衡施肥对紫色土坡耕地磷素径流流失的影响

通过对川中丘陵不同施肥试验田径流、泥沙和磷素流失的观测与测定分析,研究了暴雨下平衡施肥对紫色土坡耕地水土流失与土壤磷素随径流流失的特征。结果表明:相对于无肥区和单施氮肥区,平衡施肥试验田的泥沙量减少了60%～65%,径流量减少了28%～33%,表现出显著的水土保持作用;在作物不同生育期,土壤磷素随地表径流迁移的强度依次为:成熟期>拔节期>抽雄期;暴雨下地表径流磷含量呈现先升高后下降的变化趋势;颗粒态磷是径流磷的主要组成部分,占总磷迁移量的54%～79%,说明泥沙吸附态迁移是紫色土坡耕地的主要迁移形式;不同施肥处理的径流磷损失存在显著差异,平衡施肥处理的总磷流失减少了52%～61%;径流量、泥沙量与径流磷迁移量显著线性相关;作物生长情况显著影响土壤磷素流失,地上部分生物量与径流磷流失量呈明显负相关。为了防止紫色土磷流失而加剧农业非点源污染,应在该区坚持以氮、磷、钾为主的平衡施肥。     

四川紫色土坡耕地磷素渗漏迁移初探

通过对川中丘陵区冬小麦-夏玉米轮作条件下,玉米季不同施肥试验田渗漏水的观测与分析,研究了紫色土坡耕地在天然降雨时渗漏水的产流规律及土壤磷素的淋溶迁移特征。结果表明,渗漏水量与降雨量呈明显的指数关系,与雨强大小没有直接关系。暴雨下渗漏水中的DTP及PO34--P含量变化过程呈现明显的二次波峰规律。不同的施肥条件显著影响渗漏水的DTP含量,NP处理最高,DTP含量达到了0.047mg·L-1。PO43--P是DTP的主要组成形态,占了DTP的62%～85%。不同施肥处理渗漏水的DTP迁移总量为4.0～7.5g·hm-2。     

紫色土小流域种植模式对土壤氮素流失的影响初探

种植模式变化是农业非点源污染流域治理最佳管理措施的主要内容之一,以紫色土区徐家湾和桑树土典型农业小流域为例,初步探讨了套种和单作模式下自然降雨侵蚀过程次降雨土壤氮素的流失特征。结果表明,土壤硝态氮流失表现为套种与单作模式下的差异不显著,而铵态氮的流失受流域种植模式变化的影响强烈,套种模式下的平均流失浓度(0.453mg/L)明显大于单种模式下的(0.169mg/L)。套种模式应与流域土壤-作物系统的科学管理有机结合才能在提高土地生产力的同时有效地减控流域土壤氮素的非点源流失。     

不同施用方式下酸性土坡地污泥磷素随径流迁移的研究

采用野外原位模拟试验方法,研究了以撒施和穴施施用于酸性赤红壤坡地上的污泥磷在人工降雨条件下, 随径流的迁移情况.历时近一年的试验结果表明,穴施处理的磷素径流流失比撒施明显降低,而污泥撒施后24 h径流中TP、TDP和TPP浓度和流失量最高,其中TP浓度为8.94mg·L-1,TP流失量为167.4mg·m-2,占撒施TP累积流失量的65.2%,分别是穴施TP对应峰值的19倍和7倍,此后磷浓度和流失量逐渐降低,TP浓度和流失量最低值分别为0.50mg·L-1和4.0mg·m-2,为穴施最低值的1.9倍和1倍.TPP是TP流失的主要形式(>96%),各处理TP浓度和流失量随颗粒物浓度和流失量的增加而升高.撒施处理的升幅高于穴施和对照.     

