太湖河网地区农村非点源氮负荷——以宜兴市大浦镇为例

采用野外试验与实地调查相结合,利用泥沙流失方程和GIS平台,定量估算了江苏宜兴市大浦镇农村非点源氮排放负荷.结果表明:大浦镇农村非点源氮排放负荷为207.0 t·a-1,其中农田、生活污水、养殖、垃圾和非农田泥沙流失的排放负荷分别为80.6、61.1、49.3、10.5和5.4 t·a-1,分别占39.0%、29.5%、23.8%、5.1%和2.6%;5种排放源中,农田、生活污水和养殖为优先控制因子;方钱、大浦、浦北和浦南4村平均氮排放负荷为80.4、73.0、60.4和52.3kg·hm-2·a-1,远高于其他区域,为优先控制区.     

基于氮平衡的盐城市畜禽养殖环境承载力分析

滨海地区为海陆交互地带, 具有明显的过渡性与环境的脆弱性。江苏省滨海是江苏省畜禽养殖最为集中的区域, 其巨大的环境风险给区域生态环境造成巨大压力。种养平衡是约束区域养殖规模, 缓解其环境风险的主要策略之一。现以盐城市为例, 借助Truog的养分平衡法, 以种养平衡为前提, 结合政府统计资料和实地调研踏勘与采样数据分析盐城市种植业生产农作物氮养分年消耗总量和耕地土壤氮养分供给量, 对盐城市亭湖区和盐都区各镇的畜禽养殖环境承载力进行分析, 结果表明: (1)研究区土壤氮养分含量较为紧缺, 农作物氮需求总量为1.44×104 t, 土壤氮养分供给量仅为0.97×104 t; (2)研究区合理承载规模为7.20×104头猪当量, 基于氮的畜禽环境承载力均值为氮5.77头猪当量·hm-2, 在区域内处于较低水平, 承载潜力较大, 并未对环境造成威胁, 各乡镇畜禽养殖发展存在显著差异; (3)畜禽养殖空间分布错位, 局部地区污染严重。当前研究区畜禽养殖规模总体较为合理, 研究结果可为滨海地区畜禽养殖的种养结合、畜禽产业结构调整、实现畜禽养殖业现代化提供支持。     

湖北省三峡库区畜禽养殖污染现状评价

采用畜禽产排污系数估算出湖北省三峡库区2001—2014年畜禽粪便总量及COD、TN、TP的产生量,分析畜禽粪便对环境污染的情况,并对湖北省三峡库区的畜禽养殖的环境容量和污染风险进行评估。结果表明:(1)湖北省三峡库区的畜禽粪便主要来源于生猪。(2)2001—2014年湖北省三峡库区的畜禽粪便的猪粪当量和COD产生量均呈增长趋势,至2014年分别为316.2万t和28.0万t。(3)2001—2014年畜禽粪便TN和TP产生量均呈缓慢上升趋势,2014年的TN、TP耕地负荷分别为281.2、44.1 kg·hm~(-2)·a~(-1),远高于欧盟的限量标准。(4)2001—2014各年湖北省三峡库区的实际养殖量均超过当年其环境容量的50%。2014年巴东县、夷陵区、兴山县和秭归县的实际养殖猪当量远超出其环境容量的50%,这些地区应严格控制畜禽养殖数量。     

中国有机肥料养分资源潜力和环境风险分析

基于<中国农业年鉴2006)和其他文献的基础数据,计算了2005年中国人畜禽排泄物和秸秆数量及其产生的养分量.结果表明,2005年中国人畜禽排泄物总量为46.25亿t,秸秆总产量为6.43亿t.中国有机肥料养分资源潜力巨大,2005年人畜禽排泄物和秸秆共产生N、P2O5、K2O养分量分别为2824.52、1282.93、2947.99万t,分别为化肥N、P2O5、K2O投入量的1.08、0.86和4.56倍.但不同区域差异较大,其中河南、山东和四川省人畜禽排泄物产生N、P2O5、K2O量最多,均>400万t,西北地区和北京、天津、上海等地人畜禽排泄物产生的养分总量较少.秸秆中N、P2O5、K2O含量在河南和山东2个粮食主产省最高,均>150万t;西北地区秸秆养分产生量相对较少.单位农田面积人畜禽排泄物的N、P2O5和K2O养分负荷量以北京最高,达到787.26 kg·hm-2,其次是天津和上海,分别为515.31和505.35 kg·hm-2,环境风险较大.     

