上海郊区旱作农田氮素流失研究

通过测坑和大田小区试验,研究了上海郊区旱作农田氮素降雨径流和降雨渗漏流失的特征、相关因素和流失负荷。结果表明:平水年重质土麦地总氮流失负荷为18. 38 kg·hm-2,其中降雨径流总氮流失负荷为4. 4kg·hm-2,渗漏为13. 98kg·hm-2;菜地总氮流失量为55. 65kg·hm-2,其中降雨径流总氮流失负荷为21. 6kg·hm-2,渗漏为34. 05kg·hm-2;旱田氮素流失以硝态氮为主,占总氮90%左右。施用有机肥可较大幅度地减少旱田的氮素渗漏流失。     

麦季施用不同尿素的氮排水和渗漏损失

在太湖地区乌栅土的稻麦轮作条件下,利用大型原状土柱渗漏液采集器(monolithlysimeter),比较不同尿素品种和施肥量(普通尿素150、300kg·hm-2和包膜尿素100、150kg·hm-2)处理对麦季土壤氮随径流和渗漏损失的影响。结果表明:施用的包膜尿素当季氮不易随排水流失,但可能增加下季氮流失的风险。两麦季排水溶解氮均以NO-3 N为主,达76.7%以上,NH+4 N比例很小;麦季排水氮输出量年际差异明显,降雨产生排水与施肥时间间隔的不同是造成排水氮输出量差异的关键因素;施肥后20d内发生排水易产生较多的氮排放。渗漏液硝态氮浓度(最高为8.12mg·L-1)均未超过饮用水NO-3 N含量标准,但均已超过水体富营养化标准;对照处理麦季渗漏液量显著高于施肥处理;在150kg·hm-2的施N量水平下,普通尿素或包膜尿素均未显著增加氮的渗漏,但过量施用普通尿素则加大氮渗漏的风险。     

太湖流域典型稻-麦轮作农田区氮素流失过程研究

太湖地区经济高度发达,劳动力紧缺,种植小麦(Triticum aestivum)经济效益不高,而且小麦-水稻(Oryza sativa)轮作中,麦季氮素淋洗损失高于稻季,为探讨和揭示太湖流域典型稻-麦轮作农田区氮素流失过程及平衡特征,选取典型太湖流域农田系统为研究对象,采用径流小区的研究方法,在太湖流域典型稻-麦轮作种植模式下,对太湖流域典型稻-麦轮作区进行连续3年(2007─2010年)原位监测,阐明了太湖流域典型稻麦轮作区氮素流失过程及其影响因素,分析了该区域氮素平衡特征,结果表明:大气氮干沉降量冬春季较多且分布较均匀;总氮(P0.001***)及铵态氮(P=0.02*)的大气湿沉降量和降雨量呈现极显著的相关性。地表径流中氮素的主要流失形态为可溶性氮素,同时,径流水量是引起氮素径流流失的主要驱动因子(P0.01)。雨水是驱动小麦季氮素下渗的唯一动力。铵态氮是氮素淋失的主要形态,在稻作期,铵态氮渗漏流失量约占总渗漏流失量的70%。太湖流域稻麦轮作区,各项氮素年平均流失去向分别为:作物收割290 kg·hm-2,占总输入量55.98%;反硝化流失130 kg·hm-2,占总输入量25.10%;径流流失59.5 kg·hm-2,占总输入量11.49%;氨气挥发22.28kg·hm-2,占总输入量4.30%;渗漏流失16.1 kg·hm-2,占总输入量3.11%。全年平均氮素流失总量为518 kg·hm-2,氮素的盈余量为91.9 kg·hm-2。该研究结果对于指导太湖农流域农田水肥管理,控制农业面源污染具有积极意义。     

