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.     

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%)。     

不同农作制对四川紫色丘陵区地表径流氮、磷流失的影响

以小麦(Triticum aestivum)-玉米(Zea mays)轮作制为基础,通过在仁寿县建立18个径流小区监测试验,对4种不同农作制与4种施肥水平下各小区径流水样中的氮、磷含量进行了分析.探讨了四川紫色丘陵区坡耕地氮、磷流失系数及其影响因素.结果表明,氮流失总量随施氮量而增加,在增量施肥+横坡种植方式下最大,为0.326 kg·hm~(-2);氮流失总量和流失系数在优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱方式下最小,其流失总量为0.270kg·hm~(-2),流失系数为0.009%0磷流失总量和流失系数在不同处理方式下总体上虽较为接近,但增量施肥+横坡种植方式下磷的流失总量最大,为0.020kg·hm~(-2);而优化施肥+横坡种植+秸秆覆盖+植物篱最小,为0.015kg·hm~(-2).研究表明,优化施肥、横坡种植、秸秆覆盖和植物篱拦蓄地表径流作用明显,是遏制耕地氮、磷流失的有效途径.     

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%。     

施肥模式对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮磷淋失的影响

采用模拟土柱试验方法,通过连续种植2茬蔬菜,研究7种不同施肥模式[即:不施肥,化肥(基施),化肥(基、追肥各半),化肥+双氰胺(基施),化肥+双氰胺(基、追肥各半),化肥+有机肥(N各半),有机肥(基施)]对蔬菜产量、硝酸盐含量及模拟土柱氮、磷随渗漏水淋溶损失的影响.结果表明,"化肥+双氰胺(基施)"和"有机肥(基施)"2种施肥模式,不仅能使蔬菜获得较高的产量、硝酸盐含量较低,还能明显减少蔬菜种植期间模拟土柱硝态氮、铵态氮和水溶性总磷随渗漏水淋溶的损失量,从而有效减少菜地土壤的氮、磷对地下水造成的农业面源污染.     

寿光设施菜地土壤N_2O排放规律及其影响因素

设施栽培是我国蔬菜生产的重要方式之一.设施菜地土壤高温、高湿、持续且大量施肥等特点,可能改变土壤氮素周转及N_2O排放.寿光是我国重要的蔬菜生产基地之一.然而,鲜有研究关注寿光市设施菜地土壤N_2O排放规律及其影响因素.本文以寿光市农田、种植6、12年设施菜地及荒废设施菜地为例,研究农田转变为设施菜地后土壤N_2O排放规律,并探讨其影响机理.结果表明,设施菜地土壤N_2O年排放量明显高于农田及荒废设施菜地,且种植6年设施菜地土壤N_2O年排放量显著大于种植12年设施菜地(P0.05).其原因可以归结为:(1)设施菜地种植过程中施加大量有机肥及化肥,会促进土壤氮素周转.(2)设施菜地土壤温度、含水率及硝态氮含量均高于农田,且均与土壤N_2O排放通量呈显著正相关关系(P0.05),表明设施菜地土壤高温、高湿的环境特点会促进土壤硝化过程,加速土壤N_2O排放.(3)设施菜地具有较高的土壤脲酶活性,且与土壤硝态氮含量、含水率呈显著正相关关系(P0.05),表明农田变为设施菜地增加了土壤脲酶活性,促进土壤硝化过程及硝态氮累积,这可能间接加速土壤N_2O排放.     

不同利用方式下吴江市耕地土壤环境质量变化

土地利用方式的不同影响着土壤环境质量的变化。文章采用了2003年江苏省吴江市耕地质量监测中资料,分析了6种不同土地利用方式下的土壤养分及Pb、Cr、Hg、As、Cd等5种重金属元素全量的变化,并采用土壤质量综合指数(SQI)法计算不同利用下的土壤环境质量指数。结果表明:近20多年来,吴江市土地利用方式发生了明显的变化,这种变化对本土壤养分和重金属含量产生了十分明显的影响。在稻田、林地、桑园、菜地、果园、旱地六种吴江常见的土地利用方式中,稻田土壤环境质量综合指数显著高于其他利用下,而其他五种利用方式下土壤质量的差别不明显。可见稻田不仅是一种太湖地区传统的利用方式,更是保持环境质量相对最佳的土地利用方式。     

