基于工程措施的喀斯特落水洞土壤及养分流失阻控效果

为揭示前期研发的阻控工程措施对喀斯特峰丛洼地土壤及养分流失的阻控效果,采用室内模拟和原位监测,采集暴雨后经阻控和未阻控的水流样品,分析样品中土壤、总养分及溶解性养分含量变化。结果表明,室内模拟暴雨条件下,生物质炭对土壤和养分流失的阻控效果表现为前期好于后期,且阻控效果与过滤材料粒径相关,以40目效果好于20目。其中,在暴雨初期(0 h),40目生物质炭对总氮、总磷、总钾流失的阻控率分别为31.9%、35.9%和37.2%,显著高于20目生物质炭对相应养分的阻控率(19.1%、16.6%和18.4%)。原位条件下,暴雨后24 h内工程措施(使用混合过滤材料)对总氮、总磷和总钾的阻控率分别达40.0%、92.3%和62.6%,对硝态氮、磷酸盐流失的阻控率分别为35.3%和12.5%,对其它有效态养分流失的阻控效果不明显(0.66%～3.70%)。总体上,采用工程措施对于暴雨后经喀斯特峰丛洼地落水洞流失土壤及总养分的阻控效果明显,但对水溶态养分的阻控效果有限。     

坡耕地氮磷流失阻控设计研究

为研究坡耕地水土流失机制,明确田间坡面径流量、速度与土壤养分携带、颗粒流动间的关系,指导田间坡面和网草护坡氮磷流失阻控优化设计。本文引入城镇及建筑排水、水力学、土壤学的基本原理,导出气候、地形、土壤、种植模式与田间颗粒流失间的关系,阐述了田间坡面径流计算方法,研究田间坡面水土流失特征与土壤颗粒及氮、磷流失的关系,分析水、土、植物间的协同阻控土肥流失平衡体系各因子间的关系;提出了坡耕地和网草护坡田间土壤氮、磷流失阻控的设计模式,确定田间土壤入渗、颗粒粒径与坡面地表径流洪峰的数理关系,建立坡面径流与土壤颗粒移动平衡等方面的理论计算模型和方法;揭示了土壤糙率、网草糙率、植株密度与流速、总水头损失的间理论关系,析出减少田间氮磷流失的最优植株密度耕作模式,阐明有效阻控田间氮磷流失工程上的有效构造。     

长湖流域农田地表径流氮磷流失特征分析——以荆州市沙市区为例

为明确长湖流域农田地表径流氮磷流失特征,了解高风险种植模式,以荆州市沙市区为例,采用流失系数法和遥感数据分析相结合进行了研究。结果表明,研究区7个乡镇农场农田地表径流氮、磷总流失量分别为539 023、19 850 kg,其中岑河镇最高,分别占沙市区氮、磷流失总量的45%、43%;沙市农场氮流失强度最高,立新乡磷流失强度最高。全区当季施肥造成的氮、磷流失分别占农田流失总量的28%、23%。15种种植模式中,氮、磷流失最大的模式分别为平地-旱地-大田、平地-水田,分别占农田流失总量的44%、46%。3种坡度中,平地的农田地表径流氮、磷流失量最大,分别占农田流失总量的91%、89%,陡坡地最小。4种土地利用类型中,旱地的农田地表径流氮、磷流失量分别占农田流失总量的49%、36%,水田分别占农田氮、磷流失总量的44%、53%。沙市农场和立新乡分别是氮、磷流失高风险区,平地-旱地-大田、平地-水田分别是氮、磷流失高风险种植模式。     

北京市密云水库流域农田养分流失特征分析

农田非点源污染已经成为水体污染中最大的问题之一,严重威胁到人们的生产和生活。因此,研究农田,特别是水源地的养分流失特征对于当地的农业生产和管理具有重要意义。本文采用对照试验方法,分析了常规(施肥)处理小区和对照(不施肥)处理小区的氮、磷流失差异,结果表明化肥的施用使得农田养分流失增加。常规小区的总氮和总磷含量及单位面积流失负荷均显著高于对照处理小区,并且无机态养分所占的比例较高。但要从根本上管理农田养分流失问题,则需要从养分流失的形态特征、时间特征和路径特征3个方面加强研究,实现科学有效管理。     

