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。     

官厅流域农田地表径流磷流失初探

农田径流和侵蚀泥沙是磷进入官厅水库的主要非点污染源。针对该流域夏季农田暴雨径流发生的典型情景进行模拟降雨径流试验，对该流域农田地表径流泥沙和磷流失进行了初步的研究，结果表明，本降雨过程径流累积泥沙产量为30．5l～2493．34g／m^2，受雨强、坡度和作物覆盖的影响明显；径流溶解态磷(DP)中绝大部分是生物可利用性磷(DRP)，径流平均DP、DRP浓度都远大于水体允许临界值0．02mg／L，对官厅水体存在直接污染危害。径流累积全磷(TP)流失达O．0439～2．0798g/m^2；估算的流域农田径流全磷(TP)流失水平达2．67kg／(hm^2．a)以上，其颗粒态占969，0以上，可能成为官厅水库浮游生物长期丰富的潜在可利用磷源。降低农田土壤速效磷水平、减少水土侵蚀，是控制库区水华季节性发生和复原库区水体富营养化状态的关键。     

不同施肥水平下菜地径流氮磷流失特征

研究施肥对菜地径流氮、磷流失的影响,对控制水体富营养化有重要意义。采用田间小区监测的方法,研究常规施肥、减量施肥1和减量施肥2等三种施肥水平对菜地径流氮磷流失的影响。结果表明,（1）不同施肥水平的径流氮、磷流失浓度均较高,径流TN、NH4＋-N、NO3--N的平均流失质量浓度分别在20.5~34、2.2~2.4、6.3~9.5 mg L-1之间,径流TP、DP的平均流失质量浓度分别在7.7~11.1、2.1~2.4 mg L-1之间,菜地土壤径流氮、磷流失风险较大。（2）减量施肥可明显降低径流TN和NO3--N的流失浓度,与当地常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别降低径流TN流失浓度的40%、32%和NO3--N流失浓度的23%、35%,而减量施肥对径流TP、DP的流失浓度影响不大。（3）不同施肥水平的径流TN、NO3--N流失负荷分别在5.8~7.6、1.6~2.3 kg hm-2之间,与常规施肥相比,减施肥料20%和30%可分别减少TN、NO3--N流失负荷的24%、19%和11%、29%。不同施肥水平的径流TP、DP流失负荷分别在1.7~2.9、2.5~2.7 kg hm-2之间,减量施肥并不能减少径流TP、DP的流失负荷。     

崇明东滩旱作农田土壤磷素流失及其影响因素

对采用不同施肥和地表管理方式的梨园和菜地磷素的流失进行监测,研究了崇明东滩旱作农田土壤磷素的流失负荷、流失途径及其变化规律和影响因素,并分析了不同施肥和地表管理方式对农田土壤磷素流失的影响.结果表明,旱作农田土壤磷素径流流失、渗漏流失和泥沙流失浓度均超过水体富营养化总磷浓度临界值;土壤磷素流失以泥沙流失为主,泥沙总磷流失负荷占总磷流失总负荷的70.7%～82.2%;磷素流失主要发生在6、8和10月,这3个月总磷流失负荷占全年总磷流失总负荷的71.6%～73.0%.对磷素流失影响因素的相关分析表明,旱作农田土壤磷素流失与降雨量、降雨侵蚀力、径流量、径流水中总磷浓度等因素相关显著.与常规对照方式相比较,保持表土植被、覆盖地膜和精确滴灌,可减少旱作农田径流和泥沙产生量,降低总磷流失浓度,梨园和菜地总磷流失负荷消减率分别可达20.6%和12.6%.     

成都市道路地表径流污染及对策

城市道路地表径流污染已经成为城市水体恶化的重要原因之一。2006年8月-11月,通过对成都市9条不同类型道路6次降雨径流水质的监测分析,探讨了成都市路面径流污染的现状、成都市道路地表径流的污染负荷及道路地表径流中污染物之间的相关性关系。结果表明,成都市道路地表径流中污染物SS、COD、TN、TP的含量高,浓度均超出地表水环境质量Ⅴ级标准。成都市道路地表径流的年污染负荷为LCOD=3.1×104t,LTN=1.19×104t,LTP=1174.9 t,LZn=109.46 t。SS浓度与污染物COD、TN、TP、Zn浓度之间存在较好的相关关系(R2>0.8)。可以通过控制径流系数、削减径流中的污染物含量和污染物总量控制3个方面的措施来进行道路地表径流污染的削减。     