宁夏引黄灌区稻田氮磷流失特征初探

在宁夏引黄灌区选择相对封闭灌排体系作为试验监测区,通过2年在作物灌溉期间对试验监测区的灌排水中氮磷的跟踪监测,研究了该区域氮、磷流失,分析了支渠灌溉水、支沟排水中的氮磷动态变化规律。研究表明：2006年种稻区的氮磷流失明显高于2007年的稻旱区,稻区氮的流失负荷15.2kg·hm-2,磷的流失负荷6.9kg·hm-2;稻区比稻旱区氮磷流失严重,稻区总氮变幅在0.32～8.22mg·L-1,总磷变幅在0.012～0.921mg·L-1,均超过水体富营养化指标;稻区支沟排水中氮磷组分变化与稻旱区一致,氮都是以硝态氮为主,磷以溶解性总磷和颗粒磷为主,支沟排水中的硝态氮动态变化与总氮变化一致,颗粒磷与总磷动态变化一致,均为前期颗粒磷含量较高,中后期较低,可溶性总磷与之相反;灌溉前期支沟排水中氮磷流失严重的几个时期,均是在各种作物施肥7～10d后,尤其氮、硝态氮流失严重,后期支沟排水中氮磷流失是由于传统的不合理的灌溉形成的地表径流,将灌溉水养分含量迁移到排水中,造成支沟排水氮磷流失加重。结合宁夏引黄灌区的自然条件、耕作方式等因素,综合分析了宁夏引黄灌区在作物灌溉期间非点源污染产生过程及污染特点,为该地区非点源污染管理和控制提供科学依据。     

太湖流域坡地茶园径流流失规律

在太湖流域坡地茶园进行小区试验,研究自然降雨条件下坡地茶园径流流失的基本规律.结果表明,在常规种植条件下,茶园的平均年径流水量为98.29 L·m-2,随径流流失的氮素量为11.685 kg·hm-2,其中硝态氮(N03--N)流失量为8.918 kg·hm-2,占总氮的76.320%;可溶性总磷(TDP)流失量为0.128 kg·hm-2,磷酸根(PO3-4)流失量为0.104 kg·hm-2,占磷总流失量的65.823%;径流携带泥沙量为181.13 kg.hm-2,其中泥沙携带氮为0.272 kg·hm-2,泥沙携带磷为0.030 kg·hm-2;氮、磷流失系数分别为1.008%和-0.087%,氮、磷肥流失率分别为5.686%和0.190%.说明试验区域坡地茶园径流量少,氮、磷流失较少,产生农业面源污染的风险较小.     

不同利用方式下黄壤旱坡地磷素状况及环境影响分析

通过对贵州黄壤进行采样以及采用无界径流小区法收集地表径流,探索不同利用方式下黄壤旱坡地磷素水平及其地表径流磷浓度的差异。结果表明,不同利用方式下黄壤旱坡地中全磷和有效磷(Olsen-P)含量的大小顺序为连作烟地>烤烟-玉米轮作地>连作玉米地>林地;CaCl_2浸提磷(土壤易解吸磷)和Na0H浸提磷(藻类可利用的土壤总磷)与土壤全磷和有效磷有显著的相关性;土壤富磷化的同时,其磷素的流失风险明显地提高。连作烟地地表径流总磷(TP)和磷酸根态磷(Ortho-P)浓度明显大于连作玉米地.而林地地表径流TP浓度明显小于旱地;黄壤旱坡地地表径流中TP和Ortho-P与土壤有效磷之间存在极显著的相关性(r为0.957、0.875),因而连作烟地磷素的环境影响潜能明显高于其它旱地以及林地。     

稻麦轮作田氮素径流流失特征初步研究

针对近年来氮素化肥施用量大而利用率较低现状，在江苏太湖地区设计田间试验，研究稻麦轮作田全年氮素流失特征。结果表明，在本试验条件下稻季和麦季径流中氮损失量相近，麦季略高，约占施氮量的2％左右。麦稻轮作田径流氮损失中氨态氮较少，以硝态氮和其他形态氮为主，其中氨态氮损失以稻季为主，硝态氮损失稻季和麦季相近，其他形态氮损失麦季较多。不同作物田径流氮组成存在差异，麦季径流氮以硝态氮和其他形态氮为主，氨态氮极少，而稻季在施肥后短时间内径流氮中氨态氮、硝态氮和其他形态氮大致相当，其他时间以硝态氮和其他形态氮为主。     