基于GIS和地统计学的农田土壤养分空间变异性研究

为了使贵州省地区级农业部门能够充分了解土壤养分的空间分布特性,深入地了解农田土壤养分状况,从而为其科学施肥、养分的分区管理和有效控制农田养分流失提供一定的理论和科学依据,以贵州省黔东南州黄平县为研究区域,运用地统计学结合GIS方法,针对土壤养分中全氮、有机质、速效钾和速效磷4种养分要素,对研究区内农田土壤养分空间变异特征进行研究,并通过分析得出了该县以上4种土壤养分的空间分布规律和丰缺状况.     

贵州省金沙县土壤养分空间变异特性研究

本文以贵州省金沙县马路、太平、箐门、平坝、西洛、城关、禹漠、安底、后山等乡镇为例进行研究,测定连续几年内各地pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、缓效钾、全氮等养分指标来了解金沙县的土壤养分空间变异特性,为当地科学施肥,实行养分的分区管理和有效控制农田养分流失提供一定理论和科学依据。     

非粮化整治农田施肥推荐系统开发及应用

【目的】 数字化技术促进了农业信息化的快速发展，农田非粮化现象日益普遍，对于非粮化整治后的农田，合适的施肥推荐系统可为种植大户提供便捷、可视化及轻简化的施肥推荐，有利于因地制宜地开展精准施肥推荐。【方法】 文章以数字技术为支撑，结合空间、土壤要素等信息，构建了非粮化农田的施肥分区和施肥推荐方案，结合非粮化农田土壤养分的基础状况和水稻种植的养分需求，定制研发了面向镇村筛选和高清影像的非粮化农田施肥咨询服务系统。【结果】 该系统主要功能为地图操作浏览、非粮化地块可视化、施肥推荐三部分。该研究区施肥分区可以分为“控氮—控磷—控钾”“控氮—控磷—稳钾”“控氮—稳磷—控钾”“控氮—稳磷—稳钾”和“稳氮—控磷—控钾”五大类。施肥推荐功能可以根据施肥分区提供非粮化地块水稻（单季稻、早稻和连作晚稻）施肥方案，并进行田块点触式施肥咨询服务。【结论】 该施肥推荐系统，是一个通用性和适用性好的智慧施肥移动应用平台，极大便利了非粮化农田种植用户的施肥推荐应用技术的落地应用。这种施肥系统模式可以推广到其他地区和类型农田开展精细化施肥推荐应用。     

面源氮磷流失生态拦截工程设计及应用成效

农业面源的氮、磷流失是造成农田水体富营养化的重要原因之一,农田水的氮、磷含量影响着农业生产的发展。本文介绍了氮、磷生态拦截研究现状以及苏州市农田面源氮、磷流失生态拦截工程的工程建设和植物管理,总结生态拦截工程的优点及成效,以期为环境、农业的可持续发展提供科学参考。     

太湖地区稻麦轮作农田有机和常规种植模式下氮磷径流流失特征研究

为探究不同种植模式对氮磷流失的影响,采用田间径流池法,在太湖地区稻麦轮作系统中,通过连续两年田间试验,研究比较了等氮投入条件下常规种植和有机种植模式农田径流水中氮、磷浓度特征,以及径流氮、磷流失量、流失系数。结果表明,稻季和麦季农田径流中总氮、可溶性氮、铵态氮和硝态氮平均浓度和总氮流失量均表现为:常规种植有机种植对照。与常规种植相比,有机种植模式能够有效减少稻麦轮作农田中氮的径流流失,且对麦季氮素径流流失的减少效果优于稻季;尽管有机种植模式下磷流失系数低于常规种植,但有机肥投入携带的高磷量会增加农田磷素径流流失量。     

平湖市耕地地力现状及近期变化特征

研究表明,近年来浙江省平湖市耕地土壤pH向中性演变,有效钾呈增加趋势,而有机质、全氮和有效磷均有明显的下降."控磷减氮增钾"实践降低了高磷、高N耕地土壤的比例,增加了中量有效钾土壤的比例,土壤养分向合理化方向发展.标准农田建设中挖、填土方法不合理,把原农田表土翻入地表以下,使部分农田有机质、全N和有效磷呈显著下降趋势.     

