滴灌系统运行方式对砂壤土水氮分布影响的试验研究

以一种砂粒含量高达95%的砂土为对象，开展了滴灌施肥灌溉条件下，灌水器流量、灌水量和系统运行方式对水分、硝态氮和铵态氮分布影响的室内试验。灌水器流量的变化范围为0.5～2.0L/h，灌水量为6～7.7L；系统运行方式包括不同灌水和施肥次序组成的4种方案。研究结果表明，径向和垂直湿润距离随灌水量的增加呈幂函数关系增加；灌水量相同时，随灌水器流量的增大，灌水器周围的土壤含水率增加，垂直湿润距离减小，而径向湿润距离变化不大；灌水器流量一定时，垂直湿润距离随灌水量的增大而明显增加。对氮素分布的测试结果表明，硝态氮在湿润体边界存在累积现象；铵态氮在灌水器附近出现浓度高峰，且铵态氮集中在灌水器周围15cm范围内。滴灌施肥灌溉系统运行方式对硝态氮在土壤中的分布影响明显，建议采用最初用灌水施肥总时间的1/4灌水，再用1/2时间施肥，最后用1/4时间冲洗管道的运行方式，以便将施入土壤的氮素最大限度地保留在作物根区内，防止硝态氮淋失。     

不同水肥处理对稻田土壤中氮素剖面分布与氨挥发损失的影响

对苏南地区不同水肥处理稻田土壤中铵态氮和硝态氮剖面分布、稻田氨挥发损失以及水稻地上干物质量及产量进行了研究。结果表明:稻田土壤中无机氮以铵态氮为主;铵态氮质量比随着土层深度的增加而降低,20～60cm深度土层中的铵态氮质量比相对稳定,随着水稻生育期的进行,稻田土壤中氨态氮质量比逐渐降低;稻田土壤中硝态氮质量比呈现上层低于下层的趋势;控制灌溉稻田施用控释肥减少了表层土壤中的铵态氮质量比以及底层土壤中的铵态氮和硝态氮质量比,降低了氮素损失的风险。控制灌溉和控释肥的使用,减少了稻田氨挥发损失,减少幅度达到83.71%。     

不同灌水量下土壤水氮运移及氨挥发特性研究

为了解地面灌施条件下土壤水中氮素运移及氨挥发特性,通过直径为14 cm的垂直土柱模型试验模拟地面灌施条件下不同灌水量对土壤水中氮运移以及氨挥发的影响。结果表明:垂向0~55 cm范围内硝态氮含量均低于土壤初始值;铵态氮呈先增大再减小的分布规律,深15 cm处土层的铵态氮含量较高;湿润区内的土壤硝态氮含量低于初始值,随水运移的硝态氮积聚在湿润锋处,硝酸根离子浓度锋推进距离随着时间的推移而逐渐增大;灌水量为2.6 L时土柱土壤的氨挥发损失量最小。     

毛乌素沙地典型湖滨带湿地有机碳、氮素空间分布特征

通过对陕西毛乌素沙地典型湖滨带湿地有机碳和氮素的空间分布特征进行研究,为探讨湿地生态系统如何在沙化环境下发挥其特有的功能提供科学依据。在巴吓采当湖泊湖滨带A~F类型区采集土壤,测定土壤的有机碳、全氮、有机氮、硝态氮和铵态氮等指标。利用方差分析、Spearman相关性分析和主成分分析等方法分析对湖滨带有机碳、氮素空间分布特征进行研究。土壤表层0~10cm的有机碳和全氮含量随水位升高呈增加趋势。除了铵态氮外,有机碳、全氮、有机氮和硝态氮含量垂直分布上随着土壤深度增加呈降低趋势。土壤有机碳、全氮含量分别与全磷、土壤容重、含水率、水位显著相关。铵态氮和全磷、含水率、土壤容重、全氮、有机碳和水位等显著相关。硝态氮与微生物生物量碳、氮的相关系数分别为r=0.637和r=0.617(中度正相关)。有机碳及氮素的含量与土壤粘粒含量相关性不高。主成分分析提取3个主成分,累积贡献率达76.15%。土壤全磷、土壤含水率、土壤容重和水位是影响湖滨带土壤有机碳、氮素空间分布的主要因子。     

