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.     

退化草地恢复过程中土壤氮素状况以及与植被地上绿色生物量形成关系的研究

 研究了在不同放牧率下形成的不同退化阶段的草地各形态氮素（全氮、硝态氮、铵态氮、无机氮和微生物氮）的变化情况,同时也研究了植被地上绿色生物量与各形态氮素季节变化的同步性关系。土壤全氮含量相对稳定,随草地植被状况和植物生长时期变化不大,说明土壤总氮库有相当的弹性。土壤硝态氮（NO－3-N）、铵态氮（NH+4-N）、无机氮（IN）和微生物氮（Micro-N）季节变化明显。土壤Micro-N和NO-3-N含量随植物生长逐渐降低,到植物枯黄期含量又回复到较高的水平;土壤NH+4-N含量随植物生长有逐渐升高的趋势;IN则随着植物的生长出现低-高-低-高的特点,且与植被地上绿色生物量呈显著负相关（R=-0.247, p<0.01）。在放牧条件下草原植物优先利用NO－3-N,NO－3-N与植被地上绿色生物量有显著的负相关性,是形成草原植被地上绿色生物量的有效性氮素。Micro-N能解释土壤IN 22.3%的变异（R2=0.223, p<0.01）,Micro-N是土壤无机氮的重要来源。土壤NH+4-N与Micro-N呈显著负相关（R=-0.222, p<0.01）,说明土壤微生物对土壤NH+4-N有偏好吸收。总体上,不同形态的氮素在各土壤层次间差异显著,随土壤层次的加深含量逐步降低。连续放牧11年恢复两年后,各氮素组分对放牧压力消除的响应并不一致。土壤全氮含量与停止放牧前相比变化差异不显著;而Micro-N对放牧压力消失的响应在不同处理下整个生长季的结果比较一致,即以前过度和中度放牧处理的Micro-N含量较高,无牧和轻牧含量较低;IN、NH+4-N和NO－3-N变化比较复杂,在不同放牧恢复处理上结果并不一致。总的来看,以前中度和过度放牧的IN、NH+4-N和NO－3-N含量较高,存在潜在损失的可能。经过两年的恢复,植被地上绿色生物量（8月）过牧处理与无牧处理差异不显著。     

林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响

通过析因试验设计,研究了科尔沁沙地樟子松人工林生态系统内土壤无机氮(NO3--N+NH4+-N)含量,潜在净氮矿化(PNM)、硝化速率(PNN),微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及MBC/MBN,土壤脲酶、酸性磷酸单酯酶活性和土壤有效磷(Olsen-P)含量对林下植被管理(对照和去除)和氮添加(对照和添加8g·m-2)的短期响应.结果表明:林下植被去除显著降低了土壤NH4+-N含量、PNM、MBC和MBC/MBN比值,提高了土壤Olsen-P含量,而对土壤NO3--N含量、PNN和土壤酶活性的影响不显著.氮添加提高了土壤NO3--N含量、PNM和PNN,但对其他指标的影响不明显,可能与试验处理时间较短有关.土壤NH4+-N含量对林下植被去除与氮添加的交互作用的响应显著;而NO3--N含量虽对林下植被去除与氮添加处理的交互作用响应不显著,但在氮添加同时进行林下植被去除的样地中的土壤NO3--N含量比只进行氮添加处理的样地提高了27％,有可能导致土壤中NO3-的淋失.林下植被是影响樟子松人工林土壤化学和微生物学性质的重要因素,因此在森林管理和恢复过程中,不能忽视林下植被的作用.     

