赤水河流域土地利用结构对氮素输出的影响

以赤水河流域为研究对象,根据Landsat8 OLI卫星影像获取流域土地利用现状,利用ArcGIS的水文、空间分析模块提取22个子流域,分析子流域不同形态氮(TN、NO_3~--N、NH_4~+-N)的输出特征及其与土地利用结构之间的关系。结果表明:赤水河各子流域TN、NO_3~--N、NH_4~+-N浓度范围分别为1. 27～4. 13、1. 14～3. 97、0. 01～0. 35 mg/L。TN和NO_3~--N与流域内耕地、灌草的相关系数分别为0. 663 (p 0. 01)、0. 538 (p 0. 05)和0. 631(p0. 01)、0. 530(p0. 05),TN、NO_3~--N、NH_4~+-N与流域内耕地、灌草浓度表现为显著正相关,流域内耕地、灌草对TN、NO_3~--N输出均表现为显著的"氮源"作用。NH_4~+-N的相关系数为-0. 558(p 0. 01),耕地对NH_4~+-N输出起显著"氮汇"作用。TN、 NO_3~--N与林地的相关系数为-0. 673 (p 0. 01)、-0. 652(p0. 01),林地对TN、NO_3~--N输出起到了显著的"氮汇"作用。NH_4~+-N与林地的相关系数为0. 435(p0. 05),林地对NH_4~+-N的输出起"氮源"作用。各子流域的分析结果表明,流域受土地利用结构带来的面源污染影响显著。     

湖北省作物系统氮素利用及其环境影响综合评估

粮食安全、资源高效和环境友好是发展可持续农业的核心问题。湖北省作为长江中下游平原重要农业省份,亟需综合评估作物系统氮素利用及其环境影响。针对湖北省主要粮食作物(水稻、小麦、玉米、大豆)和经济作物(茶叶、水果、蔬菜),提出作物系统氮素利用效率及其环境影响的综合评估框架,系统分析2020年湖北省作物生产过程中氮素利用状况及环境效应的空间分异特征。结果表明,在氮素利用方面,湖北省农作物施氮量、氮盈余和温室气体排放强度偏高,氮肥偏生产力和氮素利用率较低。湖北省施氮量比同年中国施氮量平均水平高43%;粮食作物氮素利用率为35.17%,而经济作物氮素利用率仅为9.99%,存在较大增效空间。在环境影响方面,经济作物氮盈余总量(43.36%)低于粮食作物(56.64%),其中水稻氮盈余总量(38.27%)最高;然而,粮食作物产生的温室气体在环境影响中占主导地位。从空间分布上看,湖北省施氮量呈现中部高、东西低的趋势。经济作物温室气体排放主要集中在鄂南和鄂北地区,粮食作物温室气体排放主要集中在鄂西和鄂东地区。经济作物氨气单位面积挥发量比粮食作物大,呈现南北高、东西低的分布格局。研究可为后续降低湖北省氮肥投...     

江西省耕地土壤氮素空间变异特征及其影响因素

为定量探讨省域尺度下土壤氮素空间变异特征及其影响因素。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,运用普通克里格、单因素方差分析与回归分析方法,对土壤氮素空间变异特征及其影响因素进行分析。结果表明：（1）江西省土壤全氮(TN)含量在026~375 g/kg之间,平均值为158 g/kg,变异系数为3101%;碱解氮(AN)含量值域范围为1160~39970 mg/kg,平均值为16431 mg/kg,变异系数为3460%;二者均呈中等程度的变异性。（2）经半方差分析,TN与AN的变程分别为31489和3030 km,TN的空间自相关范围大而AN较小。（3）在空间分布上,高值区主要分布在新余市、抚州市与景德镇市。（4）回归分析与单因素方差分析结果表明,地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型和秸秆还田方式对土壤氮素空间变异影响极显著(P<001)。秸秆还田方式对土壤TN与AN空间变异的独立解释能力最高,分别为271%与42%,是影响江西土壤氮素空间变异的主要因素。     

