土壤翻耕影响坡地磷流失试验研究

以黄绵土为试验材料,通过模拟降雨试验研究了翻耕与压实(分别代表大田条件下土壤翻耕与免耕两种休闲方式)条件下坡地土壤中不同形态P的流失特征。结果表明,翻耕条件下,由于坡面产流产沙量增加,流失径流中溶解态磷(DP)、泥沙浸提态磷(SEP)以及泥沙全磷(STP)的含量与流失量均明显增加,增幅达10倍以上,P的流失形态以泥沙结合态为主,压实条件下,DP／生物有效磷(BAP)与BAP／径流总磷(TP)比率分别为15％和2．4％;而翻耕条件下DP／BAP与BAP／TP比率分别为12％和2．6％,在黄土高原地区实行免耕或者夏季留茬休闲,可有效降低坡地土壤与养分的流失量,有效遏制土壤退化,对于保护下游水环境具有重要意义。     

水网平原地区不同种植类型农田氮磷流失特征

采用田间径流小区定位研究方法,在浙江省绍兴县选择27块农田,研究了自然降雨条件下水网平原地区7种种植类型农田N、P的径流流失特征、负荷及影响因素.结果表明： 农田径流总P（TP）、水溶态P（DP）和颗粒态P（PP）的年流失量平均分别为4.75、0.74和4.01 kg·hm^-2;PP占TP的比例高于DP.径流总N（TN）、水溶态总N（DTN）、水溶态有机N（DON）、NH₄⁺-N和NO₃^--N的年流失量平均分别为21.87、17.19、0.61、3.63和12.95 kg·hm^-2;流失的DTN各组分以NO₃^--N为主,其次为NH₄⁺-N,DON的比例较低.不同种植类型农田径流TN、DTN、DON和NO₃^--N的流失量由低至高依次为：休闲地<苗木地<单季晚稻农田<双季稻农田<油菜(或小麦)-单季水稻农田<小麦-早稻-晚稻农田<蔬菜地,而径流TP和PP的流失量依次为：休闲地<苗木地<单季晚稻、双季稻农田<小麦-早稻-晚稻农田<油菜(或小麦)-单季水稻农田<蔬菜地,不同种植类型间的DP流失量差异较小.N、P流失主要发生在作物生产期间,TN和TP的流失比例随作物复种指数的提高而增加.TN、DTN和NO₃^--N流失量主要与N肥施用量有关,土壤中NO₃^--N含量对TN和DTN流失量也有明显影响;农田DON的流失除与N肥施用量有关外,还受土壤全N和有机质积累的影响;NH₄⁺-N的流失量主要与土壤NH₄⁺-N水平有关,受N肥施用量的影响不明显;径流TP和PP的流失量受P肥施用量、土壤P积累的共同影响,而DP的流失与施P量关系不大,但与土壤全P和有效P都存在显著相关关系.     

平衡施肥及雨强对紫色土养分流失的影响

利用人工降雨装置模拟3种不同强度的降雨,采用模拟径流小区,研究了四川紫色丘陵区玉米净作条件下雨强及平衡施肥对土壤养分损失量及载体的影响.结果表明:雨强是影响地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量的最主要因素.在小雨强条件下,无地表径流及土壤侵蚀发生;随着雨强的增大,地表径流量、径流总量及土壤侵蚀量都急剧增加.磷素和钾素流失总量也随雨强的增加而增加,而雨强对氮素流失的影响不大.在3种雨强条件下,3种施肥处理的氮素流失总量表现为:高氮施肥>农户习惯施肥>平衡施肥,平衡施肥能减少氮素流失,而高氮施肥增加氮素的流失.农户习惯施肥处理的磷流失总量和钾流失总量均高于平衡施肥和高氮施肥两种施钾处理,在紫色土坡耕地增施钾肥能减少磷、钾养分的流失.     

长兴县合溪水库集雨区苗木地不同施肥管理模式对径流磷素流失的影响

为保护主要饮用水源合溪水库水质,长兴县将合溪水库集雨区农业种植结构向苗木种植方式调整,但缺乏优化施肥管理模式。针对该问题,选取集雨区典型苗木种植地进行径流小区定位试验,设置了撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外设置植草缓冲带、条施、穴施6个处理,研究不同施肥管理模式下苗木地径流磷素流失特征,筛选最优施肥管理模式,实现最大化的削减农田磷素流失。结果表明:不同施肥管理模式下,苗木地地表径流年总磷素径流流失通量大小顺序为:撒施(对照)地膜覆盖条施穴施区外植草缓冲带秸秆覆盖,撒施(对照)、地膜覆盖、条施、穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖六种施肥管理模式下的年总磷素径流流失通量分别为:9.60、9.14、5.49、4.44、2.48、1.37 kg hm-2a-1,说明穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖是较佳的施肥管理模式,若将其优化组合将显著消减合溪水库集雨区苗木地径流磷素流失及其对合溪水库水质的潜在影响。此外,不同施肥管理模式下,苗木地径流水样磷素流失的首要形态均为颗粒态磷,其次为溶解态磷,其中,撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外植草缓冲带、条施和穴施小区径流年均流失的颗粒态磷占流失总磷的比例分别是66.09%、70.69%、67.97%、71.63%、68.11%和67.87%。     