奎河两岸污灌区浅层地下水氮污染特征及同位素示踪分析

地下水中氮污染主要包括铵态氮和硝态氮,特别是当铵(NH₄⁺)作为地下水的主要污染物时,由于其在含水层中迁移规律复杂,且难以去除,成为研究该问题的难点。在奎河徐州段两岸通过钻孔对浅层地下水进行取样测试分析,研究区浅层地下水中氮的存在形式主要为NH₄⁺,其次为NO₃^-。通过对δ¹⁵N-NH₄⁺同位素分析可知,地下水中约27.3%的NH₄⁺来源于化肥,约72.7%NH₄⁺来自于动物粪便、生活污水等高δ¹⁵N值的污染源;对δ¹⁵N-NO₃^-同位素分析可知,地下水中约有15.2%的NO₃^-来源于化肥和土壤有机氮,63.6%的NO₃^-来源于动物粪便和污水;约21.2%的地下水样本中δ¹⁵N-NO₃^-值超出了污染源的同位素值,可能产生了反硝化作用。     

重庆典型岩溶槽谷区土壤氮素迁移过程分析

土壤-地下水系统中的硝氮污染和氮素的循环过程备受关注,但对岩溶区土壤氮素的迁移过程研究较少。选取重庆市典型岩溶槽谷区的灌丛和菜园地,分层取样分析土壤中各种形态的氮素,并用曲线拟合的方法分析氮素随土壤深度的变化,了解岩溶区土壤氮素的垂直分布情况。从分析结果看,硝态氮为土壤无机氮的主要存在和淋失形式;铵态氮垂直分布规律为表层多底层少,说明受土壤吸附作用的影响向下迁移较少;硝态氮的分布呈波峰波谷式变化,干燥时由于硝化作用产生积累,降雨时可能随雨水向下迁移而减少。研究结果可为指导岩溶区农业生产和氮素管理,以及科学治理石漠化提供理论依据。     

生物有机肥与水分联合调控下稻田土壤氮素变化规律

为了探究生物有机肥和控制灌溉联合调控下稻田土壤氮素变化的特征和规律,开展了水稻小区种植试验。试验设置2种灌溉模式（常规淹灌（F）、控制灌溉（C））和3种施肥模式（全施化肥（A）、生物有机肥等氮替代15%化学氮肥（B）、生物有机肥等氮替代30%化学氮肥（C））,分析水稻生育期内土壤铵态氮与硝态氮含量的变化特征。试验表明：至水稻分蘖期时,相同灌溉模式下,配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮含量均值均低于全施化肥处理,降幅为19.85%~48.78%,土壤硝态氮含量均值是生物有机肥等氮替代30%化学氮肥的处理低于全施化肥处理,降幅为15.35%~33.08%;而从水稻拔节期起,相同灌溉模式下配施生物有机肥处理的稻田土壤铵态氮平均含量比全施化肥处理增加了12.71%~56.26%,除FB处理硝态氮含量降低外其余配施生物有机肥处理的土壤硝态氮平均含量比全施化肥处理增加了19.21%~105.80%。控制灌溉的水稻全生育期土壤硝态氮含量显著高于常规淹灌（P＜0.05）,而土壤铵态氮含量则是常规淹灌高于控制灌溉。结果表明：生物有机肥配施化肥有利于水稻分蘖期后土壤铵态氮和硝态氮含量的积累,提升了稻田土壤氮素的养分累积,其中生物有机肥等氮替代15%化肥的效果较好。控制灌溉使得土壤硝态氮含量增加,同时也减少了土壤铵态氮的含量。综合考虑环境与经济效益,控制灌溉与生物有机肥等氮替代15%化肥的稻田水肥管理模式较好。     

位山灌区典型农田地下水硝态氮污染分析

为了探索降低位山灌区地下水污染风险的途径,选取灌区典型农田,对不同埋深的地下水进行原位连续采样,根据样本的氮素含量分析农田氮素垂向分布规律,评估硝态氮污染情况,并探讨了不同形态氮素的存在特征。结果表明:灌区农田浅层地下水中的硝态氮浓度明显超出国家饮用水标准,深层地下水尚未超标;有机氮是农田氮素的主要存在形式,但其溶解性很差;土壤和地下水中的硝态氮浓度明显高于铵态氮;铵态氮的吸附性较强,硝态氮的淋溶风险高。延缓铵态氮的硝化过程可能是降低硝态氮污染的有效措施。     

水生植物模拟湿地对受污河水中氮素去除的初步研究

分别以芦苇、茭草和宽叶香蒲构建人工模拟湿地系统，开展关于湿地中水生植物氮素去除效果的对比研究。研究结果表明：（1）人工湿地对污染河水中的无机氮有很高的去除效果，但不同植物的去除率有所不同；（2）铵态氮和硝态氮的去除是影响湿地系统总氮去除率的重要因素，且铵态氮的去除起主导作用；（3）芦苇特殊的根系结构增加了湿地系统中溶解氧的含量，进而改善水中各种动物、微生物的生活环境；（4）植物吸收不是湿地氮去除的主要途径，但它的存在足以直接和间接的影响到水体中各种形态氮素的转化以及系统中微生物的硝化／反硝化过程的进行。     