模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

冀南地区农田氮磷流失模拟降雨试验研究

农田氮磷养分流失是我国农业面源污染的主要污染源,为了研究冀南地区农田氮磷流失特征,本文采用人工模拟降雨大田试验的方法,测定施肥前后裸地农田地表径流与壤中流氮磷流失量,分析径流中不同形态氮磷的流失规律。结果表明:地表径流与壤中流的产流存在明显差异,地表径流产流过程波动明显,壤中流流量变化较为平缓并具有一定的滞后性,且在总径流量中的比例较小,两次试验分别占9.0%与13.1%;径流中氮素浓度在产流初期较高,随后迅速衰减,产流后0～35 min是累积氮流失量较快的时段;产流中可溶性氮的输出以硝氮为主,占累积流失量的71.0%～99.7%,且硝氮的流失极易受水文因素的影响;磷元素在径流中的含量较低,多以颗粒态存在,并且随着产流时间的延长,壤中流逐渐成为磷流失的主要途径;累积产流量与累积氮、磷流失量之间可分别用线性拟合与幂函数拟合,拟合优度分别在0.99与0.97以上,存在显著相关关系。研究结果表明,冀南地区农田在降雨之后氮磷流失量巨大且呈现一定规律性,适宜氮肥施用量与控制产流前期养分流失是防控当地农业非点源污染的有效途径。     

农田施用水葫芦对水稻产量、养分吸收及土壤肥力的影响

粳稻品种武运粳23号种植于大田,对农田进行了施用水葫芦(将晒干的水葫芦按4500 kg/hm2施入农田)和不施用水葫芦处理,施氮量为120、240 kg/hm2等处理.结果表明:施用水葫芦使水稻产量显著提高;施用水葫芦使水稻成熟期氮、磷、钾的吸收量均极显著高于对照;在水稻抽穗期和成熟期,农田施用水葫芦使稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量均极显著高于对照;增施氮肥,使水稻成熟期氮、磷、钾的吸收量及稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量都显著或极显著提高,农田施用水葫芦与施氮处理的互作效应对水稻成熟期氮、磷、钾吸收量及稻田土壤速效氮、速效磷、速效钾等养分物质含量的影响未达到显著水平.农田施用水葫芦显著提高水稻抽穗期和成熟期稻田土壤速效养分物质含量是水稻产量和成熟期养分物质吸收量显著提高的重要原因.     

丹江口库区坡耕地玉米间作模式经济与环境效益分析

2013—2015年连续3年采用田间小区试验,研究了自然降雨条件下玉米(Zea mays L.)单作、玉米间作白芷(Angelica dahurica)、玉米间作甘薯[Dioscorea esculenta(Lour.)Burkill]对丹江口库区坡耕地地表氮、磷养分流失的影响,并进行了经济效益分析。结果表明,玉米间作模式对坡耕地地表氮、磷有显著的阻控作用,并可有效降低水土流失。与玉米单作相比,玉米间作白芷和玉米间作甘薯的径流总氮年均流失量分别减少了32.09%和20.37%,径流总磷年均流失量分别减少了32.08%和18.40%,泥沙流失量分别减少了9.18%和11.05%。玉米间作白芷经济效益最高,其次是玉米间作甘薯,分别是玉米单作的4.24和2.73倍。从农田氮、磷面源污染控制和经济效益综合分析,玉米间作白芷模式是丹江口库区较合理的生态种植模式,可进一步推广应用。     

胶体磷在3种类型土壤中的迁移阻滞

农田中磷素的流失是水体富营养化的重要原因之一,而胶体又是磷素从土壤向河流等水体转移的重要形式,因此,阻止胶体磷从土壤向水体流失对控制水体富营养化至关重要。本研究通过动态土柱法测定胶体磷在水稻土、菜地土与茶园土中的阻滞系数,从而研究不同质地土壤对胶体磷流失的影响,并通过向土壤中加入不同量(0%、0.05%和0.1%)的聚丙烯酰胺(polyacrylamide, PAM)研究其对胶体磷的阻控效果。结果表明:在未施加PAM的对照组中,砂粒含量最高的菜地土对胶体磷的阻滞效果最小,阻滞系数只有6.397,而砂粒含量最少的稻田土对胶体磷的阻控效果最佳,阻滞系数为9.915;实验组与对照组相比,在菜地土、茶园土和稻田土3种供试土壤中分别施加0.05%和0.1%的PAM后,土壤对胶体磷的阻滞系数分别增大了58.3%、46.8%、26.5%和87.7%、67.1%、60.4%。这表明PAM可以显著增加土壤对胶体磷的阻滞系数,具有显著的胶体磷阻控效果。     