水稻田土—水系统中磷素行为及其环境影响研究

土壤测试表明供试土壤已富P．大田试验结果表明,P肥投入提高了土壤树脂P和田面水总P水平,且两者随着时间的推移而下降,但施P后的20d内,有机无机配施P肥对土壤有效P的贡献大于单施化肥P,在施P第7天时,有机无机配施P的田面水总P水平是单施化肥P的3．4倍,是施P量2倍的处理III的2．8倍,与有机肥配施的处理,其田表水P素流失潜能较单施化肥大,经33d后,P肥结构对田面水P素的影响不明显,两次水稻季节性排水而导致的P素净流失负荷和P素表观流失率变幅分别为－0．039－0．076kg.hm^-2和0.034-0.100% ,从减少水稻田排水P素流失角度考虑,可以认为,施P或土层被搅动后1周内是控制P素流失的主要环节。     

青蒿素含量与土壤、植株养分含量关系的研究

调查和分析测定同一产区不同土壤类型的黄花蒿土壤和植株不同部位的养分含量及青蒿素含量,并对其进行相关分析和因子分析,结果表明,青蒿素含量与土壤Ca的含量有显著的正相关关系,与根N、茎N素含量以及植株地下部和地上部的N素含量比有显著的负相关关系,与茎部和叶部的N素含量比有极显著负相关关系;黄花蒿植株叶片的N含量与土壤P含量有显著的正相关关系;影响青蒿素含量的主要因子是黄花蒿植株体内的养分含量,其次是土壤的养分含量以及土壤和植株等综合因子。通过施肥、适当补充土壤中的Ca和P素营养,改善土壤养分状况等各种途径来调节植株体内的养分,降低地下部和地上部的N素含量比值,茎叶部N素含量比值,提高青蒿素的含量,增施K肥,有利于黄花蒿的生长。     

水稻田土-水系统中磷素行为及其环境影响研究

土壤测试表明供试土壤已富P.大田试验结果表明,P肥投入提高了土壤树脂P和田面水总P水平,且两者随着时间的推移而下降.但施P后的20d内,有机无机配施P肥对土壤有效P的贡献大于单施化肥P.在施P第7d时,有机无机配施P的田面水总P水平是单施化肥P的3.4倍,是施P量2倍的处理Ⅲ的2.8倍.与有机肥配施的处理,其田表水P素流失潜能较单施化肥大.经33d后,P肥结构对田面水P素的影响不明显.两次水稻季节性排水而导致的P素净流失负荷和P素表观流失率变幅分别为-0.038～0.076kg·hm^-2和0.034～0.100%.从减少水稻田排水P素流失角度考虑,可以认为,施P或土层被搅动后1周内是控制P素流失的主要环节.     

我国稻田氮磷流失现状及影响因素研究进展

水稻是我国主要的粮食作物,分析现阶段我国稻田氮磷流失现状及影响因素,对明确不同区域水稻化肥减施潜力具有重要意义.本研究对我国主要稻区地表径流氮磷流失现状特征和降雨、种植模式、栽培技术、施肥管理、水分管理方式及其他影响因素进行了总结.六大稻区全氮(TN)、全磷(TP)径流损失量范围分别在5.09～21.32和0.70～3.22 kg·hm^-2,均以华南双季稻区最高,TN径流损失量以华北单季稻区最低,TP径流损失量以西南高原单双季稻区最低.各稻区农户习惯施肥的水稻田田面水TN、TP峰值普遍高于径流水.水稻施肥后一周内为氮磷流失高峰期.与优化施肥相比,农户习惯施肥仍具有20%左右的氮磷减施潜力.各因素中,降雨和施肥管理是影响稻田径流氮磷流失的主要因素,而施肥管理和水分管理则最具可控性,具体调控措施包括化肥减量、施用新型肥料、有机肥代替化肥和节水灌溉等.整体上我国稻田氮磷流失风险在南方更突出.应以资源高效利用模式进行水稻种植以降低养分流失风险.未来研究应侧重稻田面源污染监测、氮磷流失风险评估、氮磷流失特征和机理、化肥减施增效新技术等方向.     