紫云英还田对江西早稻季田面水氮磷动态的影响

稻田氮磷养分流失引发的农业面源污染问题已引起越来越多的关注。江西双季稻区受亚热带季风气候的影响,降雨集中于每年的4—7月,因此,早稻季成为稻田氮磷流失的关键时期。供试土壤类型为河流冲积物形成的水稻土,采用大田试验,设置了不施肥(CK)、常规施肥(CF)和紫云英还田配合化肥减量(CMV)3个处理,监测了江西双季稻区早稻季不同施肥时期田面水不同形态氮磷浓度的动态变化特征和紫云英配合减量施肥对早稻季田面水中氮磷浓度的削减效应。结果表明:无论是基肥期还是分蘖肥期,田面水中总氮(TN)和NH_4~+-N的浓度均在施肥后第1天即达到最大值,随后逐渐降低。基肥和分蘖肥施肥后第9天、穗肥施入后的第10天,田面水中总氮(TN)和NH_4~+–N的浓度降至较低水平。不同处理NO_3~--N的质量浓度在整个监测时期均维持较低水平(0.15—1.83 mg·L~(-1))。施磷肥后田面水中总磷(TP)和可溶性总磷(DTP)的浓度也均在施肥后第1天达到峰值,在分蘖肥施入后的第5天降至与不施肥处理相当的水平。与CF处理相比,CMV处理能在施肥后5—7天内显著降低田面水中TN和NH_4~+-N的浓度,但对田面水中TP浓度的削减效果仅体现在基肥期。模拟数据的结果表明,CMV处理在基肥、分蘖肥和穗肥期能分别减少21.90%、27.47%和20.02%的TN流失量,减少基肥期16.25%的TP流失量。由此可见,该研究区域氮流失的管控关键时期为施肥后9—10 d,磷流失的管控关键时期为施入后9 d。紫云英还田配合减量施肥能显著降低南方双季稻区早稻季稻田氮流失风险。     

茭鸭共作人工湿地消纳养殖池塘富营养化水的初步研究

依托江苏省扬州市小纪镇水生蔬菜基地,设置4个处理:茭白(Zizania latifolia)单作人工湿地,不施肥(DF0);茭白单作人工湿地,当地农民习惯施肥量(DFC);茭鸭共作人工湿地,当地农民习惯施肥量(GFC);茭鸭共作人工湿地,50%当地农民习惯施肥量(GF50%C)。试验用水为试验地附近养鱼池塘水,分析各处理茭白田面水TN和TP以及土壤有机质和速效养分动态变化。结果表明:灌溉养殖池塘富营养化水7 d后DF0处理田面水TN和TP浓度平均降至峰值的21.27%和15.58%;施肥7 d后各施肥处理田面水TN和TP浓度平均降至峰值的8.21%和6.51%;减量施肥后,GF50%C处理田面水TN和TP去除率分别为82.81%和84.25%,与DF0处理之间无显著差异;减量施肥后,与DFC处理相比,GF50%C处理在维持茭白产量和经济效益的同时,可提高土壤有机质和土壤速效养分含量。就各茭鸭共作人工湿地处理而言,茭白整个生长期用养殖池塘富营养化水按约4 500 m~3·hm~(-2)进行灌溉,其输入的氮、磷量相当于83.55 kg尿素和46.50 kg过磷酸钙。可见,茭鸭共作人工湿地在消纳养殖池塘富营养化水体方面有较大潜力,在适当降低施肥量的前提下,可有效去除富营养化水体中氮、磷含量,提高土壤质量和经济效益。     