我国畜禽生产体系中磷素平衡及其环境效应

通过畜禽生产体系磷素的实际流动过程——磷素输入和磷素输出,计算了畜禽生产体系磷素的去向,包括畜禽活体磷素去向,不同养殖方式粪尿磷素去向;并对畜禽粪尿回田、排入环境等状况进行了评价。结果表明,从动物体磷分配来说,畜禽活体带出的磷大部分分配在骨中,肉猪骨中的磷素占活体带出磷的71.5%,肉鸡骨中的磷素占活体带出磷的71.1%,肉牛骨中的磷素占活体带出磷的71.6%。计算还表明:蛋鸡和肉猪生产体系对环境造成的污染风险相对其他畜禽生产体系来说最大,中国2001年蛋鸡生产体系向环境排放磷量为30.8万t,占猪牛鸡向环境排放总磷量的43.0%;肉猪生产体系向环境排放磷量为15.3万t,占猪牛鸡向环境排放总磷量的21.3%。还对未来畜禽发展规模以及降低污染提出了一些建议。     

浑河上游不同类型农户氮负荷特征

选取浑河上游大伙房水库上游的小流域为研究区域,对农户氮素非点源污染特征进行了分析.根据氮素流动的特点,将农户分为养殖型农户、蔬菜种植户、传统种植户3种类型.氮素污染负荷顺序为:养殖型农户(348 ±76 kg·hm-2·a-1)＞蔬菜种植户(307±127kg·hm-2·a-1)＞传统种植户(213±126 kg·hm-2·a-1).不同农户农田氮损失量的大小顺序为:蔬菜种植户(256±21 kg hm-2·a-1)＞养殖型农户( 188±52 kg·hm-2·a-1)＞传统种植户(168±65 kg·hm-2·a-1).表明,该地区的蔬菜种植户、养殖型农户对水体质量影响较大,是氮素非点源污染重点防治对象.在农户氮排放中,居民生活排放的氮素占28%,农田氮损失占72%,说明农田是主要的氮污染源,但居民生活的氮素污染也不可忽视.该研究范围内最佳氮循环的临界值为395.5 kg hm-2·a-1,此时的总流动量是1883.3 kg·hm-2·a-1,氮素输出是376.7 kg·hm-2·a-1.     

厦门市海岸带水污染负荷估算及预测

综合采用灰色模型、曲线回归等预测方法,建立了基于厦门市海岸带特征的主要污染源水污染负荷估算及预测模型,并采用厦门市历年统计数据对模型加以验证.对厦门市近岸海域近10年的废水和主要污染物质排放量估算的结果表明:万元产值工业废水排放量呈逐年下降的趋势,而各污染物的排放总量却逐年缓慢增长;在点源污水排放总量预测中,约76%的氮、磷来自于生活污水;在非点源污染负荷中,农业非点源中的氮、磷负荷占较大比例,城市非点源污染负荷比例最小.2005年厦门海岸带各污染源产生的氮污染负荷大小比较结果为:生活污染源>农业非点源>工业污染源>旅游业污染源>城市非点源,磷污染负荷则为:农业非点源>生活污染源>工业污染源>旅游业污染源>城市非点源.     

山东省南四湖流域农业面源污染评价及分类控制

为明确山东省南四湖流域农业面源污染状况,有针对性地采取合理的污染控制对策,采用排污系数法核算了山东省南四湖流域农业面源COD、TN和TP的污染负荷。运用等标污染负荷法、聚类分析、GIS技术对其污染物排放量、排放强度、敏感性和空间特征以及污染物分类进行分析。结果表明:2012年山东省南四湖流域农业面源COD、TN和TP的排放量分别为254574.06、116976.87和15554.42 t,排放强度分别为88.18、40.52和5.39kg·hm-2;流域最主要的污染源为畜禽养殖,最主要的污染物为TN。COD、TN和TP排放强度最高的地区分别为兖州市、梁山县和鱼台县,而排放强度最低的地区均为山亭区;兖州市、汶上县、梁山县、定陶县和滕州市为整个流域农业面源污染的高度敏感区和优先控制区,畜禽养殖是流域优先控制区的重点污染源。农村生活污染型和综合污染型分别是流域污染贡献率最高和治理难度大的污染类型。     