蔬菜地土壤磷提取及模拟径流中磷素潜在流失的影响

蔬菜地磷素流失是一种典型农业非点源污染类型。通过观测地表径流中溶解态反应磷(DRP)、生物可利用磷(BAP)可以监测土壤磷素流失程度。受到各种客观条件的限制,这两个指标比较难于获取,而土壤中的总磷(TP)、Olsen(OP)、Mehlich-1(M-1P)和水溶性磷(Pw)可以通过常规分析手段获取。本文选取27个典型蔬菜样地,分析测定各样地土壤中的总磷(TP)、Olsen(OP)、Mehlich-1(M-1P)和水溶性磷(Pw)四个磷提取变量,采用了经典方法计算土壤磷流失潜能指标——磷吸持饱和度(DPS)。同时采用模拟径流实验得出典型蔬菜样地地表径流样中溶解态反应磷(DRP)、生物可利用磷(BAP)。结果表明:M-1P、Pw与DPS呈极显著正相关,相关系数分别达到了0.85和0.74(p<0.01);而M-1P、Pw与DRP浓度相关系数(r2=0.843和0.786,p<0.01)大于TP、OP与DRP浓度的相关系数(r2=0.554和0.722,p<0.01)。结论认为,通过测定M-1P、Pw和计算DPS能比较准确、便捷地预测土壤径流磷素流失风险程度。     

秸秆还田对农田周年地表径流氮、磷、钾流失的影响

2009—2010年在大田试验条件下,小麦季和水稻季分别以扬麦16和运2645为供试材料,两季均设置常规处理（A）、秸秆还田（B）、秸秆还田减肥（C）、肥料运筹（D）和少免耕（E）5个处理组合。研究不同处理对稻麦两熟制农田周年地表径流氮、磷、钾流失的影响。结果表明：（1）稻麦两季农田共发生地表径流20次,总地表径流水量为6.4×106kg·hm-2;（2）秸秆还田能够显著降低稻麦两熟制农田周年地表径流氮、磷、钾流失量,不同处理周年地表径流总氮和钾的流失量由高到低均依次为少免耕、常规处理、肥料运筹、秸秆还田和秸秆还田减肥,不同处理周年地表径流总磷流失量由高到低依次为少免耕、肥料运筹、常规处理、秸秆还田和秸秆还田减肥,秸秆还田使稻麦两熟制农田地表径流氮、磷、钾流失量分别比常规处理下降7.7%、8.0%、6.8%;（3）水稻季农田地表径流总氮、总磷、钾流失量分别占稻麦两熟制周年总氮、总磷、钾流失量的61.5%、44.0%、73.3%;（4）秸秆还田使稻麦两熟制农田周年地表径流氮、磷、钾流失率显著降低;（5）秸秆还田使水稻成熟期土壤速效养分质量分数显著提高;（6）秸秆还田使稻麦两熟制农田周年作物产量比常规处理略有增加。     

太湖地区稻田氮素损失特征及环境效应分析

通过氮肥减量小区试验,研究了太湖地区稻田氮素径流损失、渗漏损失、氨挥发损失以及氨挥发通量的动态变化特征,阐述了氮素损失量、水稻产量与施氮量之间的关系。结果表明：稻季氮素径流损失和氨挥发损失均随施氮量的增加不断增加,而渗漏损失与施氮量没有显著相关性。综合整个稻季,氨挥发损失以分蘖肥期最高,基肥期次之,穗肥期最低。稻季氮素总损失为13.7～59.8 kg·hm-2,占总施氮量的16.5%～22.2%,且随施氮量的增加而不断增加,其中氨挥发损失占42.2%～72.0%,径流损失占22.2%～38.4%,渗漏损失占5.8%～22.7%。稻季181 kg·hm-2的氮肥用量,较常规施氮量减少了33%的氮肥,增加了10.3%的产量,降低了48.5%的氮素损失,较好地兼顾了粮食产量和环境效应;而对于重要环境区域或高污染区域,还可以尝试更低的氮肥投入,以达到更好的环境效益。     