施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响

研究了高产栽培条件下,不同施氮量和底施追施比例对土壤硝态氮和铵态氮含量时空变化的影响,同时计算了不同生育阶段土壤氮素的表观盈亏量.结果表明,与氮肥分期施用处理比较,氮肥全部用于拔节期追施处理降低了拔节期之前的土壤硝态氮含量,减少了拔节期之前土壤氮素的表观盈余量,降低了氮素向深层的淋洗;而挑旗期土壤硝态氮含量与氮肥分期施用处理无显著差异,但提高了土壤铵态氮含量;增加了成熟期0～60 cm土壤各土层土壤硝态氮含量和0～20 cm土壤铵态氮含量.氮肥全部用于拔节期追施的两处理间比较,在240 kg·hm^-2的基础上降低施氮量至168 kg·hm^-2,降低了挑旗期土壤硝态氮和铵态氮的含量,减少了挑旗期到成熟期土壤氮素的亏缺量,也使成熟期土壤硝态氮的含量降低.不同处理间籽粒产量和蛋白质产量无显著差异,施氮量为168 kg·hm^-2且全部用于拔节期追施的处理籽粒蛋白质含量最高.     

长期施肥条件下黄土旱塬土壤N03^--N的淋溶分布规律

在黄土旱塬区,长期施肥对土壤剖面NO3^-1—N含量和分布有显著影响．施用化学氮肥,土壤剖面中出现NO3^-1—N的淋溶与深层累积,而施用磷肥和有机肥有减弱NO3^-1—N向更深层淋溶的作用．单施氮肥处理(N),NO3^-1—N的累积峰深度最大,为120～200cm;N、P有机肥配施处理(NPM),NO3^-1—N的累积峰值最高,但峰深度降低至60～120cm;N、P配施(NP)累积深度为80～140cm．不施氮肥,分布在土壤剖面中NO3^-1—N含量显著降低．氮肥用量愈大,NO3^-1—N的累积量愈大．N、P配施可以有效降低NO3^-1—N累积．在同一氮肥用量下,NO3^-1—N累积量随磷肥用量的增加而减少．     

元素硫和双氰胺对蔬菜地土壤硝态氮淋失的影响

采用温室盆栽淋洗试验,以NH₄HCO₃为氮肥源,研究了元素硫(S₀)和双氰胺（DCD）对种葱和不种作物土壤NO₃^--N淋失量和NO₃^--N、NH₄⁺-N浓度的影响.结果表明,在12周试验期间,与对照相比,S₀+DCD和S₀处理NO₃^--N淋失量分别低83%～86%和83%;NH₄⁺-N淋失量分别高16.8～21.0 mg·盆^-1和20.4～25.0 mg·盆^-1;而同期无机氮（NO₃^--N、NH₄⁺-N）淋失量则低60%.试验结束后,,S₀+DCD和S₀处理土壤无机氮含量分别比对照高79.9%～85.4%和74.9%～82.6%,以NH₄⁺-N为主.S₀+DCD处理无机氮淋失量比S₀和DCD处理分别低4.6%～14.4%和15.4%～30.1%;试验结束后土壤无机氮分别高6.1%和16.8～36.0%.在Na₂S₂O₃+DCD、Na₂S₂O₃和DCD处理中也发现类似结果.可见S₀施入土壤具有与DCD同样的氨稳定和硝化抑制作用.S₀与DCD配合施用可使DCD的硝化抑制性增强,其作用机理是S₀氧化中间体S₂O₃^2-、S₄O₆^2-,具有抑制硝化和DCD降解作用,延缓DCD硝化抑制效果.S0与DCD配合施用可用于延缓太湖流域蔬菜地土壤NH₄⁺-N向NO₃^--N转化,减少氮向水体迁移风险.     

施用坡缕石对黄绵土中尿素氮的挥发和淋溶损失的影响

通过室内模拟试验,采用吸收法和土柱淋溶法研究了施用坡缕石对黄绵土中尿素氮的挥发和淋溶的影响.结果表明：施用坡缕石+尿素处理能降低尿素氨挥发高峰期的挥发速率,比单施尿素处理的氨挥发损失减少了13.6%～15.0%.坡缕石施用量为0.3和0.6 g·kg^-1时,降低了NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋溶速率,无机氮淋溶损失比单施尿素处理分别减少13.7%和13.6%;而坡缕石施用量为0.9 g·kg^-1时,加快了NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋溶速率,无机氮淋溶损失比单施尿素处理增加了6.1%.施用低量（0.3 g·kg^-1）坡缕石+尿素处理土壤的NH₄⁺-N含量比单施尿素处理提高了0.20 mg·kg^-1,而施用高量（0.9 g·kg^-1）坡缕石+尿素处理土壤的NH₄⁺-N含量比单施尿素处理降低了0.42 mg·kg^-1;施用坡缕石+尿素处理土壤的NO₃^--N含量比单施尿素处理增加1.24～2.52 mg·kg^-1.表明施用坡缕石能减少土壤中尿素氨的挥发损失,在一定用量范围内能降低NH₄⁺-N和NO₃^--N的淋失,提高土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量.     