水肥综合管理对减少滇池北岸韭菜地氮磷流失的研究

农田氮、磷随地表径流向水体迁移,不仅造成化肥利用率降低,农业生产成本上升,还对水环境造成污染,引起水体富营养化.针对滇池流域规模化韭菜生产施肥量大,农业面源污染严重等问题,采用田间试验,结合自然降雨与人工模拟降雨,研究了不同施肥及田间沟渠利用方式下农田氮、磷的流失风险.结果表明,相对于化肥表施,合理的有机-无机肥料配合施用以及化肥深施,可分别降低地表径流中总氮和总磷平均浓度53%和39%.施肥后1周为氮、磷流失的高风险期,随后其风险随时间延长而降低;通过小区间沟渠的改造,提高排水溢流口高度,控制径流在沟渠内滞留时间以及采用农田养分循环利用的回灌技术,可减少农田向环境水体输出总径流量的76%以上,并同时提高了肥料利用率.     

大兴安岭南麓农田土壤速效养分空间异质性分析

以大兴安岭南麓阿荣旗全境农田土壤为研究对象,采用经典统计学对其土壤养分进行系统分析,探索大兴安岭南麓农田耕层土壤速效养分空间异质性。结果表明,土壤pH均值为6.02,总体呈弱酸性,适宜作物生长,变异度为2.06%～6.27%,为弱变异度;土壤速效钾均值为267.86mg/kg,总体含量很丰富;土壤速效磷、碱解氮的含量均值为4.83、24.13mg/kg,总体含量均很缺乏。速效钾、速效磷、碱解氮变异度均在10%～100%,为中等变异程度。在一定程度上,阿荣旗农田土壤各样点均存在显著的空间异质性。速效磷、碱解氮含量很缺。该研究为合理优化施肥方案、改善耕作方式、提高速效磷和碱解氮的积累、实现阿荣旗农田土壤养分平衡、提升地力提供科学依据,为构建大兴安岭南麓耕地地力评价体系提供技术支撑。     

宁夏农林科学院农业资源与环境研究所“宁夏引黄灌区农业面源污染阻控技术研究与示范”项目荣获宁夏科技进步二等奖

<正>日前,由宁夏农林科学院农业资源与环境研究所承担的"宁夏引黄灌区农业面源污染阻控技术研究与示范"项目荣获2015年度宁夏科技进步二等奖。该项目主要取得了以下研究成果:(1)通过同位素标记和定位监测,阐明灌区典型作物农田退水过程中氮磷运移定量化特征,确定了农田尺度不同种植模式产排污系数,建立起灌区农业退水污染运移与污染负荷的基础数据库。(2)以农田减氮控磷和缓/控释生态施肥技术为核心,构建起主要作物减氮控磷清洁化生产关键技术模式5套,在国内率先研究建立起基于缓/控释肥料和环境友好的作物农机     

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...     

山西省主要农田土壤速效养分状况与分布

利用在山西省采集的75个典型农田剖面数据,系统分析了山西省农田土壤速效养分状况与分布规律,研究结果表明,2007年山西省主要农田耕层土壤速效磷、速效钾和碱解氮平均含量为14.15,141.80,63.29 mg/kg,山西省整体速效磷和速效钾含量较丰富,碱解氮含量处于中等水平。不同的速效养分空间分布格局不同,土壤速效磷具有从南向北、从西北至东南逐渐降低的趋势;土壤速效钾分布总体呈现从南向北降低的趋势;土壤碱解氮则呈现自东南向西北、自南向北依次降低的趋势。农田土壤速效养分的空间分布特征为农田管理提供了理论依据。