P2P防污染机制的研究

文件污染是当前P2P文件共享系统普遍存在的问题,其中用户行为是导致污染的重要因素.在考察用户行为的基础上,建立了一个污染文件传播模型,描述了用户的污染意识、共享倾向等因素对污染传播的影响,并据此提出了相应的反污染机制.仿真实验表明,该机制能够有效地控制P2P文件共享系统中污染文件的传播.图6,表12.     

农业磷素流失途径及控制方法研究进展

综合评述了农业磷素面源污染产生的原因及其控制方法方面的国内外研究进展。在控制磷污染源方面要注意磷肥用量和磷肥有效性的提高,减少磷素在土壤中的积累;在控制磷素流失方面要针对磷素地表和土体内迁移流失采取有效措施,减少磷素对地表水和地下水污染。磷素污染的治理关键是切断磷源和流失途径的联系,根据磷污染源的等级划分因地制宜地采取治理措施;要将磷和氮综合治理,制定适合我国国情的BMP管理模式。     

P肥施入土壤后的变化进程及对P淋失的影响

对施入不同剂量P肥的稻田土壤进行培养,测定不同时期土壤O lsen-P和CaC l2-P含量变化。结果表明,在施P量为100~1 600 kg.hm-2条件下,200 d时不同处理土壤O lsen-P含量降低量均接近于施P后的50%,不同施P量下土壤对O lsen-P的固定量均接近50%,表明在本试验施P量范围内该土壤仍未达到P吸附饱和,土壤对O lsen-P的固定量与施P量近似呈正比;当施P量低时,CaC l2-P含量低,且变化不明显;当施P量高于400 kg.hm-2时,CaC l2-P含量迅速增高。随着施P量提高,进入土壤缓效P库的比例降低,而进入速效P库和可溶性P库的比例增加,土壤对P的固定能力也逐渐降低,产生P损失的可能性增加,易于导致面源污染。预测结果表明,该土壤发生P素地表径流损失及在亚表层径流中P浓度猛增的O lsen-P含量“转折点”为81.3 mg.kg-1,与其对应的施P量约为524 kg.hm-2。可见,该土壤施P量一旦高于500 kg.hm-2,通过各种途径产生P损失的可能性增加。     

芳香化合物羟基化酶研究进展

芳香族化合物的选择性羟基化是合成化学中最具挑战性的化学反应之一,特别是由于近年来羟基芳香族化合物在医学上作为前驱体使用,使其越来越受到重视.通过单一酶或者整个微生物细胞进行的生物催化氧传递,是完成芳香化合物选择性羟基化反应的一种有效方式,不仅在受污染环境的生物修复中作用重大,而且还可以替代并拓宽传统的化工合成工艺,广泛用于化工中间体的生产,这使得芳香化合物羟化酶成为重要的工业用酶之一.本文综述了芳香化合物羟基化酶的种类、作用机理及工业应用等方面的最新研究进展.图5表1参42     

