化肥氮素在水稻田中迁移与淋失的模拟研究

为了研究氮化肥施入农田对地表水和地下水的影响，在一种特殊的大型人工模拟土层和地下水装置中进行试验，研究结果表明：即使尿素和生物矿质复混肥以中、低施肥量施入水田，也会造成地表淹水、耕层土壤和不同深度土层溶液有较高含量的有机Ｎ和ＮＨ３－Ｎ，并对地下水补给状况极差的地下水有明显的污染；水田中ＮＯ３－－Ｎ很难长期存在，其污染程度可忽略不计。     

模拟氮沉降对木荷人工幼林地土壤氮素、碳素和微生物量垂直分布的影响

以NH4NO3作为氮源,对广州东北郊木荷（Schima superba）人工幼林地进行模拟氮沉降处理,共设置3个氮沉降水平,分别为N0（N：0 g·m-2·a-1）、N5（N：5 g·m-2·a-1）以及N10（N：10 g·m-2·a-1）,每月进行喷施。在连续施氮22个月（当月当次施氮5天后）对土壤氮素（硝氮、氨氮、总氮）、碳素（总碳）以及微生物量（脂磷）在0~60 cm土层中的垂直分布进行研究。结果显示：在3个氮沉降水平下,随着土层加深,pH呈现出下降的趋势,氮沉降存在加剧土壤酸化的风险;在N0、N5、N10水平下,土壤全氮和总碳的垂直分布趋势大体一致,随着土层加深,其含量下降,但在深层土壤（40~60 cm）中,施氮与对照比较,总碳呈现一定的增加趋势;除40~50 cm土层,N5、N10水平下的硝态氮含量在各个深度土壤中都表现为比对照组要高,氮沉降导致土壤一定程度上硝态氮的积累;在浅层土壤（0~20 cm）中,铵态氮水平较低并且其含量明显低于对照组,而在较深的土层中铵态氮有较多的积累,说明存在污染地下水的风险;N5和N10水平下,无机氮比例（无机氮含量与总氮含量之比）在各个深度土壤中总体高于N0水平;用脂磷含量表征土壤微生物含量,结果表明外加氮源对微生物含量有显著性影响,在N5、N10水平下,微生物含量在30~40 cm土层中出现峰值。     

山东省地下水硝酸盐溯源研究

针对山东全省农村地区进行地下水取样,采用离子交换色层法对地下水NO3--N质量浓度大于10 mg·L-1的地下水样品进行预处理,做溯源研究,同时采集当地植物、化学肥料、人畜粪便、土壤等样品,测定δ15N值,以针对山东地区,对现存的δ15N值数据库进行完善与补充,使本研究更具代表性与准确性。研究结果表明,如以研究区域整体为单位,有35.45%地下水样品的NO3--N来自于粪肥污染,有27.1%的地下水样品是受化肥污染,还有37.45%的地下水样品的NO3--N污染来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。作者还进一步分析了地下水中NO3--N平均质量浓度高于20 mg·L-1的烟台和潍坊,结果表明,烟台地区的地下水NO3--N污染有55.56%来自于粪肥污染,有5.56%来自于化肥污染,有38.88%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;潍坊地区的地下水NO3--N污染有16.13%来自于粪肥污染,有48.39%来自于化肥污染,还有35.48%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。     

湘中某矿区地下水重金属污染特征及健康风险评估

以湘中某矿区地下水为研究对象,对矿区14口监测井15项重金属指标开展监测分析。结果表明,矿区地下水中As、Sb、Co、Fe和Mn 5项重金属指标超标,超标率分别为14. 3%、64. 3%、50. 0%、10. 7%和14. 3%;最大超标倍数分别为5. 4、30. 4、0. 9、34. 0和18. 3,地下水中Sb污染最严重。污染评价结果表明研究区地下水在平水期极重污染占比达到78. 5%,丰水期污染相对较轻,极重污染占比为50%。研究区地下水污染健康风险评估确定的主要健康风险指标为As、Sb、Co,主要污染途径为饮用水。由地下水健康风险评估模型得到研究区地下水As致癌风险最大,风险值为1. 08×10-3~2. 89×10-3,远超最大可接受致癌风险限值; As、Sb和Co的最大非致癌危害商分别为1. 48×102、89. 2和69. 0,均超过可接受水平,研究区地下水饮用水途径对当地敏感人群的健康构成危害。     