广州市畜禽养殖业污染空间分布研究

基于广州市畜禽养殖场畜禽养殖量数据,采用排泄系数法和分区统计,估算广州市畜禽养殖污染物产生量及其空间分布特征,探讨畜禽养殖污染物流失对水体环境的影响。研究结果表明:(1)广州市畜禽养殖业分布呈明显的圈层结构,畜禽养殖场呈现围绕中心城区的环状分布,城郊区县是畜禽养殖业的分布重点。(2)广州畜禽养殖场污染物流失总量较高,尤其是近郊区县污染物流失严重。(3)畜禽养殖污染物对流溪河、东江、增江、西航道等水体造成影响。针对广州市畜禽养殖业发展现状和空间分布特征提出畜禽养殖业污染防治对策,为行业污染防治和环境管理提供科学依据,为区域畜禽养殖业可持续发展研究提供参考。     

典型喀斯特山区农业生物质能潜力估算——以贵州省为例

喀斯特山区生态环境脆弱,能源利用模式低值粗放,开展该区域的农业可利用生物质能潜力研究,对喀斯特山区农村能源建设和生态环境保护具有重要意义。以贵州省为例,在考虑土壤生态保留前提下,利用草谷比、土壤生态保留系数、收集系数、折标系数、副产物系数估算农村地区可利用农业生物质能资源总量。结果表明:(1) 2009—2015年间,贵州省年均可利用生物质能资源量达5191.50×10~4t标准煤,地均和人均农业生物质能资源量分别达到295 t标准煤/km~2和1.48 t标准煤/人,其中年均可能源化利用的达到1974.05×10~4t标准煤,占贵州省同期能源消费总量的21.84%。(2)贵州省生物质能储量结构比例分布不均,畜禽粪便资源利用潜力巨大,贡献值高达85%;其中,牛粪资源蕴藏量达年均3009.78×10~4t标准煤,贡献值达到68.39%,是贵州省最重要的农业生物质能资源。(3)从时序变化特征看,2009—2015年间贵州省生物质能资源量呈现U形结构,2011年达到最低值,这与2010年的西南大旱重要事件耦合。最后,针对贵州省农业生物质能现状,论文提出喀斯特山区应该合理布局秸秆电厂和秸秆固化成型燃料生产企业,提高畜禽的规模化养殖水平并加强农业生产防灾减灾工作,农村生活能源推广以沼气、节柴灶与节能秸秆气化炉高效利用相结合的能源利用结构等建议。     

雷州半岛规模化畜禽养殖污染现状与对策

本文根据2001年畜禽养殖污染调查,结果表明雷州半岛现有规模化畜禽养殖场413个,畜禽类尿产生量及其污水产生量分别为3.29×10⁵t·a^-1和1.98×10⁶t·a^-1,其中猪场粪尿及其污水产生量分别为2.48×10⁵t·a^-1和1.22×10⁶t·a^-1万吨/年,分别占全半岛总量的75.35%和61.85%,是畜禽养殖主要污染源;全半岛畜禽养殖产污主要分布在雷州市、麻章区、遂溪县和吴川市,文中还就畜禽养殖的污染问题,提出相应的环境管理与防治对策。     

旱地小麦深施磷肥对土壤水分及植株氮素吸收、利用的影响

为探明磷肥在旱地小麦生产上的作用,寻求旱地小麦最佳施磷方式,在山西省闻喜县进行了低磷(75kg·hm~(-2))、中磷(112.5 kg·hm~(-2))、高磷(150 kg·hm~(-2))3个施磷量条件下20 cm、40 cm 2个深度施磷的田间试验,研究其对旱地麦田土壤水分及植株氮素吸收、利用的影响。结果表明:增加施磷量,越冬期-孕穗期0~100 cm土层土壤蓄水量提高,且深层施磷效果较好,尤其有利于返青期土壤蓄水量提高。增加施磷量,各生育时期植株含氮率提高,各生育时期植株氮素积累量显著提高,且深层施磷效果较好,尤其开花期含氮率。增加施磷量,花前各器官氮素运转量显著提高,深层施磷叶片氮素运转量对籽粒的贡献率提高,成熟期叶片氮素积累量及其所占比例显著降低。40 cm深度施磷150 kg·hm~(-2)花后氮素积累量最高。此外,越冬-孕穗期0~100 cm土层土壤蓄水量与花前氮素运转量关系密切,尤其与叶片氮素运转量关系密切,开花期土壤水分与花后氮素积累量关系系数最大。总之,增加施磷量,有利于提高花前1 m内土壤水分,有利于促进植株氮素积累、运转,且深层施磷效果显著,尤其可促进叶片氮素转移到籽粒,有利于开花期含氮率提高,有利于花后氮素积累。最终,40 cm深度施磷150 kg·hm~(-2)可显著提高旱地小麦氮肥吸收效率、氮肥生产效率、氮素收获指数。     

