施肥对华北高产区土壤NO-3-N淋失与作物NO-3-N含量及产量的影响

利用4a的平衡施肥定位试验，研究太行山山前平原高产区冬小麦、夏玉米轮作制度下施肥对潮褐土中硝态氮的分布、移动、积累、植株吸收以及作物产量的影响。结果表明，土壤剖面中硝态氮含量与施肥量直接相关，过量施用氮肥使硝态氮在土壤中大量积累并向下层快速移动；氮磷对作物的养分供应存在着既相互促进又相互竞争的关系，施用适量磷肥可以促进小麦、玉米对氮素的吸收，提高作物产量，减少氮素在土壤中积累和淋失，但施磷量太高，由于氮磷之间的竞争作用，作物吸氮量反而下降，从而导致土壤中硝态氮的积累和淋失加剧，施用钾肥抑制了土壤硝态氮积累，促进了两季作物植株对氮素的吸收，从减少土壤硝态氮积累和淋失的角度，提出该区合理的施肥配比为组合N2P2K2，即ρA(N)=200kg hm^-2，ρA(P)=32．5kg hm^-2，ρA(K)=150kg hm^-2。图6参13。     

灌淤土施氮后土壤硝态氮的动态变化

通过室内模拟试验，探讨不同水分条件下灌淤土施用不同氮肥后硝态氮随时间的变化规律，并在田间条件下，测定不同氮肥形态和数量对土壤硝态氮含量的影响。灌淤土施氮后土壤硝态氮含量变化与土壤含水量及氮肥种类有关。施肥9d后，土壤中的硝态氮迅速增加；土壤水分低于田间持水量的50％或水分过饱和都明显影响灌淤土的硝化作用；施用大颗粒尿素产生的硝态氮最少，淋失或流失的几率小。灌淤土土体中硝态氮的残留与施氮种类及数量有直接关系。施肥使土壤表层硝态氮显著增加，施用大颗粒尿素尤为突出，但施大颗粒尿素后，60cm土体中残留的硝态氮总量最少。随着施氮量增加，表层土体中硝态氮含量增加。合理的施肥水平一般不会造成硝态氮的大量累积，而过量施氮则导致硝态氮明显积累，对通气透水性好的灌淤土，容易造成硝态氮淋失。     

包膜控释和常用氮肥氮素淋溶特征及其对土水质量的影响

大量施用氮素化肥所引起的氮素损失和环境污染正日益受到重视。通过土柱模拟氮素养分的淋洗试验,探讨包膜控释氮肥和常用氮肥的氮素淋失特点及其对土壤和地下水质量的影响。研究结果表明,不同氮肥施入土壤后氮素的淋失率有着显著的差异,其中硝酸钾中氮素淋失率最高,其次为尿素,硫酸铵和碳铵的氮素淋失量明显较小。然而控释氮肥因其控制释放的特点,在氮素释放的高峰期,其模拟淋失量较高,但如果在田间条件下此释放高峰期与作物吸肥高峰期相吻合,则会显著地降低其淋失率。除尿素外,被淋失的氮素均以硝态氮为主,尿素则以酰胺分子态被淋溶。大量速效化肥的施入会形成土壤中的肥料"微域点",引起交换性Ca2+、Mg2+离子的淋失,从长远来看可引起土壤结构的破坏,而施用控释肥则很少形成这种"微域点",有利于土壤结构和肥力的维持。不同氮肥处理淋洗后对土壤pH值和有效氮含量变化的影响差异较大,其中以控释肥对土壤pH值变化的影响较小。大多数氮肥处理在淋洗后,土壤中各层速效氮含量较淋洗前有所降低,然而两种控释氮肥处理的土壤表层却能持续保持较高的有效氮含量。     