涕灭威农药污染地下水的影响因子分析

农药在土壤中的淋溶受许多因子的影响与制约。本文根据农药在土壤中的环境行为，建立了农药土壤残留动态与淋溶归宿的计算机模型，并用此模型计算了模拟各种不同环境条件下涕灭威农药在土层中的淋溶情况。结果表明：农药的使用量、土层中农药的降解半衰期、施药地区土壤的质地、降水或灌溉水量及其距施药后的时间对涕灭威在土层中的淋溶有较大的影响，而土壤有机碳含量则影响不大；地下水埋深对农药地下水污染的影响颇大。地下水埋深不足１ｍ的地区，极易受农药的污染。     

川中丘陵区典型小流域地下水硝酸盐污染分析

对川中丘陵区典型小流域地下水N素含量及形态分配的监测结果表明,硝酸盐(NO3--N)是该地区地下水N素存在的主要形态。川中丘陵区54.5%的地下水NO3--N含量超过世界卫生组织(WHO)饮用水准则规定的10mg.L-1标准,另有27.3%的地下水NO3--N含量接近这一标准,表明该区地下水已经大范围地受到NO3--N污染的威胁。土地利用状况可能是影响川中丘陵区地下水NO3--N含量的主要因素。降雨量和水井深度也影响该区地下水NO3--N含量。紫色土坡耕地NO3--N随壤中流向浅层地下水迁移,可能是造成该区地下水NO3--N含量较高的最重要原因。     

正常工况下石油类污染物在非饱和带中的运移特征分析

石油的战略储备对国家安全和经济的持续健康发展有着积极意义,但储备中的滴、漏等现象不可避免地将对地下水造成污染．本文以兰州某拟建石油储备库为例,模拟研究石油类污染物在非饱和带中的运移特征,结论认为在正常工况下,石油类污染物在非饱和带运移特征为：污染物浓度随着时间推移逐渐增加,在50年左右土层达到饱和,将对地下水造成严重污染．图4,参3．     

河套灌区地下水氮污染状况

河套灌区浅层地下水氮浓度和地下水埋深的季节变化规律调查结果表明:3月地下水NO3--N和TN浓度显著高于5、7和9月,地下水埋深也比5月和7月深。不同类型的井水N浓度差异较大:农田与庭院的井水NO3--N浓度显著高于村庄附近的井水,而NH4+-N和TN则表现为庭院井水浓度显著高于农田和村庄。地下水氮形态以NO3--N为主,全年17.1%的水井地下水NO3--N浓度高于10 mg.L-1,最高达184.4 mg.L-1。在灌溉量和其他生产条件相同的情况下,沙壕渠试验站农场内施肥区井水NO3--N浓度[(17.55±15.02)mg.L-1]明显高于未施肥区[(7.67±4.48)mg.L-1],且65.5%的水样NO3--N浓度超过WHO规定的生活饮用水NO3--N浓度上限值(10 mg.L-1),而未施肥区仅有27.6%的水样超标。井水NO3--N的来源主要为农田氮肥与动物粪肥,当地地下水NO3--N污染已不容忽视。     

新疆库尔勒市平原区地下水有机污染评价

本文采用有机污染现状评价法和环境影响度评价法对新疆库尔勒市平原区22组地下水水样进行评价,并对其影响因素进行了分析.地下水有机污染物检测结果显示,无有机污染物超标项,有6项有机污染物检出,分别为反-1,2-二氯乙烯、顺-1,2-二氯乙烯、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯和甲苯,检出率最高的指标是甲苯(检出率为27.3%),其余5项检出率均为4.5%.地下水有机污染现状评价结果表明,研究区内甲苯未污染占72.7%、轻度污染占27.3%,其余5项未污染占95.5%、轻度污染占4.5%.地下水环境影响度评价结果表明,研究区地下水体中的有机污染物对人和环境没有明显的潜在危害.库尔勒市平原区地下水中有机污染物检出主要受工业污染源、生活污染源、农业污染源、土地利用类型和包气带岩性的影响.     

酿造污泥的农业利用对地下水的影响

本文通过模拟渗滤实验对酿造残渣(NovoGro)在天津地区农业利用可能产生的环境影响-氮素对地下水的潜在污染———进行了比较系统的研究。结果表明,氮素(主要是NO3-)在土壤中的迁移和积累行为在不同作物和土壤条件下是有差异的。在水田中施用NovoGro,不会引起水体的氮素污染问题;旱田(小麦)表层土壤和下渗水中NO3--N的含量则随NovoGro的施用量的增加而增加,当施用量达到45t/hm2时足以造成地表径流和地下水的NO3--N污染。     