控释肥料与普通氮肥混施对春白菜产量、品质和氮素损失的影响

在京郊露地生产条件下,研究了控释肥料与速效化肥混配施用对春白菜产量、品质、氨挥发、土壤硝态氮累积和淋失的影响.结果表明：与习惯施肥处理（施N 300 kg·hm^-2）相比,控释肥料与普通化肥按纯氮比2∶1混配施用（共施N 150 kg·hm^-2）没有造成白菜减产,并显著降低了菜叶中硝酸盐和有机酸含量;与半量施肥处理(施N 150 kg·hm^-2)相比,控释肥与化肥混施处理产量和叶片硝酸盐含量无显著差异.控释肥与化肥混施处理提高了白菜氮肥利用率,减少了N₃-N淋失量和氨挥发总量.白菜收获后,控释肥与化肥混施处理在20～40、60～80、80～100 cm土层的NO₃^--N含量显著低于习惯施肥处理.     

江汉平原农田生态系统B素循环及平衡分析

以江汉平原农田生态系统为研究对象。通过对当地农户小麦－稻,稻－稻,油菜－大豆,油菜－花生,小麦－芝麻,小麦－棉花,青椒－大白菜,萝卜－茄子8种种植模式农田B素的输入,输出和平衡研究。结果表明,B素的输出主要是作物收获,占B素总输出量的44．8％－64．7％;其次是淋溶损失占25％－41．4％,B素流失占总输出量的9．2％－17．4％。B素的主要输入途径是施有机肥和B肥,此外,降雨也是B素输入的主要途径,该区域各种类型农田生态系统B素输入途径大小顺序为菜田：有机肥＞降雨＞灌溉＞自然归还＞无机肥＞种子（种苗）;水田和旱地;降雨＞有机肥＞灌溉＞自然归还＞无机肥＞种子（种苗）。对B素平衡研究表明,该区2种菜田由于有机肥投入较大,普遍盈余,而种稻田由于施用有机肥和秸杆还田归还许多B素,B素亦基本平衡。而种蜡地有1种种植由于有B肥和有机肥的投入,B素盈余较多,而别3种农田由于施化肥而不施有机肥和B肥,B素出现不同程度的亏缺。     

紫色土流域次降雨条件下碳、磷非点源输出过程及其流失负荷

通过对位于川中丘陵区的紫色土流域在次降雨过程中溶解态有机碳(DOC)和不同形态磷素的输出进行动态监测,分析降雨过程DOC和P输出负荷,并探讨降雨径流对C、P迁移和水环境的影响。研究结果表明:(1)3次降雨共产生地表径流20399.8 m3,碳、磷输出负荷为83.19 kg和5.1 kg,次降雨过程径流C、P输出动态差异较大,其中径流DOC浓度随降雨历时的延长而降低,随后迅速升高,在达峰值后逐渐降低并趋于平稳。(2)降雨径流过程中磷素迁移主要以颗粒态(PP)为主,磷酸盐(PO3-4-P)是径流溶解态总磷(DTP)的主要存在形式,3次降雨PP输出负荷分别为1167.491、1891.331、984.74 g;PO3-4-P输出负荷分别为108.37、338.8、167.79 g。(3)3次降雨径流DOC输出浓度分别为3.37、4.77、6.97 mg/L,总磷(Total phosphorus,TP)输出浓度分别为0.11、0.43、0.74 mg/L;次降雨径流C/P比分别为192、48和42.1,相比于暴雨而言,大雨和中雨带来的水质问题需引起关注。     

竹林坡地径流中泥沙及氮磷载荷特征模拟

采用人工模拟降雨的试验手段,设定6个降雨强度(31.8～114.0 mm·h-1),通过测试径流量、泥沙量、径流中总氮(TN)和总磷(TP)浓度,研究了浙江省2种不同经营方式竹林(用材竹林和笋竹林)坡地(坡度20°)径流的载荷特征及机理.结果表明:用材竹林地的总径流量和径流系数均高于笋竹林地;笋竹林地的径流含沙量和总产沙量远大于用材竹林地;相同雨强下,笋竹林地降雨径流中的TN浓度为用材竹林地的5～6倍,笋竹林坡地径流中TN浓度随雨强增大而减小;用材竹林地降雨径流中TP浓度高于笋竹林地,笋竹林地泥沙中TP流失量是用材竹林地的数百倍;在TN和TP随径流泥沙的流失过程中,产流前期浓度起主要作用,后期径流量和产沙量起决定作用.     