不同施肥条件下旱田养分淋溶规律实验研究

从当今世界范围看 ,每年转入陆地生态系统中的总Ｎ量约为 2× 10 8ｔ。其中来自工业肥料的Ｎ含量占 2 0 %。目前全世界的施肥量仍在增加 ,发展中国家的增加速率比发达国家高得多。目前 ,我国的大部分耕地都需要补充Ｎ素 ,一半以上的耕地需要补充磷肥 ,大约 1/3～ 1/4以上的耕地需要补充钾肥。然而 ,由于种种原因 ,我国农田土壤养分的利用率一直较低 ,损失率较大。旱地土壤Ｎ素 (尿素 )利用率仅为 2 0 %～ 4 0 %。Ｐ的利用率 15 %～ 30 %。这一方面提高了农产品的成本 ,另一方面 ,过多的使用肥料又造成了环境问题[1,2 ] 。其中 ,一部分养分沿…     

成垄压实施肥对氮素运移及氮肥利用率的影响

黄土高原地区夏玉米生长正逢雨季,是N素淋溶的主要时期,为此提出氮肥施用的成垄压实法,通过连续两年的田间小区试验,研究了夏玉米生长期成垄压实施肥方式下夏玉米产量和氮肥利用率,以及土壤NO3^--N迁移规律,并结合室内模拟实验探讨了该施肥法的影响因素。结果表明,在供水量接近研究区同期多年平均降雨量(370mm)的年份,平地施肥条件下,NO3^--N可被淋溶至90cm以下的土层;而成垄压实施肥可明显减少施肥区NO3^--N随入渗水分向土壤深层迁移,至60cm以下土层,土壤NO3^--N含量小于10mg·kg^-1,NO3^--N主要累积于近地表20～40cm土层,该土层土壤NO3^--N含量约为80～90mg·kg^-1。成垄压实施肥法局部存在的大容重障碍层对作物生长发育无影响在240.0kgN·hm^-2施氮量条件下,成垄压实较平地施肥没有显著提高玉米生物产量和经济产量,但却能极显著地增加作物吸氮量,使氮肥利用率提高9％左右。成垄压实施肥条件下,障碍层容重对NO3^--N迁移影响明显,随障碍层容重的增加,NO3^--N迁移深度减小,大田条件下,垄坡度对NO3^--N迁移影响不明显。     

不同施肥条件下玉米田土壤养分淋溶规律的原位研究

利用排水采集器法结合田间原位试验,研究了夏玉米不同施肥处理对棕壤土养分淋失的影响.结果表明:在夏玉米生长期内,影响玉米田土壤水分淋溶的主要因素是大量降雨和灌溉,夏玉米生长前期的土壤淋溶水量较大,但随夏玉米生育进程的推进而递减,各处理差异也逐渐减小;与施氮肥处理相比,秸秆还田配施氮肥处理可加剧土壤水淋溶.在夏玉米生长期内,施肥处理的土壤淋溶水硝态氮浓度均呈"双峰"曲线变化趋势,而铵态氮浓度则呈先升后降的变化趋势.玉米田土壤氮素淋失以硝态氮形式为主,其累计淋失量为12.90～46.53 kg·hm-2,铵态氮的累计淋仅为1.66～5.11 kg·hm-2,两种形态氮的淋失量都随施氮量的增加而升高.秸秆还田配施氮肥处理的氮素淋失率比单施氮肥处理高6.53%～13.07%,低氮处理的氮素淋失率比高氮处理高3.66%～10.10%;玉米田土壤速效磷的累计淋失量较小,仅为0.148～0.235 kg·hm-2,而速效钾的累计淋失量较大,为7.08～13.00 kg·hm-2.在夏玉米生长后期,秸秆还田配施氮肥处理使土壤速效磷淋失量升高,并可加剧土壤速效钾的淋失,而单施氮肥处理作用不明显.     