泥鳅对水田上覆水中氮素动态的生物扰动效应

基于模拟试验,通过对比分析氮素含量在有/无泥鳅活动时的差异,探讨了底栖鱼类对水田上覆水中氮素动态的生物扰动效应.结果表明,泥鳅对水田上覆水中氮素动态具有强烈的扰动作用.泥鳅扰动组上覆水中氨氮和硝态氮含量在整个试验期间均高于对照组.泥鳅扰动对上覆水中亚硝态氮含量的影响未表现出明显的规律性,但显著增加了溶解性无机氮和总氮的含量.在试验前期扰动组上覆水中氨氮/总氮比值高于对照组,在试验中、后期则低于对照组.试验期间扰动组上覆水中溶解性无机氮/总氮比值明显高于对照组,说明泥鳅扰动显著增加了水田上覆水中溶解性无机氮占总氮的比例.     

Optimum nitrogen use and reduced nitrogen loss for production of rice and wheat in the Yangtse Delta region

A long-term field and lysimeter experiment under different amount of fertilizer-N application was conducted to explore the optimal N application rates for a high productive rice-wheat system and less N leaching loss in the Yangtse Delta region. In this region excessive applications of N fertilizer for the rice-wheat production has resulted in reduced N recovery rates and environment pollution. Initial results of the field experiments showed that the optimal N application rate increased with the yield. On the two major paddy soils (Hydromorphic paddy soil and Gleyed paddy soil) of the region, the optimal N application rate was 225-270 kg N hm(-2) for rice and 180-225 kg N hm(-2) for wheat, separately. This has resulted in the highest number of effective ears and Spikelets per unit area, and hence high yield. Nitrogen leaching in the form of NO(3-)-N occurs mainly in the wheat-growing season and in the ponding and seedling periods of the paddy field. Its concentration in the leachate increased with the N application rate in the lysimeter experiment. When the application rate reached 225 kg N hm(-2), the concentration rose to 5.4-21.3 mgN l(-1) in the leachate during the wheat-growing season. About 60% of the leachate samples determined contained NO(3-)-N beyond the criterion (NO(3-)-N 10 mg l(-1)) for N pollution. In the field experiment, when the N application rate was in the range of 270-315 kg hm(-2), the NO(3-)-N concentration in the leachate during the wheat-growing season ranged from 1.9 to 11.0 mg l(-1). About 20% of the leachate samples reached close to, and 10% exceeded, the criterion for N pollution. Long-term accumulation of NO(3-)-N from leaching will no doubt constitute a potential risk of N contamination of the groundwater in the Yangtse Delta Region.     

不同源类型农业非点源负荷特征研究——以新田小流域为例

以珠江三角洲北部新田小流域为研究对象,采用源类型法,在流域范围内建立林地、果园、旱地和水田四个全封闭的农业用地单元,并对四个单元出口处的径流量进行同步采样,分析COD、BOD、氨氮、总氮和总磷等污染物的负荷特征.结果表明:(1)流域地表水存在着明显非点源污染现象,不同源类型,地表径流的污染程度不同.(2)不同源类型农业非点源污染负荷强度不同,其中水田、旱地单位面积非点源负荷强度较大,果园、林地各项污染物的负荷强度相对最小.受地表扰动、施肥等人类活动影响,流域内水田、旱地是农业非点源污染发生的关键源区.(3)流域范围内,不同源类型农业非点源负荷总量不同,其中,果园各项污染物非点源负荷总量最大,其次是林地,水田、旱地非点源负荷输出总量较小,流域范围内,源面积成为影响非点源负荷总量的主要因素.(4)相应的非点源污染治理不仅是关键源区,同时应关注大面积流失区.     

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。     

Field studies on 32P movement and P leaching from flooded paddy soils in the region of Taihu Lake, China

Field experiments were done in two sites, Yixing and Changshu, Jiangsu province, China, to study P movement and leaching in flooded paddy soils. P movement in soil was investigated by using the KH2 32PO4 tracker method, and the amount of P leached from the soil layer in different depths was estimated by measuring P concentrations in the soil solution and saturated hydraulic conductivities in field. Determination was done about one month after P application. There was 46% and 42% of total 32P retained in the 0-5cm layer of soil in the Yixing site and in the Changshu site respectively. The 32P retained in the 25-30 cm layer was only about 1-2% of the total 32P added. Furthermore, 8.01% of 32P in the soil of Yixing site and 16.8% of 32P in the soil of Changshu site was lost from the layer 0-30 cm soil. The seasonal amounts of P leached from the top soil layer and from bottom layer are about 4.5-5.8% and 1.6-2.1% of the total P application, respectively. Changes of total P concentrations in soil solutions during rice growth showed that the fertilizer P applied before flooding of the paddy fields suffered a flash leaching loss and a slow leaching loss. We concluded that the fertilizer P could quickly move in the flooded paddy rice field and parts of it can enter into surface water and ground water. Unless the P application is well managed the risk of P loss and consequently environmental pollution exist.     