华南赤红壤无机复合肥氮磷淋失特征

采用室内土柱淋溶模拟试验,研究了不同施肥水平下无机复合肥中氮和磷在华南赤红壤中的淋失特征.结果表明: 铵态氮、硝态氮和总氮淋失量均随施肥量增加而提高;肥料中氮的淋失率在36.8%～49.2%之间,总氮淋失量（y）与施肥量（x）之间的回归方程为y=0.3667x+66.483（R²=0.992）;铵态氮和总氮的淋失主要集中在前5次淋洗,硝态氮的淋失持续时间更长.施肥量对可溶性磷淋失量无显著影响,但颗粒磷和总磷淋失量均随施肥量增加呈上升趋势;肥料磷淋失率在0.002%～0.010%之间,总磷淋失量（y）与施肥量（x）之间的回归方程为y=7e^-5x+0.0538（R²=0.931）;磷的淋失动态与氮显著不同,为缓慢的持续累积过程.硝态氮与铵态氮淋失量比值和可溶性磷与颗粒磷淋失量比值均随施肥量增加呈下降趋势.     

基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略

生态化学计量学是评价水体营养状态的重要手段,利用其氮磷比指标探讨了我国太湖主要入湖河流苕溪的营养状态。野外监测结果显示,苕溪水体氮素超标严重,磷素污染轻度,硝酸盐、颗粒态磷为氮磷的主要赋存形态,且氮磷浓度呈现相似的季节变化规律,表明苕溪主要受农业面源污染影响。氮磷比分析表明,苕溪水体春、秋季处于磷素限制状态,夏季适合藻类生长,冬季低温条件下不利于藻类的大量繁殖;苕溪生物量增长受磷素限制,线性拟合亦显示其氮磷比主要受磷素波动的调控;苕溪干流大面积暴发蓝藻水华的风险较部分支流及死水区低,苕溪水入湖后,特别是夏季其暴发风险将显著提高。针对苕溪水体的富营养化现状,提出若干条水质改善应对策略。     

施磷量与施磷深度对玉米-大豆套作系统磷素利用率及磷流失风险的影响

为充分发挥间套作种植体系磷素高效利用优势、降低土壤磷素流失,采用田间试验分析了3种施磷(P_2O_5)水平(CP:168 kg·hm^-2;RP_1:135 kg·hm^-2;RP_2:101 kg·hm^-2)与3个施磷深度(D_1:集中施在距离地面5 cm处;D_2:集中施在距离地面15 cm处;D_3:于距离地面5、15 cm处各施一半)处理下玉米-大豆套作系统作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷与速效磷含量、磷吸附-解吸特征,以期为优化西南玉米-大豆套作系统磷素管理提供理论依据.结果表明:与对照不施磷处理(P_0)相比,各施磷处理显著增加了作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量.相同施肥深度下,处理RP_1与CP相比,作物籽粒产量差异不显著,但显著提高了植株地上部吸磷量,因此RP_1处理的磷素表观利用率显著高于CP处理.相同施磷量下,不同施磷深度间比较,作物地上部生物量、籽粒产量、植株吸磷量、土壤全磷和速效磷含量均以D_2处理最高.依据土壤磷的吸附-解吸特征参数可知,当施磷深度为D_2、施磷量为RP_1时,土壤对磷的固持能力最强,在降低磷素流失上表现出较强优势.因此,玉米-大豆套作系统中适当减少磷肥施用量和加大磷肥施用深度在保证作物产量的同时,有利于提高磷素利用率,减少土壤磷流失.     

Runoff transport of faecal coliforms and phosphorus released from manure in grass buffer conditions

AIMS: To test the hypothesis that faecal coliform (FC) and phosphorus (P) are transported similarly in surface runoff through the vegetative filter strip after being released from land-applied manure. METHODS AND RESULTS: The Hagerstown soil was packed into boxes that were 10 cm deep, 30 cm wide and 100, 200 or 300 cm long. Grass was grown in boxes prior experiments. Same-length boxes were placed under rainfall simulator and tilted to have with either 2% or 4% slopes. Dairy manure was broadcast on the upper 30-cm section. Rainfall was simulated and runoff samples were collected and analysed for Cl, FC and total phosphorus (TP). Mass recovery, the concentration decrease rate k, and the ratio FC : TP showed that there was a consistent relationship between FC and TP in runoff. Conclusion: The FC and TP transport through simulated vegetated buffer strips were highly correlated. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: As a knowledge base on the effect of the environmental parameters on P transport in vegetated buffer strips is substantially larger than for manure-borne bacteria, the observed similarity may enhance ability to assess the efficiency of the vegetated buffer strips in retention of FC currently used as indicator organisms for manure-borne pathogens.     

