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。     

氮肥对菜园土壤硝态氮淋溶流失的影响

过量施用N肥可导致土壤中硝态氮的大量积累,对环境构成威胁.笔者通过盆栽试验收集测定土壤渗漏水硝态氮浓度,研究了不同施氮水平对土壤氮素淋溶流失浓度的影响.结果表明,在较大施氮量范围内,施氮量与土壤渗漏水硝态氮浓度之间呈非线性关系,但在中低施氮量时则表现为线性关系,可以应用"双速率转折点"概念评价菜园土壤硝态氮流失潜力.当施氮量超过双速率转折点X0后,土壤淋溶排水中硝态氮浓度将以非线性形式急剧增加.从环保角度看,氮用量不应超过X0.空心菜和菜心栽培试验表明氮肥X0分别为每盆N 0.31 g和0.32 g,二者间的氮肥用量X0差异很小.以环保为目标的氮肥用量X0和以产量为目标的经济施氮量的差异与土壤质地有关.     

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.     

施氮对植物生长、硝态氮累积及土壤硝态氮残留的影响

施用N肥可提高叶类蔬菜的产量,但施用过量也会造成土壤N污染。为了研究当年施肥量对作物硝态氮累积及土壤无机氮残留量的影响,采用土壤盆栽试验,研究了5个施氮水平下3种叶类蔬菜(油菜、小白菜、菠菜)的生长、硝态氮累积和土壤硝态氮残留的变化。结果表明,施氮过高抑制了植物的生长,其中对菠菜的抑制作用最强。3种蔬菜硝态氮累积对施N的反应不同,油菜在施N0.40g时硝态氮含量达到最高,为N1742.2μg·g-1FW;小白菜在0.60g最高,为N1635.6μg·g-1FW;而菠菜则在0.80g最高,为N865.2μg·g-1FW。施N量与土壤硝态氮残留量之间呈显著正相关关系,说明施氮量越高土壤中硝态氮的残余就越大,对土壤的污染就越严重。     

上海市蔬菜地土壤硝态氮状况研究

以上海市郊不同管理方式下菜地表层土壤采样测定土壤硝态氮含量为基础,并以水稻土等土壤作为对照,以期了解上海蔬菜地土壤硝态氮的现状,为菜地的合理施肥提出科学依据。结果表明,由于管理方式不同,土壤的硝态氮的NO3--N质量分数差异明显。大棚蔬菜地土壤中NO3--N明显高于其它其他用地管理方式下的土壤,依次为:w(大棚蔬菜地)>w(露天蔬菜地)>w(传统自留地),而且土壤硝态氮的积累是全剖面性的,而非仅在表层,如在80~100cm土层,大棚土壤硝态氮也为农田的好几倍。而且,大棚蔬菜地土壤盐渍化明显,主要特点之一是硝态氮积累,盐分高的土壤一般硝态氮也高。此外,长期大量的N肥投入引起了土壤酸化。土壤pH与土壤NO3--N质量分数呈线性负相关,经统计检验相关性达极显著水平。     

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。     

施肥对土壤硝态氮含量及分布的影响及合理施肥研究

通过3 a 6季作物收获后测定不同施肥方式下潮土1 m土层中的硝态氮,结果表明无论是0～20 cm、80～100 cm还是0～100 cm土层,其硝态氮含量顺序均是N＞NK＞NP＞NPK＞SNPK＞MNPK;0～20 cm土层中硝态氮相对值随降雨量增大而减小,降水量大则硝态氮向下淋溶较多;施有机肥或秸秆还田有减轻淋溶的作用。0～60 cm土层中硝态氮相对值在测定时期及处理之间差异均不显著。     