典型灌区稻田多氯联苯残留特征及生态风险评估

以南方典型小灌区的两块稻田为试验小区,采用GC-ECD对其田间水体和土壤中EPA优控14种多氯联苯（PCBs）进行了检测和定量分析。结果表明,14种PCBs同系物有不同程度检出,优势残留物主要以3氯和5氯取代PCBs为主,水和土壤占PCBs总量的88.24%、90.13%。水中∑PCBs质量浓度为24.09～310.34ng·L^-1,其中地表水均值为245.84ng·L^-1,地下水均值为96.46ng·L^-1;土壤中∑PCBs质量分数为10.01～54.63ng·g^-1,均值为33.92ng·g^-1。稻田地表水中的PCBs质量浓度远高于地下水,垂向迁移明显但速度较慢;稻田地表及地下水中PCBs质量浓度有随时间衰减的趋势,可能与水稻的生育周期有关;淹灌处理稻田PCBs质量分数高于节水灌溉。研究区毒性当量TEQ在2.65×10^-2～7.54×10^-2pg·g^-1之间,生态风险处于中等水平。地表及地下水均遭到污染,再加上PCBs具有生态累积效应,危害不容忽视。     

湘南水稻田施用硝态氮肥的效应与施肥技术研究

水田施用硝态氮肥长期以来被人们视为禁区．我们于１９８９—１９９０年在中国农业科学院红壤实验站连续两年的田间试验结果表明：和铵态氮（氯化铵）肥相比，水田施用硝态氮肥有利于早稻幼苗期的生长和发育，并促进早稻和晚稻的生殖生长，还增强水稻抵抗病虫害和干热风的能力，尤其是抗稻纵卷叶螟和纹枯病的效果显著．试验证实，硝态氮一次性作基肥施用的效应不如铵态氮，而分次浅施的产量最高。     

Soil quality evolution after land use change from paddy soil to vegetable land

A survey was done in 15 typical villages, 150 soil and 86 vegetable plant samples were taken in Jiaxin prefecture of the Taihu Lake region, northern Zhejian province. Results indicate that after 15-20 years land use changed from the paddy rice-wheat (or oilseed rape) double cropping system, to a continuous vegetable land has caused soil quality dramatic change. (1) Acidification: average soil pH was 5.4; about 61% of total samples were pH < 5.5. It was 0.9 units lower than 10 years ago with same upland vegetable cultivation and was 1.2 units lower than soil pH of paddy rice-wheat (or oilseed rape) rotation. (2) Fertilizer salt accumulation: the average salt content was 0.28%, among these about 36.2% of the total samples contained more than 0.3%. (3) Nitrate N and available phosphorus (P) over accumulation: on average it was 279 mg NO3-N/kg, and 45-115 mg P/kg. Nitrate N four times higher and available P 4-10 times more than it is in present paddy rice-wheat rotation soils respectively. This has caused wide concern because of possible groundwater and well drinking water pollution by leached nitrate N and the P losses to water by runoff from vegetable lands induce surface water eutrophication.     

三江平原典型小叶章湿地土壤中硝态氮水平运移的模拟研究

选择三江平原小叶章湿地不同水分带上草甸沼泽土和腐殖质沼泽土2种土壤类型作为研究对象，以KNO3为示踪剂，模拟研究硝态氮在湿地土壤中的水平运移过程。结果表明，2种土壤各土层硝态氮水平运移浓度和速率均与运移距离呈极显著负相关（P〈0．01），并随运移距离增加呈一阶指数衰减曲线变化，各土层硝态氮水平运移速率主要受浓度梯度、水势梯度及土壤基质势的控制；土壤各土层中硝态氮水平运移速率与土壤含水量呈显著正相关（P〈0．05），并随土壤含水量增加呈指数增长曲线变化；土壤各土层中硝态氮水平运移浓度与土壤水分扩散率呈极显著正相关（P〈0．01），0—20cm土层硝态氮水平运移浓度随水分扩散率升高呈Boltzmann曲线变化，其他土层则呈指数增长曲线变化；草甸沼泽土比腐殖质沼泽土相应土层更利于硝态氮的水平运移，这主要与土层颗粒组成和孔隙度等物理性质的显著差异有关，而湿地水文条件可能对2种土壤物理性质的塑造有着重要影响。