紫色土坡耕地退耕还林对土壤N2O排放的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对紫色土坡耕地常规施肥处理(CL)、坡耕地不施肥处理(CL-CK)和退耕15、30年的桤柏混交林地(FL₁₅、 FL₃₀)的土壤N₂O排放通量进行为期1年的观测,同时测定土壤温度、土壤湿度、土壤无机氮含量等。结果表明,观测期内CL、CL-CK、FL₁₅与FL₃₀的N₂O平均释放速率分别是25.6、6.60、1.20、4.35 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,CL小麦季N₂O平均释放速率是18.0 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,玉米季35.2 μg N₂O-N·m^-2·h^-1,CL土壤N₂O排放速率显著高于CL-CK、FL₁₅和FL₃₀(P < 0.01),且CL-CK高于FL₁₅、FL₃₀(P < 0.01),FL₃₀高于FL₁₅(P < 0.01)。CL、CL-CK、FL₁₅和FL₃₀全年的N₂O排放量分别为1.01、0.400、0.050、0.310 kg N₂O-N·hm^-2。比较CL以及CL-CK的N₂O排放总量,停止施氮的措施对土壤N₂O排放的减排潜力达到0.610 kg N₂O-N·hm^-2。与CL-CK相比,FL₁₅、FL₃₀土壤N₂O释放量分别减少0.350、0.090 kg N₂O-N·hm^-2,主要原因是退耕后土壤碳氮比升高,土壤无机养分、温度以及湿度等发生变化。     

紫色土坡耕地硝态氮随壤中流迁移的时空分布模拟

通过建立紫色土坡耕地耕作层和非耕作层土壤养分淋失的二维对流-弥散模型,针对全层施肥和基穴施肥两种方式,数值模拟坡耕地硝态氮淋失的时空分布.模拟结果表明:紫色土的壤中流发生在土壤饱和后的降雨中后期;硝态氮淋失在降雨初期全层施肥表现为垂直下渗,基穴施肥表现为由基穴向周围扩散,在降雨后期两者的养分淋失情况相似,壤中流成为硝态氮淋失的主要方式,并且二者耕作层硝态氮淋失速度均大于非耕作层;在相同施肥量(150 kg·hm^-2)条件下,降雨结束后,全层施肥耕作层土壤硝态氮浓度处于0.110~0.160 kg·m^-3,基穴施肥的硝态氮浓度处于0.040~0.120 kg·m^-3,因而基穴施肥的养分淋失多于全层施肥.     

施肥对坡地土壤团聚体与磷素赋存形态的影响

紫色土为长江上游农耕区主要土壤,多分布在山地丘陵区,其耕层较薄(30～80 cm),土壤养分质量分数普遍偏低,作物养分利用率低,但目前国内外关于团聚体尺度耕作土壤的磷素分异与循环规律的研究较少.为深入了解紫色土坡耕地长期施肥过程中的磷素养分库容和供应机制,本研究基于2002年开始的长期施肥定位试验,分析研究了西南紫色土区玉米/小麦轮作制度不同施肥方式下土壤团聚体发育特征,并结合碳、氮转化过程探讨紫色土培肥过程中磷素赋存形态及转化规律.结果表明:长期有机无机配合施肥促进大团聚体的形成,不同施肥平均重量直径(MWD)依次为:OMNPKRSDNPKNPKCK;长期施肥均不同程度提高了各粒径土壤团聚体中有机碳、全氮、全磷、速效磷及各形态无机磷(Ex-P, Al-P, Ca-P, Or-P)质量分数,其中主要提高了较大团聚体(2,0.25～2 mm)中养分质量分数.无机肥配施粪肥处理提升有机碳和全氮的效果优于无机肥配施秸秆,而对全磷和速效磷提升效果则相反.长期有机无机配合施用可有效提高各粒径团聚体中Ex-P,Al-P,Ca-P和Or-P质量分数,并促进Al-P,Ca-P向大团聚体转移,提高了土壤对有效磷素的保持能力.有机质添加处理在提高土壤有机碳和有机磷质量分数的同时,也对土壤磷素转化、提高磷素有效性具有重要影响.