Characterizing bioavailable phosphorus concentrations in an agricultural stream during hydrologic and streambed disturbances

In freshwater ecosystems, phosphorus (P) is often considered a growth-limiting nutrient. The use of fertilizers on agricultural fields has led to runoff-driven increases in P availability in streams, and the subsequent eutrophication of downstream ecosystems. Isolated storms and periodic streambed dredging are examples of two common disturbances that contribute dissolved and particulate P to agricultural streams, which can be quantified as soluble reactive P (SRP) using the molybdate-blue method on filtered water samples, or total P (TP) measured using digestions on unfiltered water reflecting all forms of P. While SRP is often considered an approximation of bioavailable P (BAP), research has shown that this is not always the case. Current methods used to estimate BAP do not account for the role of biology (e.g., NaOH extractions) or require specialized platforms (e.g., algal bioassays). Here, in addition to routine analysis of SRP and TP, we used a novel yeast-based bioassay with unfiltered sample water to estimate BAP concentrations during two storms (top 80% and?>?95% flow quantiles), and downstream of a reach where management-associated dredging disturbed the streambed. We found that the BAP concentrations were often greater than SRP, suggesting that SRP is not fully representative of P bioavailability. The SRP concentrations were similarly elevated during the two storms, but remained consistently low during streambed disturbance. In contrast, turbidity and TP were elevated during all events. The BAP concentrations were significantly related to turbidity during all disturbance events, but with TP only during storms. The novel yeast assay suggests that BAP export can exceed SRP, particularly when streams are not in equilibrium, such as the rising limb of storms or during active dredging.

     

黄壤稻田土壤微生物生物量碳磷对长期不同施肥的响应

本研究以进行了22年的黄壤稻田长期定位试验为依托,分析了不同施肥模式下土壤碳(C)、磷(P)与微生物生物量C(MBC)、P(MBP)的变化及其耦合特征,旨在探讨黄壤地区合理培肥模式以提高土壤磷素有效性.试验包括10个处理,分别为不施肥(CK)、单施氮肥(N)、磷钾配合(PK)、氮钾配合(NK)、氮磷配合(NP)、氮磷钾配合(NPK)、单施有机肥(M)、3种有机无机肥配施(1/4M+3/4NP、0.5MNP、MNPK).结果表明:与不施肥相比,N和NK处理土壤有机碳(TOC)、全磷(TP)、MBC、MBP均有不同程度的降低,施磷处理(PK、NP、NPK)则有不同程度的提升;与不施肥和施用无机肥相比,施用有机肥各处理TOC、MBC、MBP及MBP/TP均显著增加,其中M和MNPK处理增幅最大.MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP以施用有机肥处理最低,N处理最高.土壤MBC、MBP及其耦合关系与土壤TOC和有效磷均呈极显著相关,TOC是影响MBC、MBP、MBP/TP的直接因素,而有效磷则是影响MBC/MBP、TOC/MBP、MBC/TP的直接因素.土壤MBP及碳、磷耦合关系各指标可以有效区分单施化肥和施用有机肥的不同施肥方式,可作为评价黄壤稻田磷素肥力的生物学指标.配施有机肥是增加黄壤稻田磷有效性、提高土壤供磷潜力和保持土壤生物健康的有效途径.     

泉州湾洛阳江河口沉积物中磷的形态分布

分析了泉州湾洛阳江河口沉积物中总磷及5种形态磷(可交换态磷(DP)、铁铝结合态磷(Fe/Al-P)、钙结合态磷(Ca-P)、有机磷(OP)和闭蓄态磷(Re-P))的含量,探讨了它们的垂向分布特征、相互关系及环境指示意义。结果表明:沉积物中的总磷(TP)以无机磷为主,占TP比例76%~89%;除可交换态磷外,沉积物中形态磷的垂向分布规律具有相似性,大体随深度增加而减小,且在表层有富集现象,反映了沉积物中总磷和各形态磷的分布受人类活动影响较明显;通过相关性分析,钙结合态磷是总磷和无机磷的主要控制因素,而总磷和其他形态磷(除了可交换态磷外)相互间均具有显著相关性,且有机质对各形态磷的分布均有一定影响;TP和各形态磷含量,以及(Fe/Al-P)/TP、Ca-P/TP、OP/TP都在同一层出现了显著变化,反映了水利设施和围垦工程对沉积环境和各形态磷迁移转化有较大影响。