恩施地区生态足迹和生态承载力评价

以恩施地区2010年统计数据为依据,对其2010年的生态足迹、生态承载力、生态盈余进行计算和分析,并将生态足迹、生态承载力、生态盈余和万元GDP生态足迹分别与恩施地区贫困村分布密度进行空间耦合。研究表明：（1）恩施地区人均生态盈余为0467 hm2,人均生态承载力为0947 1 hm2,人均生态足迹为048 hm2;（2）贫困村分布密度最高的来凤县、建始县人均生态盈余很少,而贫困村分布密度最低的利川市、咸丰县、宣恩县、鹤峰县,人均生态足迹最高和最低的县分别是咸丰县、宣恩县,鹤峰县的生态承载力最高,人均生态盈余最高的是宣恩县、鹤峰县,万元GDP生态足迹最高和最低的分别是利川市,巴东县;（3）通过生态足迹的研究,提出了恩施贫困地区需放大生态比较优势,〖JP2〗因地制宜,努力将生态盈余转化为直接的经济增长,使之能够有效的帮助贫困地区脱贫致富     

微生物生理群在猪粪秸秆高温堆肥碳氮转化中的作用

在自制的强制通风静态堆肥反应箱中,猪粪与秸秆以鲜重7∶1的比例进行了堆肥化实验,在堆制的23 d里根据堆温变化分阶段采集堆肥样品,利用MPN法测定了堆料中纤维素分解菌和氮素微生物生理群的数量变化,同时测定了相应的碳、氮含量。结果表明,纤维素分解菌在稳定腐熟阶段较多,对于后期有机碳的降解和腐殖质含量的增大起了很大的作用,在堆制的23 d里,腐殖质增加了2.4%。整个堆制过程中,氨化细菌的数量最大且与氨气释放浓度和铵态氮含量呈显著正相关,都在高温期增加,降温期后减少,氨化细菌的数量在高温期的增加率远高于降温期后的减少率,而铵态氮在高温期的增加率远低于在降温后期的减少率,铵态氮总体上减少了74.1%;亚硝化细菌数量与硝态氮呈正相关;反硝化细菌数量在降温期上升幅度较大,堆制结束时为堆制初期的13倍,且与堆肥中硝态氮含量呈正相关;硝态氮含量增加了87.5%;堆肥后期硝态氮的增加可能与堆肥中存在能进行硝化作用的反硝化细菌有关。固氮菌数量在堆制结束时达堆制初期的2.61倍,主要在降温期增加较多,对堆肥中有机氮的形成起很大作用。     

水位波动带氮素迁移转化规律

为考察水位波动对非饱和-饱和土层中氮素迁移转化的影响,设计土柱实验装置Ⅰ和Ⅱ分别模拟水位稳定与波动两种情景,测定一个水位波动周期内地下水中NO₃^--N、NO₂^--N和NH₄⁺-N浓度变化情况。结果表明,柱Ⅱ水位第1次下降柱内1^#,2^#,3^#,4^#采样点NO₃^--N浓度均增大,增幅分别为6.5%、14.9%、15.33%和19.8%。水位上升时结果相反,分别降低17.3%、26.15%、50.29%和44.61%。第2次水位下降至初始位置4个采样点NO₃^--N浓度再次增大,幅度分别为7.1%、10.6%、13.89%和7.76%。铵态氮呈相反趋势不同程度的变化。水位波动柱Ⅱ连通水槽内总氮量增加显著高于柱I水槽,即水位波动有利于波动带地下水中氮素垂向迁移,加重波动带以下地下水硝酸盐污染。因此,水位波动对氮素迁移转化的影响不容忽视。     

采煤塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响

煤炭开采导致大面积的土地塌陷,使大量耕地出现常年积水或季节性积水,对塌陷地土壤氮素矿化过程产生一定影响。采集了某矿采煤塌陷地土壤样品,进行好气和淹水培养条件下间歇淋洗培养实验,研究了塌陷地积水对土壤氮素矿化过程的影响。经过62d的培养,40d左右氮素的矿化过程趋于稳定,淹水培养条件下土壤氮素最终累积矿化量为68.99mg/kg,约为好气培养条件的10倍,且淹水培养条件下土壤氮素矿化势可达69.472mg/kg,均矿化速率为5.210mg/(kg·d),说明淹水对土壤氮素矿化过程有显著的促进作用。将实验所得累积矿化量分别代入简单指数模型及双因子指数模型进行拟合,发现简单指数模型能有效模拟好气和淹水培养条件下土壤氮素矿化过程,并获得了2种培养条件下土壤氮素矿化过程的模型参数。     