畜禽钙磷和微量元素营养研究进展

矿物元素在畜禽生长发育、新陈代谢、神经活动、免疫功能、内分泌等几乎所有的生命活动过程中都发挥着重要的生理作用,分为钙、磷、钠、镁等常量元素和铁、锰、钴、铜等微量元素。某种矿物元素摄入不足或在体内过量蓄积、矿物元素间比例失调,都将引起严重后果。随着畜禽养殖业的集约化规模化发展,饲用矿物元素用量迅速增加,但存在不合理使用的情况,造成了资源浪费和环境污染。因此,在满足畜禽营养需要量的前提下,合理地使用矿物元素剂型及剂量,实现降低矿物元素经畜禽粪污向环境中的排放量,不仅利于集约化畜禽养殖业的发展,同时也能有效降低畜禽粪污中的重金属含量,为种植业提供优良的有机肥来源,维护生态系统的平衡,促进种植业和养殖业的可持续健康发展。基于此,以畜禽体内含量最高的常量元素钙磷和微量元素为切入点,介绍了饲用矿物元素的应用现状、畜禽矿物元素基础需要量及合适的添加范围,着重综述了新型饲用微量元素的开发与应用进展,并探讨了矿物元素动态饲喂模式的可行性及有效性,以期为合理利用矿物元素资源及进一步解决全球生态农业研究的畜禽矿物元素导致的环境污染提供参考。     

种植密度对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响

在大田条件下,以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为材料,研究不同种植密度(泰农18:每公顷135、270、405万株;山农15:每公顷172.5、345、517.5万株)对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响.结果表明:在整个生育期,随种植密度的增加,泰农18的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积均显著增加;在生育后期,山农15的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积在种植密度为每公顷345万株时最大.泰农18的籽粒产量、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮素利用效率在种植密度为每公顷405万株时最高,山农15在种植密度为每公顷345万株时最高,但与种植密度为每公顷517.5万株的处理差异不显著.随种植密度的增加,冬小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮在不同土层的积累量均降低.泰农18和山农15种植密度分别为每公顷405万株和345万株时,是兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度.     

黑土长期施肥及养分循环再利用的作物产量及土壤肥力质量变化Ⅰ.作物产量

在一丰P黑土(Olsen P25.8mg·kg^-1)上进行13年中长期田间试验的结果表明,氮肥平均增产率为275%,年增产粮食(大豆、玉米、小麦混合)724kg·hm^-2,1kgN增产粮食9.4kg;磷肥前期增产不明显,13年平均增产率为7%,年增产粮食241kg·hm^-2,1kgP增产粮食12.7kg.每年施用循环回田猪圈肥(以处理区收获产品的80%喂猪、垫圈经堆制而成),粮食平均年增产量在不施化肥、施N、施NP基础上,分别为268、258、255kg·hm^-2,相应的增产率为9.8%、7.6%和7.0%.试验期间循环回田猪圈肥的增产效果有逐渐增长趋势,表明存在着猪圈肥残效的叠加效应.     

太湖一级保护区非点源磷污染的定量化研究

采用田间实验与实地调查相结合的方法,研究了太湖一级保护区武进市雪堰镇水稻季节各种类型非点源磷污染的负荷分配情况。结果表明,雪堰镇各种类型农业非点源污染中,农田磷排放总量为1313kg,占排放总量的56．2％;农村居民磷排放总量为442kg,占排放总量的18．9％;城镇居民磷排放总量为518kg．占排放总量的22．2％;养殖业磷排放总量为62kg,占排放总量的2．7％．在当前的非点源磷污染治理中,除采取有力措施控制农田养分外,对于城镇和农村居民生活污水和人粪尿的排放也应引起重视。     