灌淤土施氮后土壤硝态氮的动态变化

通过室内模拟试验,探讨不同水分条件下灌淤土施用不同氮肥后硝态氮随时间的变化规律,并在田间条件下,测定不同氮肥形态和数量对土壤硝态氮含量的影响。灌淤土施氮后土壤硝态氮含量变化与土壤含水量及氮肥种类有关。施肥9d后,土壤中的硝态氮迅速增加;土壤水分低于田间持水量的50%或水分过饱和都明显影响灌淤土的硝化作用;施用大颗粒尿素产生的硝态氮最少,淋失或流失的几率小。灌淤土土体中硝态氮的残留与施氮种类及数量有直接关系。施肥使土壤表层硝态氮显著增加,施用大颗粒尿素尤为突出,但施大颗粒尿素后,60cm土体中残留的硝态氮总量最少。随着施氮量增加,表层土体中硝态氮含量增加。合理的施肥水平一般不会造成硝态氮的大量累积,而过量施氮则导致硝态氮明显积累,对通气透水性好的灌淤土,容易造成硝态氮淋失。     

应用HYDRUS-1D模型模拟农田土壤水渗漏及硝态氮淋失特征

在定位试验基础上,应用HYDRUS-1D模型对黄淮海平原典型土壤(黄潮土)中土壤水渗漏及硝态氮淋失动态进行了模拟分析。结果表明:在传统水氮管理模式下,黄潮土2m土体深处的土壤水渗漏和硝态氮淋失非常严重,2个轮作期内,土壤水渗漏总量占地表总入水量的23.7%,硝态氮淋失总量占总输入N量的15.9%,冬小麦生长季的硝态氮淋失量大于夏玉米生长季;改良灌溉和改良施肥模式下产生的硝态氮淋失量比传统灌溉和传统施肥模式减少74.7%,节约灌溉水211.5mm、节省施N423.5kg·hm-2。     

应用GLEAMS模型评估我国东南地区农业小流域硝态氮的渗漏淋失

应用GLEAMS模型估算我国东南亚热带地区农业小流域硝态氮的渗漏淋失.在五川流域8种不同土地利用方式的农田中埋设渗漏监测装置,每月采集水样分析硝态氮含量.用2002年4-12月作物生长季节的实测数据进行模型校验的结果表明,模型对水稻田除外的其他土地利用方式下硝态氮渗漏淋失模拟效果较好.五川流域2002年硝态氮淋失模拟计算结果表明,不同土地利用方式下硝态氮淋失时空差异显著,全年渗漏量(以氮计)为4.64～38.39 kg·hm-2,流域面积加权平均为29.99 kg·hm-2.甘蔗地、香蕉地和蔬菜地的年硝态氮渗漏量最高,渗漏峰值一般出现在7-8月.降雨、土地利用和化肥施用等人类活动是影响硝态氮渗漏淋失的主要因素.     

应用GLEAMS模型评估我国东南地区农业小流域硝态氦的渗漏淋失

应用GLEAMS模型估算我国东南亚热带地区农业小流域硝态氮的渗漏淋失。在五川流域8种不同土地利用方式的农田中埋设渗漏监测装置，每月采集水样分析硝态氮含量。用2002年4—12月作物生长季节的实测数据进行模型校验的结果表明，模型对水稻田除外的其他土地利用方式下硝态氮渗漏淋失模拟效果较好。五川流域2002年硝态氮淋失模拟计算结果表明，不同土地利用方式下硝态氮淋失时空差异显著，全年渗漏量（以氮计）为4．64～38．39kg·hm^-2，流域面积加权平均为29．99kg·hm^-2。甘蔗地、香蕉地和蔬菜地的年硝态氮渗漏量最高。渗漏峰值一般出现在7—8月。降雨、土地利用和化肥施用等人类活动是影响硝态氮渗漏淋失的主要因素。     