离子交换树脂袋法研究森林土壤硝态氮及其对氮沉降增加的响应

用离子交换树脂袋法，研究了鼎湖山三种森林（马尾松林、马尾松针叶阔叶混交林和季风常绿阔叶林）土壤硝态氮对外加氮的响应特征。结果表明，土壤硝态氮显著地受森林类型、季节和氮处理的影响。整体而言，阔叶林土壤硝态氮极显著高于马尾松林和混交林，而马尾松林和混交林之间的差异则不显著。三种森林土壤硝态氮的季节变化均表现为春季和夏季极显著高于冬季和秋季，而冬季又显著高于秋季。外加氮处理提高土壤硝态氮水平，其中在马尾松林和阔叶林氮处理效应显著。所得结果与直接采集土壤或土壤水测定的硝态氮含量的结果一致，表明离子交换树脂袋法是评价土壤硝态氮水平行之有效的手段之一。     

Preferential leaching of nitrate,chloride and phosphate in an Australian clay soil

This paper investigates leaching of water and nutrients (NO^‐ ₃, Cl^‐, PO^3‐ ₄) from the unsaturated layer in an Australian soil using a multisegment percolation system (MPS). Large undisturbed soil cores were collected from a clay‐based, basaltic plain, agricultural soil at Grassmere, 300 km west of Melbourne, Australia. Significant heterogeneity (or preferential flow) of effluent moisture and solutes was detected (one‐way ANO VA, p < 0.001). Fifty percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within three days after initial application. Hundred percent of the applied nitrate and chloride leached from the soil core within 8 days after application. These results indicate little incorporation into the soil matrix, and possible denitrification or mineralisation. In contrast, after 18 days, less than 1 % of the total applied phosphates leached from the soil, indicating strong adsorption. Our experiments indicate considerable heterogeneity in water flow patterns and solute leaching on a small spatial scale. Very rapid transport of nitrate and chloride through the soil was evident, in comparison phosphate leaching was negligible. These results have important implications for the management of nutrient schedules in agricultural soils, particularly those located in the Western District of Victoria, Australia.     

噻虫嗪在土壤中的吸附和淋溶特性

采用振荡平衡法、土壤薄层层析法和土柱淋溶法研究了噻虫嗪在砂土、粉砂壤土和砂姜黑土等3种不同理化性质土壤中的吸附和淋溶特性,探讨了农药的吸附与淋溶特性与土壤理化性质的关系以及剂型对农药淋溶特性的影响.结果表明,噻虫嗪在3种土壤中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为砂土1.25、粉砂壤土2.95、砂姜黑土5.10,其大小顺序与Koc值一致.黏粒含量是影响噻虫嗪在土壤中吸附性的最主要因素,有机质含量为次要因素.土壤薄层层析实验和土柱淋溶实验均表明噻虫嗪在3种土壤中的淋溶速率顺序为砂土粉砂壤土砂姜黑土,且油悬浮剂、水悬浮剂淋溶量较高,水分散粒剂次之,颗粒剂最低.噻虫嗪存在对地下水污染的潜在风险,特别是在黏粒和有机质含量低的环境下使用时,其风险应该引起足够的重视.     

呋喃丹和阿特拉津在土柱中的淋溶及其影响因素

通过室内柱淋溶试验研究呋喃丹与阿特拉津在河南潮土及2种太湖水稻土中的淋溶作用及其影响因素。结果表明:2种农药在河南潮土中的淋溶作用比在太湖水稻土中弱。在表土中添加2 mg农药、模拟1次降水200mm条件下,呋喃丹最大淋溶量峰值可达25—30 cm深处,阿特拉津最大淋溶量峰值可达15—20 cm。表明呋喃丹、阿特拉津2种农药在供试土柱中均表现出较强淋溶特性。土壤和农药性质对淋溶作用均有很大影响。土壤有机质和粘粒含量越高,对农药的吸附性越强,土壤中农药越不容易随水下移;土壤大孔隙越多,农药在土壤中淋溶作用也越强,且相邻大孔隙对农药淋溶存在协同作用。土柱中插入4根直形多孔玻璃管后,土壤淋出液中农药量比插入2根的高2.7倍,比不插玻璃管对照高10倍。土柱中插入扭曲(60°)形玻璃管与插入直形玻璃管相比,农药在土壤中持留性增强,淋溶作用减弱。同一土柱中农药水溶性越大,淋溶作用也越强。     