Spatial distribution of nitrogen on grazed karst landscapes

The impact on water quality by agricultural activity in karst terrain is an important consideration for resource management within the Appalachian region. Karst areas comprise about 18% of the region"s land area. An estimated one-third of the region"s farms, cattle, and agricultural market value are located on karst terrain. Mean nitrate concentrations in several karst springs in southeastern West Virginia exhibit a strong linear relationship with the percentage of agriculture land cover. Development of best management practices for efficient nitrogen (N) use and reduction of outflow of N to water from karst areas requires knowledge about N dynamics on those landscapes. Water extractable NO3-N and NH4-N were measured along transects at four soil depths in two grazed sinkholes and one wooded sinkhole. Distribution of soil NO3-N and NH4-N were related to frequency of animal presence and to topographic and hydrologic redistribution of soil and fecal matter in the grazed sinkholes. Karst pastures are characterized by under drainage and funneling of water and contaminants to the shallow aquifer. Control of NO3-N leaching from karst pasture may depend on management strategies that change livestock grazing behavior in sinkholes and reduce the opportunity for water and contaminants to quickly reach sinkhole drains.     

退化设施蔬菜地修复过程中土壤可溶性有机碳与无机氮动态

土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)可以有效修复退化设施蔬菜地土壤,但实施过程中亦会存在可溶性有机碳(DOC)与无机氮(NO3--N和NH4+-N)的淋溶风险。本研究选用水稻秸秆及其制备的生物质炭(biochar,BC)作为修复材料,采用BC、RSD以及RSD+BC三种方法修复退化蔬菜地土壤,探究修复过程中土壤基本性质、DOC与无机氮的动态变化。结果表明,与对照土壤相比,BC处理显著提高了土壤pH、EC和DOC含量(P<0.05),但对土壤NO3--N和NH4+-N无显著影响。对于RSD和RSD+BC处理,土壤NO3--N含量在1~3 d内快速下降,之后维持在较低水平;土壤DOC含量呈先上升后下降趋势,在整个培养时段均显著高于对照处理(P<0.05)。方差分析表明,BC与RSD处理对土壤DOC、全碳(TC)、全氮(TN)和C/N存在交互作用。可见,RSD和RSD+BC处理能有效去除NO3--N,但DOC含量大幅度增加,存在淋溶风险。     

天然沸石对土壤保肥性能的影响研究

通过模拟土柱淋洗试验,探讨了沸石对华南地区退化坡地土壤养分保持能力的影响,分析了土柱淋洗后土壤养分的变化,结果表明,在华南地区4种退化坡地土壤上,土柱淋洗液中N和K的含量随着沸石用量水平的增加而下降,不同水平沸石处理的淋洗液中P含量都极低（痕量）,模拟土柱淋洗后土壤中的有效N,有效P和有效K含量随着沸石用量的增加而提高,表明不同水平沸石处理对提高土壤的保肥能力均具有不同程度的促进作用,随着沸石用量的增加,土壤中的无机磷也有不同程度的增加,增加最显著的无机磷形态是铝磷,其次是铁磷,而钙磷和闭蓄态磷则没有明显差异,沸石的 用不会增加土壤淋洗液中硝态氮含量。     