地下水中铵态氮的迁移转化过程

铵态氮进入地下水的主要途径是土壤淋失,通过室内土柱淋滤实验研究铵态氮在土壤中的迁移转化过程,测定不同时间和不同深度土壤中铵态氮及其转化物硝态氮和亚硝态氮的浓度变化,分析了影响铵态氮迁移转化的因素。实验表明：在土壤饱和、持续淋滤条件下,土柱中随采样深度的增加,铵态氮穿透时间延长,依次滞后;通过硝化能力分析,土柱上层发生了轻微的硝化反应,土柱底部发生了反硝化反应,导致硝态氮的浓度衰减。研究认为在铵态氮的迁移转化过程中,当入渗铵态氮浓度较低时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是土壤对铵态氮的吸附;当入渗铵态氮浓度较大时,影响铵态氮迁移转化的显著因素是生物作用导致的铵态氮的硝化,以及土壤的渗透系数、弥散度等因素。     

秸秆与氰胺化钙调控技术对温室黄瓜生长及氮素残留的影响

温室蔬菜生产中普遍存在着土壤硝态氮积累及地下水硝酸盐污染问题,合理调控氮素是减少氮素淋洗的重要措施之一。文章在京郊温室栽培条件下,以农户的习惯施肥措施为对照,在菜田夏季休闲期间施用秸秆-氰胺化钙并结合作物后期的氮素追施调控技术对秋冬茬黄瓜的生长及土壤硝态氮残留进行研究。结果表明:与当地农户的习惯施肥措施相比,采用秸秆-氰胺化钙综合调控技术显著提高黄瓜的产量,增产率达到20%;显著减少氮素追施数量,并具有最低的根层土壤无机氮(Nmin)含量;收获时该处理的土壤剖面(30～180cm)中硝态氮的积累量比农户习惯施肥降低388kg·hm-2,其中最明显的差异出现在30～90cm土层。表明采用秸秆-氰胺化钙综合调控措施通过土壤氮素形态的调控,明显减轻黄瓜生长季节期间的硝态氮淋洗的风险。     

典型红壤区不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素

土壤氮素迁移规律是农业面源污染研究的重要内容,探讨不同土地利用方式下氮素垂直分布及其影响因素对氮迁移规律研究具有重要意义。在亚热带典型红壤丘陵区利用动力土柱机采集了38个稻田、林地和茶园的1 m深原状土柱,分0～20、20～30、40～50和70～80 cm 4层并间隔5 cm取样分别测定铵态氮、硝态氮和全氮以及其他土壤属性,研究氮素垂直分布对土地利用方式的响应及其影响因素。结果显示:(1)稻田上述4层土壤全氮含量显著高于林地和茶园(P0. 05),土壤铵态氮含量在各土地利用方式间差异不显著。就表层(0～20 cm)硝态氮含量而言,稻田土壤显著高于林地和茶园;茶园下层(20 cm)土壤硝态氮含量显著高于稻田和林地。(2)土壤全氮含量与硝态氮含量关系密切(r=0. 64,P0. 01);有机碳含量、土壤剖面深度和容重是影响氮素垂直分布的重要因子,土壤氮含量与有机碳含量之间呈显著正相关,与容重、土壤剖面深度呈显著负相关(P0. 05),表明土壤性质对氮素的分布有重要影响。该研究有助于评价红壤丘陵区农业氮肥施用对水体污染的影响风险。     