磷水平对不同耐低磷水稻苗根系生长及氮、磷、钾吸收的影响

选取3个耐低磷水稻基因型99011、580和99112及1个磷敏感基因型99056为材料，采用营养液培养，比较了它们在不同磷水平下苗期根系的生长状况及对氮、磷、钾的吸收情况，结果表明，耐低磷基因型适应低磷的能力较强，它们具有较长的根系、较大的根体积和根干重，其中99011和580表现尤为突出，且它们的根系受磷水平变化的影响明显小于敏感基因型99056；0．081～0．161mmol／L的磷处理更有利于耐低磷基因型根系的发育，并且促进氮和钾的吸收，此时，植株能够吸收较正常磷处理更多的氮和钾；而磷敏感基因型99056吸收氮和钾的量随供磷水平的下降而减少，并且吸收磷的总量受磷水平变化的影响显著较3个耐低磷基因型大。     

Phosphorous cycling and biogeochemistry in a Venezuelan-flooded savanna

In 1970, a programme of land recuperation started in Venezuelan savannas, strongly affected by the seasonality of precipitation; therefore, a network of dykes has been built to alleviate the floods and retain water throughout the dry period. Under the dyked system, the environment has been altered, allowing a change in the herbaceous vegetation towards aquatic species and an increase in primary production. It is assumed that a considerable quantity of nutrients is lost from the ecosystem through the floodgates, a situation that could be worsened with the climate change. This contribution describes the atmospheric input and total output in stream run-off of phosphorous (P) in a flooded savanna. Internal pools of the biogeochemical cycle of P associated with terrestrial compartments are described. In the flooded savanna, a large amount of P is immobilised (29.6?kg?ha^?1) in their above ground biomass by grasses, and in soil microbial biomass. The P budget was nearly balanced, as measured losses were cancelled out by the inputs in rainfall. Soils act as a sink, retaining P coming either from precipitation or from desorption/mineralisation processes. That interruption can be maximised, and losses of P and other nutrients can be minimised with an adequate management of the floodgate.     

云南松根际与非根际磷酸酶活性与磷的有效性

通过对采集自滇中红壤区域的不同林龄云南松的根际与非根际土，以及不同磷补充量下根袋法培养的距云南松幼苗不同距离土壤的磷酸酶和有效磷的测定，探讨了根际与非根际土的磷酸酶变化及其与有效磷之间的关系。云南松根际及非根际都含有大量的磷酸酶，且这些磷酸酶的活性在根际土中较高。酸性磷酸酶是云南松土壤中的主要酶类，中性磷酸酶次之。培养实验结果显示，无论是根际土、近根际土还是远根际土，外界补充的磷量越低，其酸性和中性磷酸酶的活性越高，反映出磷饥饿对磷酸酶的诱导。但磷酸酶的变化同土壤有效磷的相关性不显著。因而酶数量增加不是云南松对磷饥饿的唯一适应性机制，它的变化或许只是磷胁迫下的一种症状。     

磷肥和黑麦草结合修复铅污染贫磷潮土的研究（Remediation of Lead Polluted Chaotu Soil with Low Phosphorus Availability by Phosphorus Fertilizer Amendment and Ryegrass）