叶菜类蔬菜硝酸盐含量及其与土壤肥力因素的关系

对长沙市蔬菜生产基地春夏季节3种叶菜类蔬菜硝酸盐含量进行测定并与对应的菜园土壤8个肥力因素进行相关分析。结果表明,叶菜类蔬菜中,以小白菜硝酸盐含量最高,平均含量为3336±1359mg/kg,污染最严重;所调查的14个样本中超过四级标准达到严重污染水平的占64%以上。叶菜类蔬菜硝酸盐含量与土壤硝酸盐含量呈正相关,其中小白菜和苋菜相应的相关系数和通径分析系数均达5%以上显著水平。土壤硝酸盐含量是影响叶菜类蔬菜硝酸盐含量的主要土壤肥力因素。     

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。     

水肥耦合效应对保护地土壤硝态氮运移的影响

采用二次回归正交旋转组合设计,研究了水肥耦合效应对保护地土壤硝态氮运移的影响。结果表明,0—20cm土层硝态氮含量主要受灌水和施氮的影响,且灌水影响程度大于施氮,灌水与0—20cm土层硝态氮含量呈负相关,而与施氮呈正相关。20—40cm土层和40—60cm土层硝态氮也主要受灌水和施氮的影响,但施氮影响程度大于灌水。灌水和施氮对0—20cm土层硝态氮含量影响有相互拮抗作用。施磷对3个层次土壤硝态氮含量影响都很小。     

噻虫胺在土壤中的吸附和淋溶特性

采用室内模拟试验方法,研究了噻虫胺在3种不同类型土壤中的吸附特性、移动特性及其影响因素.结果表明,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土与东北黑土中的吸附较好地符合Freundlich方程,Kd值分别为0.49、1.99和4.42,Kd值大小次序依次为:江西红壤<太湖水稻土<东北黑土.影响噻虫胺土壤吸附性的主要因素为土壤有机质.薄层层析试验显示,当溶剂展开至12.0 cm处,噻虫胺在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中最远移至10—12 cm、8—10 cm、4—6 cm处.土柱试验表明噻虫胺在红壤淋出液中质量分数为56.04%,太湖水稻土和东北黑土中的噻虫胺最远已移至20.0—25.0 cm和15.0—20.0 cm处.影响噻虫胺在土壤中吸附性和移动性的主要因素为土壤有机质含量.噻虫胺存在对地下水污染的潜在风险性,特别是在红壤环境下使用噻虫胺应该引起足够重视.     

Diazinon leaching through a sandy soil amended with different humic materials

The water leaching of diazinon (O,O‐diethyl‐O‐2‐isopropyl‐6‐methylpyrirnidin‐4‐yl phosphoroth‐ioate) through soil columns, was studied after column amendments with two well characterized humic acids (HA), in both liquid and solid state, and with the original raw organic materials, an oxidized coal and a leonardite, from which the HA were extracted. The percolation curves and the pesticide distribution over the soil columns showed that the addition of the raw organic materials and the solid HAs reduced significantly the mobility of the pesticide along the soil column. The oxidized coal was more effective than the leonardite original material; the different origin of the two carbon‐rich materials had an influence on the diazinon movement along the soil columns and such difference was enhanced with increasing addition rates. Moreover, incubation at field capacity for two months of the soil columns treated with raw oxidized coal and leonardite, largely enhanced the described effects on pesticide behaviour. A complete adsorption of diazinon on columns and a practical absence of leaching was observed when the HA from both materials were added in dissolved form. These results were explained with the swelling of the humic micelles in water and the enhanced availability of inner hydrophobic surfaces for the strong adsorption of diazinon. The water diffusion into the solid humic materials after two months incubation, also explains their high pesticide retention capacity. This work indicates the usefulness of either solid o dissolved humic substances, with the proper hydrophobic character, in preventing the vertical leaching of non‐polar organic pesticides in soils.