镍钴采选行业废石和尾矿中重金属淋溶释放规律研究

镍钴采选废石和尾矿中重金属的溶出释放规律对矿区的重金属污染防治具有重要意义。但目前,国内还没有对镍钴行业采选产生的尾矿和废石中重金属的溶出规律开展研究。本文以镍钴采选企业的尾矿和废石作为样本,开展了毒性浸出实验。研究了不同pH值、离子强度、温度等实验条件对重金属溶出的影响,探讨了镍钴采选过程中所产生的尾矿和废石中重金属的溶出特性和释放规律。实验结果表明,尾矿样品中Ni的浸出浓度为42.28 mg·L^-1,是最大允许排放浓度的8.86倍,为具有浸出毒性特征的危险废物;废石样品中重金属Ni和Cu的溶出浓度分别为4.72 mg·L^-1和26.2 mg·L^-1,超过最大允许排放浓度,属于第Ⅱ类一般工业固体废物。pH对样品中Ni、Cr、Pb、Co和As的溶出量影响较大,其中尾矿中Ni和Cu在pH较低的条件下,可达到44.28 mg·L^-1和53 mg·L^-1,远高于最大允许排放浓度,而Hg、Cd和Cu的溶出量随pH值的变化不大。除As以外,样品中大多数重金属的溶出质量浓度在酸性条件下比在中性条件下高,这表明在酸性环境条件下,这些重金属对周围生态环境的潜在风险更大。离子强度的变化对Cd和Co的溶出量的变化并不明显,而当离子强度变化时,Ni、Cr、Pb、Hg、Cu和As的溶出量可能达到最大,使周围环境的潜在生态风险增大。当温度达到35~40℃时,部分重金属如Co、Pb、Cd 等,溶出量将达到最大;当温度低于25℃时,除 Ni 以外,大部分重金属溶出量很低。而温度变化对重金属Cu、As、Cr和Hg的溶出量的影响不明显,波动范围较小,对周围生态环境产生的潜在生态风险较小。     

淋滤条件对矿物废渣中铊释放的影响

研究了淋滤时间、淋滤液pH值、粒径及滤速对沉灰渣中铊释放的影响，结果表明：上述因素均能影响废渣表面铁氧化物的水解，这种水解支配着铊释放的过程；滤速及碱性颗粒的参予能显著影响废渣表面的水解作用。     

经过水泥固化的重金属废物的穿透渗漏实验

采用穿透渗漏实验方法研究了经水泥固化的重金属废物的长期渗漏行为。用由Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋、Ｃｕ＾２＋、Ｎｉ＾２＋和Ｃｒ＾６＋５种重金属组成的合成废物样品进行２组实验。实验研究了渗漏实验液流速、ＰＨ的变化和金属渗漏能力对固体废物长期渗漏行为的影响。     

氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池的工艺条件

考察了接种量、振荡条件、浸出液以及电池原料对氧化亚铁硫杆菌浸出废旧锂离子电池的影响.研究结果表明,浸出10 d,钴浸出率达到48.5%,之后,浸出率不再增加;当接种量在2.5%—12.5%之间时,钴浸出率在第10天都为47.6%,接种量对浸出率无影响;振荡过程中控制温度为35℃时,钴浸出率最佳,并随着振荡速率的升高而增加;浸出液中加入硫磺对浸出影响不大,初始pH值在1.5—2.5范围内,都适合钴酸锂的浸出,而初始亚铁离子浓度在45 g.L-1条件下浸出效果最好;选择固液比为3%最佳,并且钴酸锂粉末的粒度大小对浸出率无影响.     

雷州半岛旱地砖红壤非点源氮、磷淋溶损失模拟研究

大量施用化学肥料所引起的养分淋失和环境污染正逐渐受到人们的重视。通过土柱模拟氮、磷素养分淋溶试验．研究了不同施肥处理下砖红壤氮、磷素淋溶损失特点。试验结果表明，随着尿素用量的增加，渗漏水中NH4^＋-N质量浓度和TN淋失量也相应增加，而NO3^--N的质量浓度变化幅度较大，渗漏水中氮素淋失形态主要是以NO3^--N为主。由于土壤磷素很难移动，所以TP累积淋失量非常少，氮、磷肥混施对非点源氮、磷素的淋失都有影响，其中过量磷肥配合尿素施用可以增加土壤中NH4^＋-N、NO3^- -N、TN的淋失程度。     