减肥措施对稻田田面水氮、磷动态变化特征的影响

我国水稻种植面积大,过量施肥后稻田氨挥发、氮磷径流和渗漏等途径会引起农业面源污染等问题,而水稻淹水阶段田面水中氮、磷浓度是关键控制因子。通过设置田间小区隔板,开展肥料减量试验,研究稻季田面水不同形态氮、磷动态变化特征,同时探讨其潜在的环境效应。结果表明,磷肥施入后田面水总磷(TP)、总可溶性磷(TDP)和颗粒态磷(PP)浓度均呈先升高后降低趋势,9 d内下降迅速;基肥施入9 d,当氮、磷水平分别为214、90kg·hm~(-2)时,TP、TDP和PP质量浓度分别为0.76、0.71和0.03 mg·L~(-1);晒田结束后,田面水中TP和TDP浓度出现1次回升。各处理铵态氮和硝态氮浓度分别在基肥施入后第2天和第5天达到峰值;当施氮量为214、182和162 kg·hm~(-2)时,田面水铵态氮浓度分别为对照的15.83、9.16和7.86倍,5 d内铵态氮浓度下降迅速且不同施肥处理间差异趋同。此外,增施氮磷肥料并不能显著增加水稻产量,当氮、磷水平分别为214、90 kg·hm~(-2)时,水稻产量反而降低。因此,提出施磷后9 d内和晒田复水后是控制田面水磷流失的关键时期,而控制氮损失的关键时期是施肥后5 d内。综合水稻产量和肥料农学效率,证实试验田氮肥或磷肥减量25%是可行的,但仍需进一步通过大田试验验证其产量的持续性。     

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.     

不同减量施肥条件下稻田田面水氮素动态变化及径流损失研究

采用过量施用化肥获得高产已成为近年来太湖地区的普遍现象,而由此引发的农业面源污染对水体生态环境恶化的贡献值也越来越大。通过对苕溪流域地区的田间试验,研究了8种不同减量施肥处理条件下,稻田田面水中氮素的动态变化特征和径流损失量,研究结果表明,（1）各处理铵氮浓度在施肥后迅速上升,1～3d达到最大值,而总氮在施肥后第1天便达到峰值,之后随时间变化逐渐下降,铵氮、总氮浓度在一周之后均降至较低水平。（2）田面水中铵氮／总氮比在施肥后3～7d达到峰值,之后逐渐下降。（3）田间任何1次的径流排水均会造成田面水氮素的流失,径流排水发生的时间与施肥时间间隔越小氮素的流失负荷就越大。（4）各减量化施肥处理年度累计流失负荷较常规施肥处理下降6％～53％,当季稻田氮素流失率在1．4％～2．6％之间。为减少农田氮肥使用量,降低氮素流失量,减缓农业面源污染提供理论依据。     

密云县密云水库流域坡耕地养分流失特征

于2005年和2006年连续2 a对密云水库流域坡耕地进行水土流失小区试验,并完全按照当地农民习惯进行农事管理.试验结果表明:(1)降雨后坡耕地产生的地表径流量、泥沙量随坡度增大而增加,并与坡度正弦值呈一定的线性关系;(2)坡度对雨后地表径流和泥沙中养分含量影响不明显,但对泥沙养分流失量有明显影响;(3)养分流失以泥沙携带为主要途径,且通过泥沙携带途径流失的养分量占流失养分总量的比例随坡度增加而增加;(4)水库周边区域内坡耕地流失养分的主要来源为施用于坡耕地的化学肥料.(5)调整水库流域内坡耕地的种植结构、对坡耕地实施改造以截留或减少泥沙流失和控制化学肥料投入等措施对于治理流域内农业非点源污染、保护水源地水质显得尤为迫切.     

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。     

Case study on nitrogen and phosphorus emissions from paddy field in Taihu region

The agricultural non-point source pollution by nitrogen (N) and phosphorus (P) loss from typical paddy soil (whitish soil, Bai Tu in Chinese) in the Taihu Lake region was investigated through a case study. Results shown that the net load of nutrients from white soil is 34.1 kg ha(-1) for total nitrogen (TN), distributed as 19.4 kg ha(-1), in the rice season and 14.7 kg ha(-1) in the wheat season, and for total phosphorus (TP) 1.75 kg ha(-1), distributed as 1.16 kg ha(-1) in the rice season and 0.58 kg ha(-1) in the wheat season. The major chemical species of N loss is different in the two seasons. NH4-N is main the form in the rice season (53% of TN). NO3-N is the main form in wheat season (46% of TN). Particle-P is the main form in both seasons, (about 56% of TP). The nutrient loss varied with time of the year. The main loss of nutrients happened in the 10 days after planting, 64% of TN and 42% of TP loss, respectively. Rainfall and fertilizer application are the key factors which influence nitrogen and phosphorus loss from arable land, especially rainfall events shortly after fertilizer application. So it is very important to improve the field management of the nutrients and water during the early days of planting.     