不同氮肥与假单胞菌配施对复垦土壤油菜产量和氮肥利用的影响

为探讨发挥肥效的最佳氮素形态、菌肥在矿区复垦土壤的合理有效施用以及对氮素的利用,以油菜为供试作物,利用复垦土壤,采用盆栽实验研究不同形态氮肥（硝态氮、铵态氮、硝铵态氮和酰胺态氮）与荧光假单胞菌配施对油菜产量、品质的影响,并计算吸氮量和氮肥利用率.结果显示,每种氮肥均能够显著提高油菜的产量、品质,配施菌剂可在氮肥基础上继续提高油菜产量和改善品质.其中以硝铵态氮肥增产效果、品质改善效果最好,其次为铵态氮、硝态氮和酰胺态氮处理;所有处理中,硝铵态氮+菌的油菜全氮、吸氮量、氮肥表观利用率和氮肥农学利用率均为最大,其次是铵态氮+菌、硝态氮+菌,最后为酰胺态氮+菌处理.本研究表明荧光假单胞菌配施更有利提高油菜产量与品质,提高氮肥利用率.（图2表2参26）     

亚热带红壤丘陵区浅层地下水氮淋失特征研究

土壤养分累积引起的氮素(N)淋失是导致农区地下水污染的重要原因,也是农业面源污染的重要形式.本文以湖南省长沙县典型亚热带红壤丘陵流域为研究对象,通过连续定位观测,研究了林地、稻田、菜地和茶园4种代表性土地利用类型浅层(130~150 cm)地下水中N浓度的逐月动态变化特征.连续3年(2010—2013年)的观测结果表明:4种土地利用类型下浅层地下水总氮(TN)平均浓度差异显著(p0.05),其中,林地最低(0.85 mg·L-1),茶园最高(7.64 mg·L-1);从N的形态构成来看,林地、菜地和茶园浅层地下水中N形态以硝态氮(NO-3-N)为主,分别占TN的46.7%、70.2%和72.8%,而稻田浅层地下水N形态则以铵态氮(NH+4-N)为主,占TN 43.5%,表明土壤淹水条件是影响地下水N淋失形态的关键因子.地下水各形态N浓度的动态变化在不同土地利用下也迥然不同:林地地下水各形态N的含量低、变幅小,而稻田、菜地和茶园地下水N浓度变幅较大;采用单因子方法对不同土地利用下地下水的水质进行评价,结果表明:研究区浅层地下水中TN和NO-3-N无显著污染,NH+4-N污染较为严重,而综合指数法(F值法)进一步表明研究区浅层地下水污染主要出现在稻田和茶园,因此,控制稻田和茶园N肥的施用量是预防亚热带红壤丘陵区地下水N污染的关键.     

节水灌溉与控释肥施用对太湖地区稻田土壤氮素渗漏流失的影响

在太湖流域采用田间小区试验研究了干湿交替节水灌溉与控释肥(控释BB肥与树脂包膜尿素)施用对稻田30 cm深土壤渗漏水总氮(TN)、铵态氮(NH+4-N)、硝态氮(NO-3-N)和亚硝态氮(NO-2-N)浓度的动态变化及氮素淋失的影响.结果表明:各处理渗漏水TN、NH+4-N和NO-2-N浓度均在施肥后10 d内达到高峰,然后逐渐下降.渗漏水氮素以NH+4-N(0.22~15.15 mg·L-1)为主,平均占TN 70.1%,NO-3-N(0.10~0.95 mg·L-1)占TN比例较低,平均为13.0%,NO-2-N(0~0.24 mg·L-1)平均仅占TN 1.3%.与淹灌相比,节灌对稻田渗漏水氮素浓度及各氮素占总氮的比例影响不大,但降低了14.2%的渗漏水量和9.4%的TN淋失量.施氮显著提高了渗漏水氮素浓度以及NH+4-N和NO-2-N占TN的比例.控释BB肥和树脂包膜尿素较常规尿素处理水稻全生育期渗漏水TN平均浓度分别降低10.2%和43.3%,TN淋失量分别降低26.1%和39.5%.综上,干湿交替节灌结合树脂包膜尿素施用有利于降低氮素渗漏损失,促进农田面源污染减排.