热带亚热带多雨湿润区旱地土壤氮肥淋溶损失模拟研究

用土柱研究旱地土壤60cm土体夏季的氮肥淋溶损失,结果表明,在土壤施尿素后35d内淋水350mm,在不产生泾流的条件下,淋失率平均为25．5％。还探讨了氮肥淋溶过程中的氮形态变化,以及施氮量和土层深度对氮肥淋浴损失的影响。     

微胶囊EDTA对2种土壤中铅释放的影响

选用不同铅污染程度及pH值的土壤,采用连续批浸提实验和土柱淋溶实验,比较研究微胶囊EDTA（Cap-EDTA）和未微胶囊化EDTA（Ncap-EDTA）对不同土壤溶液中pH值和铅离子浓度动态变化影响,以及土壤渗滤液中铅离子淋失特征。结果表明：施加2种不同形式的EDTA,可极显著地增加土壤溶液中铅离子浓度,Cap-EDTA能控制土壤溶液中铅浓度的突增幅度,且使土壤溶液中的铅持续保持在适度浓度的时间更长。同一种土壤不同处理间土壤pH值的变化趋势基本一致,无显著差异。施用2种不同形式EDTA可极显著地增加土壤渗滤液中铅离子含量,土壤铅累积淋失量呈对数曲线上升,但施用Cap-EDTA处理能显著降低土壤中铅的初始淋失量和淋失总量。在相同浓度及形式的EDTA下,高铅浓度和高pH值的土壤铅更易活化和淋失。因此,在进行污染土壤植物修复的EDTA调控时,采用微胶囊化EDTA,能降低其带来的污染地下水风险。     

城市生活垃圾焚烧灰渣浸出试验

选择了城市生活垃圾焚烧炉渣中8种含量高、危害大的金属元素进行了静态和动态浸出性试验。结果表明,钙含量和温度是影响有害金属离子溶出的主要因素。对8种金属离子的浸出率和迁移规律进行了排序和分析,为灰渣安全处理和合理利用提供了科学依据。     

Plant diversity, CO2, and N influence inorganic and organic N leaching in grasslands

In nitrogen (N)-limited systems, the potential to sequester carbon depends on the balance between N inputs and losses as well as on how efficiently N is used, yet little is known about responses of these processes to changes in plant species richness, atmospheric CO2 concentration ([CO2]), and N deposition. We examined how plant species richness (1 or 16 species), elevated [CO2] (ambient or 560 ppm), and inorganic N addition (0 or 4 g x m(-2) x yr(-1)) affected ecosystem N losses, specifically leaching of dissolved inorganic N (DIN) and organic N (DON) in a grassland field experiment in Minnesota, USA. We observed greater DIN leaching below 60 cm soil depth in the monoculture plots (on average 1.8 and 3.1 g N x m(-2) x yr(-1) for ambient N and N-fertilized plots respectively) than in the 16-species plots (0.2 g N x m(-2) x yr(-1) for both ambient N and N-fertilized plots), particularly when inorganic N was added. Most likely, loss of complementary resource use and reduced biological N demand in the monoculture plots caused the increase in DIN leaching relative to the high-diversity plots. Elevated [CO2] reduced DIN concentrations under conditions when DIN concentrations were high (i.e., in N-fertilized and monoculture plots). Contrary to the results for DIN, DON leaching was greater in the 16-species plots than in the monoculture plots (on average 0.4 g N x m(-2) x yr(-1) in 16-species plots and 0.2 g N x m(-2) x yr(-1) in monoculture plots). In fact, DON dominated N leaching in the 16-species plots (64% of total N leaching as DON), suggesting that, even with high biological demand for N, substantial amounts of N can be lost as DON. We found no significant main effects of elevated [CO2] on DIN or DON leaching; however, elevated [CO2] reduced the positive effect of inorganic N addition on DON leaching, especially during the second year of observation. Our results suggest that plant species richness, elevated [CO2], and N deposition alter DIN loss primarily through changes in biological N demand. DON losses can be as large as DIN loss but are more sensitive to organic matter production and turnover.