暗管排水治理渍害田初探

暗管排渍改良低产稻田的试验结果表明,暗管排水显著降低地下水埋探,提高了土壤通透性,减少了土壤中的有毒物质,改善了水稻生长的土壤环境。在宾阳试区和环江试区采用不同水稻品种试验结果表明。与改良前的1989年相比,分别增产53.8％和36.5和36.5％;比同年农艺措施相同的明沟排水田分别增产11.15％和19.93％。     

稻田流失养分循环利用系统构建研究初探

针对长江三角洲经济发达地区集约化农田化肥投入超量、稻区水体N、P、K富集度超高,农田生态环境遭到严重破坏等现状,该文系统研究了农田流失养分从农田到水体,再由水体回到农田的循环利用过程,并构建农田养分流失循环利用系统工程,为我国农田流失养分循环利用和农业生态环境健康提供科技支撑。研究结果表明：本区域农田面积为18.6 hm2,水稻季农田化肥N、P、K投入量分别为305.7、44.9、150.8 kg·hm-2;整个水稻季本区域农田地表径流量为4 518.0 kg·hm-2,其中N、P、K流失量分别为16.6、0.5、9.6 kg·hm-2,占水稻季N、P、K肥投入量的5.45%、1.07%和6.37%;农田周围净化池塘中水生植物的N、P、K拦截量分别为67.8、8.1、99.7 kg,分别占本研究区域N、P、K流入量的21.84%、90.31%和55.73%。将水生植物还田,晒干水葫芦（Halerpestes cymbalaria）按4 500 kg·hm-2农田施用,可分别减少农田化肥N、P、K的投入量106.2、9.5、105.8 kg·hm-2。该研究成果对于减轻农业生产面源污染,推进农业生产可持续发展具有积极意义。     

基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明：流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。     

Case Study on Nitrogen and Phosphorus Emissions from Paddy Field in Taihu Region

The agricultural non-point source pollution by nitrogen (N) and phosphorus (P) loss from typical paddy soil (whitish soil, Bai Tu in Chinese) in the Taihu Lake region was investigated through a case study. Results shown that the net load of nutrients from white soil is 34.1 kg ha^–1 for total nitrogen (TN), distributed as 19.4 kg ha^–1, in the rice season and 14.7 kg ha^–1in the wheat season, and for total phosphorus (TP) 1.75 kg ha^–1, distributed as 1.16 kg ha^–1 in the rice season and 0.58 kg ha^–1 in the wheat season. The major chemical species of N loss is different in the two seasons. NH₄-N is main the form in the rice season (53% of TN). NO₃-N is the main form in wheat season (46% of TN). Particle-P is the main form in both seasons, (about 56% of TP). The nutrient loss varied with time of the year. The main loss of nutrients happened in the 10 days after planting, 64% of TN and 42% of TP loss, respectively. Rainfall and fertilizer application are the key factors which influence nitrogen and phosphorus loss from arable land, especially rainfall events shortly after fertilizer application. So it is very important to improve the field management of the nutrients and water during the early days of planting.     

农村小流域景观结构与水质耦合关系分析——以仪征市陈集镇为例

选择江苏省仪征市陈集镇2个典型的农村小流域进行水质监测和景观空间分异耦合关系研究,结果表明:不同地势区景观结构差异明显,水环境特征也有较大差别。随着地势的降低,总氮、总磷浓度在小徐庄流域呈降低趋势,而高塘流域则先升高后降低;总磷、总氮、氨氮、硝态氮浓度与源景观比例、沟渠密度和景观多样性指数具有良好的相关关系,逐步回归分析发现,94%的总氮浓度由源景观比例和沟渠密度决定,80%以上的氨氮和硝态氮浓度由源景观比例决定。因此,可以通过对流域景观结构的优化调整,达到对流域景观中养分的有效管理,实现对农业非点源污染的控制。