养殖污水直灌对稻田土壤氮、磷积累与垂直迁移的影响

尽管国内外对养殖污水处理已提出了一系列的工艺技术,但因经济原因养殖污水直接灌溉农田在我国农村地区仍较为常见.为了解长期畜禽养殖污水直灌对稻田土壤质量的影响,在浙江省绍兴市柯桥区选择了养殖污水直灌不同年限(0、4、7、13年)的稻田,比较研究了养殖污水直接灌溉对稻田土壤不同深度土层中各形态氮和磷含量的影响,探讨了长期养殖污水灌溉对氮、磷在土壤剖面中垂直迁移的影响.结果表明: 长期养殖污水直接灌溉可显著提高稻田土壤中氮和磷的积累,积累量随灌溉年限的增长而增加,其中磷素的增幅高于氮素.养殖污水灌溉4、7和13年后,土壤表层中全P和全N分别比对照增加了43.6%、95.2%、1484%和7.7%、17.0%、28.4%.土壤氮素的变化为NH₄⁺-N、NO₃^--N>酸解有机氮>非酸解有机氮;土壤有效磷的变化明显大于全磷.长期养殖污水灌溉可促进氮、磷在土壤剖面中的垂直迁移,增加对地下水的污染风险.
     

水氮配合对绿洲沙地农田玉米产量、土壤硝态氮和氮平衡的影响

在黑河中游边缘绿洲沙地农田研究了不同的水氮配合对玉米产量、土壤硝态氮在剖面中的累积和氮平衡的影响.结果表明,施氮处理较不施氮处理产量增加48.22%～108.6%,施氮量超过225 kg hm-2,玉米产量不再显著增加.受土壤结构影响土壤硝态氮在土壤中呈"W"型分布,即土壤硝态氮含量在0～20 cm、140～160 cm和260～300 cm土层均出现峰值,并随施氮量增加,峰值增高.在常规高灌溉量处理硝态氮含量峰值最高值出现在260～300 cm土层,节水25%灌溉处理硝态氮含量峰值最高值出现在土壤表层0～20 cm土层.在常规高灌溉量处理0～300 cm土层中200～300土层硝态氮累积量所占比例最高,介于27.56%～51.86%之间;节水25%灌溉处理在0～300 cm土层中100～200土层硝态氮累积量所占比例最高,介于32.94%～38.07%之间;表明低灌溉处理下土壤硝态氮在土壤浅层累积较多,而高灌溉处理使更多的硝态氮淋溶至土壤深层.与2006年相比,2007年不施氮处理0～200 cm土层土壤硝态氮含量和积累量均明显减少;而施氮处理变化很小,在低灌溉处理甚至表现出硝态氮含量和积累量增加,表明施氮是土壤硝态氮累积的主要来源,而灌溉则使硝态氮向土壤深层淋溶.0～200 cm 土层土壤硝态氮累积量平均介于27.66～116.68 kg hm-2、氮素表观损失量平均介于77.35～260.96 kg hm-2,和施氮量均呈线性相关,即随施氮量增加,土壤硝态氮累积量和氮素表观损失量均增加,相关系数R2介于0.79～0.99之间,相关均显著.随施氮量增加,玉米总吸氮量和氮收获指数增加,氮的农学利用率降低,而灌溉的影响较小.施氮量超过225 kg hm-2时,地上部植株氮肥吸收利用率和籽粒氮肥吸收利用率开始有降低趋势.所以,在沙地农田,节水10%～25%的灌溉水平和225 kg hm-2的施氮水平可以在避免水肥过量投入的基础上减少土壤有机氮淋溶对地下水造成的污染威胁.     

苏南地区稻田土壤肥力演变、养分平衡和合理施肥

采用宏观数据、研究参数与微观调查数据相结合的方法,分析区域肥力演变、养分平衡与合理施肥量。结果表明,1982-1996无锡市土壤氮素及有机质含量增加较快,磷素增加较慢,钾素含量普遍下降;1990-1997年无锡市和常州市稻田氮素普遍盈余,钾素普遍亏缺,磷素无锡市盈余,常州市亏缺;以此为依据,1996年无锡市氮磷钾肥的合理投入量分别是488．9、113．1和235．1kg·hm^-2;常州市分别为499．4、112．5和234．2kg·hm^-2,由于土壤中氮素积累、钾素亏缺现象明显,实际施氮量和施钾量要显著低于和显著高于合理施氮量和施钾量。