莴笋对不同形态氮素的反应

探讨了不同形态氮素对莴笋生长发育的影响及其营养特性。结果表明,莴笋幼苗根系对NH4^+ -N的亲和力稍大于NO3^- -N的亲和力;分别供给NO3^- -N+NO3^- -N及NH4^+ -N,莴笋的生物学产量和吸N量均依次递减（分别为100：56.9：12.4,100：48.9：8.6）,因此在水培条件下,NO3^- -N是最适合莴笋生长发育的氮源,NH4^+ -N与NO3^- -N各占50％时对莴笋的生长发育已有一定的抑制作用,仅以NH4^+ -N作氮源则莴笋很难生长;NH4^+ -N与NO3^- -N各占50％时,莴笋倾向于吸收较多的NH4^+ -N,而且在培养不同阶段NH4^+/NO3^-吸收比例均大于1,莴笋表现出喜铵性,但NH4^+ -N并非莴笋很适合的氮源;营养液中NO3^- -N不足,主要影响莴笋茎叶的生长,而NH4^+ -N所占比例达50％时,莴笋根系生长受到抑制,且有明显的受害症状;以NO3^- -N作氮源预培养两周,以含微量NO3^- -N的自来水为水源,再单独以NH4^+ -N为氮源,对莴笋生长有极大的促进作用,同时还大幅度降低了体内硝酸盐的含量。尿素作氮源莴笋未出现受害症状,但莴笋的生长发育状况明显劣于其它氮源。     

含硝化抑制剂DMPP复合肥对日光温室芹菜生长和营养品质的影响

通过田间试验研究了含硝化抑制剂DMPP复合肥对日光温室芹菜生长和品质的影响. 结果表明,与普通复合肥相比,一次基施DMPP复合肥67.5和54.0 kg·hm^-2 氮处理分别使芹菜增产5.78%和10.14%; DMPP复合肥可降低芹菜可食部分硝酸盐含量,提高Vc、游离氨基酸、可溶性糖及氮、磷含量. 与分次施用相比,适当减少DMPP复合肥施用次数和用量可提高芹菜产量并改善其品质,降低生产成本.DMPP复合肥在施入土壤中后具有显著的硝化抑制作用,延缓了菜地土壤铵态氮向硝态氮的转化,降低了氮素向水体迁移的风险.芹菜收获后土壤中全氮、铵态氮、硝态氮残留较多,有利于保持地力.     

Nitrogen removal from purified swine wastewater using biogas by semi-partitioned reactor

Nitrate and ammonium removal from purified swine wastewater using biogas and air was investigated in continuous reactor operation. A novel type of reactor, a semi-partitioned reactor (SPR), which enables a biological reaction using methane and oxygen in the water phase and discharges these unused gases separately, was operated with a varying gas supply rate. Successful removal of NO(3)(-) and NH(4)(+) was observed when biogas and air of 1L/min was supplied to an SPR of 9L water phase with a NO(2,3)(-)-N and NH(4)(+)-N removal rate of 0.10 g/L/day and 0.060 g/L/day, respectively. The original biogas contained an average of 77.2% methane, and the discharged biogas from the SPR contained an average of 76.9% of unused methane that was useable for energy like heat or electricity production. Methane was contained in the discharged air from the SPR at an average of 2.1%. When gas supply rates were raised to 2L/min and the nitrogen load was increased, NO(3)(-) concentration was decreased, but NO(2)(-) accumulated in the reactor and the NO(2,3)(-)-N and NH(4)(+)-N removal activity declined. To recover the activity, lowering of the nitrogen load and the gas supply rate was needed. This study shows that the SPR enables nitrogen removal from purified swine wastewater using biogas under limited gas supply condition.     

小流域内植被类型对土壤NO3-/NH4+空间变化的影响

流域内植被类型、地形地貌特征对土壤氮循环过程有重要的作用,是影响下游水体无机氮素来源以及富营养化的关键因子。通过比较小流域内4种植被类型(落叶松人工林、油松人工林、天然阔叶次生林和农田(玉米))对土壤NO3--N和NH4+-N含量空间变化的影响,揭示流域内不同立地条件下水源涵养林与土壤无机氮变化特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NO3--N和NH4+-N含量差异显著(P<0.05);由坡上到坡下土壤NO3--N和NH4+-N含量显著降低;在土壤表层NO3--N和NH4+-N含量最高,随着土层深度增加无机氮含量减少;与水源涵养林天然植被和人工林植被相比,农田土壤NO3--N含量最高(11.86mg·kg-1),有较高的氮流失风险。     