太湖流域跨界区农业面源污染特征

采用输出系数法,从农村生活污水、农田径流和畜禽养殖3个来源估算太湖流域跨界区农业面源COD、TN和TP污染负荷,并分析其时空变化特征;采用极值标准化法和均方差赋权法,进一步对区域内各地区污染负荷的入水强度进行评价。结果表明,太湖流域跨界区2010—2013年COD、TN和TP入水负荷总体呈下降趋势,4 a间高COD负荷区分布在湖州市和嘉兴市,高TN和TP负荷区分布在苏州市、湖州市和嘉兴市,畜禽养殖是3种污染负荷的主要来源,均占3种污染物总负荷量的80%以上。各地区污染负荷的入水强度评价结果显示,2010—2013年跨界区农业面源污染负荷单位GDP综合评价值分别为0.217 6、0.240 2、0.236 4和0.222 2,无明显变化规律;流域农业面源污染负荷单位面积综合评价值分别为0.407 8、0.289 9、0.289 2和0.281 6,呈下降趋势。     

稻麦两熟农田稻季养分径流流失特征

采用田间小区定位试验研究了自然降雨条件下江苏稻麦两熟农田稻季养分径流流失规律。结果表明：稻季径流水量可达5705.55m3·hm-2;常规施肥（T0）条件下,稻田径流流失全N（TN）、全P（TP）和速效K（AK）的总量分别为11.29、0.19和13.22kg·hm^-2,流失率分别为3.8%、0.21%和9.8%;径流水中全N和速效K质量浓度随距施肥时间的延长而呈逐渐下降趋势;较常规施肥处理而言,秸秆还田（T1）和还田减肥（T2）处理不仅能够有效降低径流水中TN、TP和AK质量浓度,而且能够减少稻季养分径流流失总量,分别减少13.48%、17.55%,25.00%、31.25%和22.69%、53.48%,并降低养分流失率,分别达13.16%、-2.63%,23.81%、14.29%和22.45%、41.84%。     

我国化肥和农药非点源污染状况综述

从农田排水与径流对地表水体的污染，渗漏对地下水体的污染和生态系统内部结构破坏加剧污染物流失等３个方面综述了我国近年来在化肥、晨点源污染调查研究方面取得的成果。     

太湖流域农村生活污水产排污系数测算

选取太湖流域典型地区9户农户(高、中、低收入水平各3户)作为研究对象,采用现场监测及入户调查的方法对农户生活污水各类污染物产排污系数进行系统定量研究。结果表明,收入水平对农户总生活污水中TN、NH4+-N、TP产污系数无显著影响,但对污水量、COD产污系数及总生活污水中各类污染物排污系数影响显著,均表现为高收入农户中收入农户低收入农户。厕所污水对污水污染总负荷贡献率极高,COD占67%以上,TN、NH4+-N、TP占84%以上,因此,厕所污水的利用与处理率是影响污染物排污系数的主导因素,而农业收入水平及化粪池类型则对这2种因素影响显著。     

我国化肥和农药非点源污染状况综述

从农田排水与径流对地表水体的污染，渗漏对地下水体的污染和生态系统内部结构破坏加剧污染物流失等３个方面综述了我国近年来在化肥、农药非点源污染调查与研究方面取得的成果。     

基于SWAT模型的涪江流域下垫面对面源污染负荷的影响分析

为探讨流域下垫面污染物排放量、径流条件和本底条件对氨氮(NH_3)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(I_(Mn))3种面源负荷的影响机制,以涪江流域为对象,构建了分布式水文和面源污染负荷模拟SWAT模型,并采用SWAT-Cup进行了参数率定,在此基础上采用Sobol方法进行了全局性敏感性分析。采用Nash-Sutcliffe系数、相对均方根误差、相对偏差和相对总误差4个指标进行检验,结果表明模拟径流过程和污染负荷与实测值基本相符。各种下垫面条件下,NH_3、TP和I_(Mn)负荷变化幅度均随着负荷均值的增加而增大,当下垫面为山丘区或自然林草为主的汇流区时,径流条件因子中的坡度和坡长对于面源污染负荷的影响最大。由于农田对径流过程具有显著的调节能力,面源污染负荷随汇流区内农田面积比例增加而降低。土壤本底、面源污染物排放量和径流条件3类因子中,径流条件因子对于面源污染负荷的影响最为敏感,而面源污染物排放量的影响不显著。下垫面对TP负荷的敏感性最弱,对IMn负荷的敏感性最强。因此,加强径流过程调控能力对涪江流域面源污染控制最为有效。     