在Pb污染土壤中施用磷肥是降低Pb有效性的有效方法.在低磷或高Pb胁迫下,植物根际的一系列变化将促进植物对磷的吸收或对Pb毒性的降低,但低磷胁迫下植物对土壤Pb有效性的影响研究不多.为探讨Pb污染低磷土壤上施用磷肥对Pb有效性、植物吸收Pb的影响及黑麦草(LoliumperenneL.)对土壤Pb有效性的影响,设置0、500和1000mg·kg-13个Pb用量和0、2729mg·kg-1两个普通过磷酸钙磷肥用量,种植黑麦草,0和1000mg·kg-1Pb下设置不种植植物的对照的盆栽试验,植物生长48d后收获,测定植物地上部和根系产量、长度、Pb浓度及土壤DTPA-Pb含量.结果表明,施用磷肥后植物产量和地上部长度增加、根冠比、根系长度和Pb浓度减小,500mg·kg-1Pb用量时,未施用磷肥和施用磷肥时植物产量分别为0.37和1.70g·pot-1,1000mg·kg-1Pb用量时这两个数值分别为0.24和1.50g·pot-1,500mg·kg-1Pb用量时,植物产量与未施Pb处理(产量为0.75g·pot-1)差异显著(p<0.05);施用磷肥后,地上部吸收的Pb的比例和植物体吸收的Pb数量均增加.1000mg·kg-1Pb用量下,植物产量、地上部长度均小于500mg·kg-1Pb用量处理时的水平,而土壤DTPA-Pb浓度、植物Pb浓度、Pb吸收量均大于500mg·kg-1Pb处理,表明2729mg·kg-1普通过磷酸钙用量并不能完全抵消1000mg·kg-1Pb对植物生长的抑制作用.施用磷肥降低了土壤DTPA-Pb含量,但500mg·kg-1Pb用量时降低效果不显著(p>0.05).0mg·kg-1Pb用量下,种植植物的处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物处理高54.3%;1000mg·kg-1Pb处理时,种植植物处理土壤DTPA-Pb含量比未种植植物平均低18.5%.以上结果表明,在0mg·kg-1Pb用量下,植物生长受到了一定程度的磷胁迫.在磷胁迫下,种植植物提高了土壤Pb有效性,而在1000mg·kg-1Pb用量下,不管是否施用磷肥,种植植物均降低了土壤Pb有效性.本研究结果表明,在低磷和高Pb胁迫下,施用水溶性磷肥可降低土壤Pb有效性,促进黑麦草生长,促进Pb向植物地上部转移;在低磷胁迫且无Pb污染条件下,黑麦草对土壤Pb的有效性表现为促进;在高Pb胁迫下,不管是否施用磷肥,黑麦草均可降低土壤Pb有效性.     

Modeling forest floor contribution to phosphorus supply to maritime pine seedlings in two-layered forest soils

The quantitative contribution of the forest floor to P nutrition of maritime pine seedlings was experimentally determined by Jonard et al. (2009) in a greenhouse experiment using the radio-isotopic labeling. To extend the results of the experiment on a known mineral soil, a modeling approach was developed to predict P uptake of maritime pine seedlings growing in a mineral soil covered with a forest floor layer. The classical nutrient uptake model based on the diffusion/mass-flow theory was extended to take into account mineralization of P in dead organic matter, microbial P immobilization and re-mineralization and P leaching. In addition, the buffer power characterizing the P retention properties of the mineral soil was allowed to vary with time and with the P-ion concentration in solution. To account for increasing root competition with time, a moving boundary approach was implemented. According to the model, the forest floor contributed most of the P supply to the seedlings (99.3% after 130 days). Predicted P uptake was consistent with observed P uptake and modeling efficiency was 0.97. The uptake model was then used to evaluate the impact of the P retention properties of the mineral soil on the contribution of the forest floor to P uptake. Simulations showed that the contribution of the forest floor was much lower in the quasi non-reactive soil (45.7%) but rapidly increased with soil P reactivity.     

Assessing the P fractionation in a tropical river-estuarine system of South India

Seasonal variations in dissolved and particulate P forms were assessed in the estuarine system of Chalakudy River, Kerala, South India – a tropical river having substantial relics of riparian vegetation. The contribution of the reactive P form extended to 84–96% compared with the residual fraction. Geographical and human activities have had effects on the phosphorus-loading capacity at various locations, which reveal pronounced variability in P distribution. Not all forms of phosphate in suspended particulate matter are likely to be released, and thus the nature of the P forms within the stock is a sensitive factor that can be utilised. Ca-bound P in suspensates increases to a highly significant level in the estuarine area, whereas Fe/Al-bound P predominates at the riverine and catchment areas during both the monsoon and non-monsoon seasons. Thus, calcium compounds determine the availability of P in the alkaline estuarine environment, whereas in the riverine environment, Al and Fe control P solubility. The comparatively low P load in upstream waters indicates that, under ambient situations, vegetative riparian zones can be very important P filters.