太湖地区稻田土壤养分淋洗特征

通过排水采集器(Lysimeter)模拟试验,研究了太湖地区不同施肥水平下稻季农田养分淋洗特点。结果表明,施肥后田面水NH4^+-N浓度升高很快,2～3d达到峰值,最高值达26．2mg·L^-1,随后下降很快,这一周期约7～10d,渗漏水中NH4^+-N浓度很低,稻季NH4^+-N淋洗的氮仅占施肥量的0．008％～0．074％,渗漏液中NO3^--N含量随着氮肥用量的增加而增加,其浓度范围在0～7．14mg·L^-1,在土壤剖面中呈上低下高的趋势,稻季氮素的淋洗仍以NO3^--N为主,净淋洗量在3．2～8．3kg·hm^-2之间,占总施肥量的1．40％～2．78％,田面水磷浓度在施磷肥后1d即达最高值,随后下降,下层渗漏液中T-P含量很低,几乎不受施肥量的影响,猪粪能促进磷的迁移。     

Biochar can Increase Chinese Cabbage (<i>Brassica oleracea</i> L.) Yield,Decrease Nitrogen and Phosphorus Leaching Losses in Intensive Vegetable Soil

There are few evidences on the effect of biochar on vegetable yield, nitrogen (N) and phosphorus (P) leaching losses under intensive vegetable production soil. The current field plot scale study evaluated responses of Chinese cabbage (Brassica oleracea L.) yield, N and P leaching losses using five N treatments of common N application rate according to local farmers’ practice (N100%), reducing 20% or 40% N fertilizer (N80% and N60%), and reducing 40% N fertilizer but incorporating 10 or 20 t/ha biochar (N60% + BC10 and N60% + BC20). Results showed that N80% and N60% decreased both the cabbage economic and leaf yields by 6.8%–36.3% and 27.4%–37.7%, respectively. Incorporation of biochar with reduced N fertilizer rates improved the cabbage yield, in particular the N60% + BC20 matched the yield that observed in N100% treatment. Enhanced N and P uptake capacities of cabbage shoot probably contributed the higher vegetable production under both biochar amendment schemes. Biochar application mitigated the NH₄⁺-N and total P leaching losses by 20%–30% and 29%–32%, respectively, compared with their counterpart treatment N60%. Nevertheless, biochar exerted no influence on the NO₃^–-N leaching. In addition, soil organic matter content was recorded with 7.4%–28.7% higher following 10–20 t/ha biochar application. In conclusion, biochar application can increase economic yield of cabbage via increasing N and P use efficiency, decrease N and P leaching losses, and improve soil quality in an intensive vegetable production system.

     

生物炭对黄壤中氮淋溶影响:室内土柱模拟

土壤氮素的淋失作用不仅造成土壤营养元素的损失,而且对河流和湖泊等环境水体的富营养化具有重要贡献.采用土柱室内模拟方法,通过模拟降雨淋滤,研究了生物炭对土壤淋溶液体积、pH和电导率以及NH4+-N和NO3--N淋溶的影响.试验中所用的生物炭是以桉树木屑为原料制成,分别按照炭土质量比1％、2％、4％、10％施用于土壤中.结果显示,与对照相比,向土壤添加10％、4％、2％、1％生物炭分别减少土壤水分损失14％、0.03％、0.02％和0.01％;随生物炭添加量增加,淋溶液的pH和电导率也逐渐增加;土壤生物炭添加量为10％、4％、2％时,NH4+-N淋溶量分别增加235％、28.1％、31.6％,NO3--N淋溶量分别增加4.2％、14.5％、25.6％;但生物炭添加量为1％的土柱NH4+-N淋溶量减少15.8％,NO3--N淋溶量减少19.2％.本研究表明,桉树生物炭对土壤氮淋溶与其施用量有关,1％施用量能减少氮淋溶,过量施用将增加氮淋溶,这种作用是否与生物炭种类有关有待进一步研究.