平原灌区农田养分非点源污染研究进展

平原灌区作为农业规模化生产的基地,在农业乃至经济社会发展中起到了重要作用,但是随着农业的发展,平原灌区农田非点源污染问题日益严重,研究平原灌区农田非点源污染具有重要意义。文章以平原灌区污染物随水文循环迁移过程为基础对平原灌区养分非点源污染研究进行综述。(1)平原灌区农田非点源污染的主要来源是过量的化肥施用,农药和农膜,秸秆等农作物的降解,牲畜粪便,污水灌溉,灌溉引起的盐渍化以及大气的干湿沉降等;产生及影响因素主要有土壤的理化性质,水分的输入方式和人为管理措施等。(2)降雨径流及灌溉排水条件下污染物在多级渠系中的迁移规律和灌区地表水与地下水的交互耦合作用决定了平原灌区农田非点源污染的输送途径与特征。(3)在监测资料比较缺乏时,采用输出系数法进行负荷估算;在监测资料充足情况下,采用针对灌区特殊的水文特征而改进的经典水文模型对平原灌区农田非点源污染的负荷进行估算。(4)新型肥料、配方施肥、合理的耕作措施及生态沟渠的设置有利于平原灌区农田非点源污染的控制,TMDL(Total Maximum Daily Loads)为平原灌区农田非点源污染控制提供可靠的依据。针对平原灌区非点源污染研究现状,提出了中国开展平原灌区农田非点源污染研究的重点,包括养分污染物在多级沟渠中的迁移,灌区地表与地下水水量水质耦合模型的建立,分级控制单元与TMDL的制定以及多模型结合模拟等,可望在控制农业非点源污染方面起到指导作用。     

基于肥水资源化的河网区镇域农业面源污染控制系统的构建:以太湖地区新建镇为例

河网地区农业面源污染控制不仅要考虑去污效果和成本,还应兼顾资源化利用。以太湖西岸宜兴市新建镇种植业、畜禽养殖业和水产养殖业产生的3种污染源为对象,调查获得该镇3种污染源污水负荷、各污染物(总氮、总磷、氨氮、COD)输出负荷及农田灌溉需水量,并估算污水农用灌溉潜力和养殖粪污氮磷农用潜力。结合当地适宜的单项面源污染控制技术,在达到GB 5084—2005《农田灌溉水质标准》要求的前提下,提出了全部畜禽粪污处理后还田(模式Ⅰ)、全部畜禽粪污处理后还田及部分水产养殖污水处理后农灌(模式Ⅱ)2种农业面源污染控制系统,并估算系统各污染物削减量和成本。结果表明,每年全部畜禽养殖污水(71.96×10~3m~3)和部分水产养殖污水(2 277.11×10~3m~3)经处理达标后用于灌溉,可以满足新建镇农田灌溉需水量(模式Ⅱ);该系统总氮、总磷、氨氮和COD入河削减率分别为84.3%、94.2%、89.6%和94.0%,每年N、P肥施用量可分别减少81.8和39.9 kg·hm~(-2)。为了节约成本,仅考虑畜禽养殖污水处理达标用于农灌(71.96×10~3m~3)(模式Ⅰ)可满足3%农田灌溉需水量,该系统总氮、总磷、氨氮和COD入河削减率分别为83.0%、93.7%、88.7%和93.7%,每年N、P肥施用量可分别减少52.0和34.2 kg·hm~(-2)。所提出的2种肥水资源化农业面源污染控制系统可为新建镇污染控制工程建设提供技术参考。     

太湖流域平原河网区农业污染研究——以常州市和宜兴市为例

基于全国第一次污染普查数据,结合各类污染物的产排污系数计算了农业污染物(COD、TN和TP)的产生量、排放量和入河量,对比分析了种植业、畜禽养殖业和水产养殖业的污染物排放现状。结果表明,COD、TN和TP排放量分别在种植业、畜禽养殖业及水产养殖业污染物排放总量中所占比例存在明显的差异性,COD和TN排放量占种植业污染物排放总量的比例分别为52%和45%,COD排放量占畜禽养殖业污染物排放总量的比例达91%,COD排放量占水产养殖业污染物排放总量的比例达80%;而不同产业对COD、TN和TP排放量的贡献率也明显不同,水产养殖业和畜禽养殖业对农业COD排放量的贡献率达到80%以上,种植业对农业TN排放量的贡献率接近60%,水产养殖业对农业TP排放量的贡献率接近60%。因此,若要削减有机物,应主要从水产养殖业和畜禽养殖业着手;若要削减氮类污染物,应主要从种植业着手;若要削减磷类污染物,应主要从水产养殖业着手。通过分析研究区农业污染物排放状况,可为农业污染物的削减和控制措施的制定提供一定的参考价值。     

淀山湖区域茭白种植模式氮、磷流失规律及负荷特征

在常规施肥条件下,通过大田小区径流试验研究了淀山湖区域特有的茭白-水稻轮作和茭白单作种植模式的氮、磷流失规律及污染负荷特征.结果表明,研究区氮、磷面源污染物排放主要集中在6-9月,排水TN平均质量浓度最高可达130.0 mg·L-1,以NH+4-N流失为主,主要来源于化肥施用;茭白生长期内,排水TP平均质量浓度为0.104～0.777 mg·L-1,以颗粒态磷为主,约占TP总量的73.5%～90.3%(除8月外).茭白-水稻轮作和茭白单作模式TN污染负荷分别为134.8和88.6 kg·hm-2·a-1,均高于太湖流域其他几种种植模式;而TP污染负荷则分别为1.52和1.06 kg·hm-2·a-1,低于太湖流域常见种植模式的平均水平.氮肥施用及氮素流失控制应作为淀山湖区域农业面源污染控制的重点.     

基于雨型的南方城市道路雨水径流污染物分析

以嘉兴市区主干道为研究区域,开展了该市两种典型降雨条件下,道路雨水径流中典型污染物初期冲刷效果、质量浓度变化规律、道路雨水径流水质污染指标相关性,污染物平均质量浓度(EMC)的研究。针对城市典型降雨,分析城市降雨径流污染过程的变化规律,对城市道路径流污染的控制和雨水资源有效利用具有重要意义。利用模式雨型对嘉兴市2010年至2013年间90场降雨进行归纳,总结出Ⅲ型和Ⅶ型为嘉兴市的常见雨型。从2013年降雨监测期间筛选出与该市发生频率最高的两种雨型相似的典型降雨进行分析,结果表明,(1)降雨雨型、降雨强度、降雨前期干燥时间均会对道路径流雨水中污染物浓度产生较大的影响,这也是Ⅶ型降雨比Ⅲ型降雨中道路雨水径流中污染物较高的原因。(2)以携带80%污染物所实际发生的径流量的多少来判断初期冲刷效应的强弱,则Ⅶ型降雨中TN、NH4+-N、SS、TP、COD的初期冲刷效应均强于Ⅲ型降雨。两场降雨中TP的初期冲刷效应均低于其他4种污染物。(3)道路雨水径流中TN、NH4+-N、COD与SS之间均存在良好的相关性。Ⅶ型降雨中TP与SS的相关系数为0.917,而在Ⅲ型降雨中TP与SS的相关系数仅为0.772,所以TP与SS的相关性受降雨条件影响较为明显。(4)Ⅲ型和Ⅶ型降雨中道路雨水径流中SS、COD、TP质量浓度分别为353.2、465.71、4.03mg·L-1和548.41、335.96、1.18 mg·L-1均不同程度的高于地表水V类标准。Ⅲ型和Ⅶ型降雨中TN浓度为3.47和6.62 mg·L-1高于国家污水一级排放标准,因此SS、COD、TP是道路雨水径流中的主要污染物。     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。     

绿色屋面基质添加生物炭对降雨径流水质和水量的影响

绿色屋面是一种控制城市面源污染的新型措施,其对城市暴雨径流水质和水量的影响是国内外学者关注的热点问题。自制两种不同基质(商业基质和生物炭基质)的模块式绿色屋面,通过模拟降雨量为10~80 mm的模拟降雨实验,研究绿色屋面基质中添加生物炭对径流滞留率、污染物的析出过程特征、径流水质和污染负荷的影响,为绿色屋面的科学构建和城市暴雨径流防控管理提供科学依据,并为中国海绵城市的建设提供理论依据。结果表明,(1)商业基质和生物炭基质绿色屋面的平均滞留率分别为72.54%和72.08%,未表现出显著差异性。因此,基质添加生物炭对绿色屋面径流滞留率无显著影响。(2)随着降雨历时的延长,商业基质和生物炭基质绿色屋面径流中TN、TP、COD和Fe的质量浓度呈现逐渐降低的趋势。(3)商业基质和生物炭基质绿色屋面径流中TN、COD、TP、TSS和Fe的质量浓度以及p H和EC均无显著性差异。商业基质绿色屋面径流中TN和COD的质量浓度分别为16.14 mg?L~(-1)和171.79 mg?L~(-1),接近于生物炭基质绿色屋面(9.85 mg?L~(-1)和97.31 mg?L~(-1))的2倍,且TN和COD的污染负荷显著高于生物炭基质绿色屋面,因此,基质中添加生物炭能够有效降低绿色屋面径流中TN和COD的质量浓度和污染负荷。此外,生物炭基质对绿色屋面径流pH的中和能力强于商业基质。由此可见,生物炭作为绿色屋面基质修复材料,能够净化绿色屋面径流水质,在城市暴雨径流管理中具有非常广阔的应用前景。     

减施化肥和配施有机肥对茶园土壤养分及茶叶产量和品质的影响

通过化肥减施和配施有机肥改善土壤质量,降低氮磷径流损失,提高茶叶产量及品质,为浙江省茶园化肥减施增效、改善茶园土壤环境等提供思路。试验处理分为化肥减施和有机肥配施,以100%化肥施加处理(CK)作为对照,设置化肥减施处理,分别为80%化肥(F1)和50%化肥(F2);有机肥配施处理,分别为20%有机肥配施(OF1)、50%有机肥配施(OF2)和80%有机肥配施(OF3)。分析不同处理中的土壤养分情况、氮磷径流损失量对茶园环境的影响及各处理下茶叶的产量和品质差异。结果表明,(1)茶园化肥施肥量减少20%,茶园土壤速效养分仍可以达到Ⅰ级土壤肥力标准,保证茶叶生长所需养分;随施肥量的减少,径流全氮、全磷浓度显著降低(P0.05);茶叶产量与茶叶品质均未达到显著性差异(P0.05)。(2)有机肥-化肥配施比例为20%～50%时,达到最佳效果,茶园土壤中铵态氮、有效磷、有效钾含量较单施化肥有所提高,土壤养分含量达到Ⅰ级土壤肥力标准;径流全氮、全磷浓度显著降低;2017年全年茶叶产量较CK显著提高,2018年茶叶产量亦显著增加;2017年的OF1、OF2处理中夏茶(采茶日期2017年6月26日)水浸出物含量显著升高,春茶(采茶日期2017年4月29日)、夏茶、秋茶(采茶日期2017年8月20日)的酚氨比显著降低,有利于提高绿茶品质,2018年茶叶品质未达显著性差异。因此,有机肥-化肥配施比例为20%～50%时,土壤养分、茶叶品质及产量均是最优的。     

洱海近岸不同种植类型农田沟渠径流氮磷流失特征

为研究不同种植类型对沟渠径流氮磷流失的影响,以洱海西岸苗木地、菜地和稻田3种种植类型农田内的典型灌排单元为研究对象,通过监测沟渠径流流入和流出灌排单元断面的氮、磷浓度,分析不同种植类型对沟渠径流氮、磷浓度的影响及相对贡献。结果表明,不同种植类型农田沟渠出水径流氮、磷浓度从大到小依次为菜地、稻田和苗木地,其中稻田和苗木地沟渠出水口径流总氮(TN)浓度大于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水,而总磷(TP)浓度低于地表Ⅳ类水标准,菜地沟渠出水口径流TN、TP浓度远大于地表V类水标准。菜地沟渠出水口径流中各形态氮、磷浓度均大于沟渠入水口,苗木地则相反。5、6月稻田沟渠出水口径流各形态氮、磷浓度大于沟渠入水口,其他月份则相反。3种种植类型下沟渠径流氮磷的主要形态为无机氮和可溶性总磷(DTP),分别占TN和TP浓度的70.32%~81.49%和70.33%~79.33%,NO_3~--N占无机氮浓度的75.13%~84.75%。不同种植类型对沟渠径流TN、NH_4~+-N、NO_3~--N、TP和DTP浓度的贡献率从大到小依次为菜地(56.41%、85.81%、44.61%、66.17%和64.80%)、稻田(-4.50%、-15.14%、-10.01%、-0.85%和-0.29%)和苗木地(-89.88%、-64.81%、-96.49%、-72.11%和-69.69%)。