不同灌施顺序对土壤氮素运移规律及氨挥发影响分析

通过室内土柱模型试验就不同灌施顺序条件下土壤氮素运移以及氨挥发量进行比较分析。结果表明:土柱上层土壤硝态氮含量较低,硝态氮随水运移并在湿润锋处累积,其浓度锋的推进距离随着时间的增加而逐渐增加。1/2N+1/2W和1/4W+1/2N+1/4W的灌施顺序的土壤大部分铵态氮分布在30~40 cm土层范围内,氨挥发量较低,有效降低了氨挥发损失,有利于作物根系的吸收利用,提高氮肥利用效率。     

不同氮肥水平下土壤硝态氮分布及冬小麦产量研究

合理地施用氮肥不仅能够使作物显著增产,而且可以减少土壤中硝态氮的残留,从而降低由于硝态氮过量引起的土体及地下水污染。本试验研究了在灌水条件一致的情况下,N₆₀₊₆₀、N₄₀₊₄₀、N₂₀₊₂₀、N₄₀、N₀五个氮肥施用水平对土壤硝态氮分布及冬小麦产量的影响,结果表明:（1）冬小麦在越冬期、返青期和拔节期,受播前施入底肥、拔节期追肥的影响,各处理0⁶0 cm土层硝态氮含量平均值及变化幅度均明显高于60¹60 cm;在灌浆期,各处理0⁶0 cm土层硝态氮含量平均值相比较拔节期均有不同程度的降低,是由于冬小麦从土壤中吸收了大量氮肥所致。在灌水淋溶影响下,各处理60¹60 cm土层硝态氮含量平均值在灌浆期均达到最大值。（2）合理的灌水、施肥是冬小麦获得高产的必要条件,经过试验研究结果表明,N40+40处理是当地冬小麦最优的氮肥施用模式。     

模拟降水量对土壤水氮运移及氨挥发特性的影响

为了解不同降水量对土壤氮素迁移的影响,通过室内土柱模型试验模拟不同降水量对土壤氮素运移及氨挥发的影响。结果表明:土壤含水率及其湿润深度随灌后模拟降水量的增加而增大。降水后铵态氮主要分布在垂向0～65cm土层范围内,呈先增大后减小的单峰曲线分布;0～35cm层深范围内,降水量越大同一土层位置处的铵态氮浓度越低,35cm以下反之。硝态氮随水运移并大量积聚在湿润锋处。降水量越大,湿润锋处硝态氮的浓度越大。模拟降水量0.3L、0.6L、0.9L较参照(灌后无降水)分别降低了51.71%、45.83%、58.24%的氨挥发损失。水肥灌施后适宜的降水量既能改变土壤氮的分布,又能降低土壤氮的氨挥发损失。     

紫色土丘陵区不同土地利用类型小流域氮素流失规律初探

摘要： 以紫色土丘陵区3个土地利用类型各异的小流域为研究对象,监测了20场自然降雨侵蚀下径流氮素的流失 过程,旨在为流域尺度养分流失预测模型的发展与校正提供依据。结果表明,次降雨过程中硝态氮的流失浓度随 着流量的增加而降低,峰值流量处浓度一般达到最低;此后,随着流量的减小,硝态氮的流失浓度又呈现增加趋 势。铵态氮流失过程表现为波浪形变化,径流初期其流失浓度一般较高,随着时间的延长逐渐降低并趋于稳定。 硝态氮是紫色土小流域氮素流失的主要形式,其占到径流无机氮流失的50%~97%。单一农田土地利用将导致流 域     

火烧干扰对南矶山湿地土壤养分的短期影响

采用对比采样分析方法,研究了南矶山湿地自然保护区湖水消退期高滩地火烧后土壤养分短期内的变化;结果表明,土壤总氮、硝态氮和铵态氮在火烧后显著增加,土壤含水量显著减少;土壤有机碳、总磷和有效磷在火烧后无显著影响;土壤有机碳和总氮的比值在火烧后明显减少.火烧对湿地生态系统的养分循环值得进一步的研究.     

滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证

基于土壤水分运动的动力学方程和溶质运移的对流-弥散方程，建立了不同土壤中地表滴灌施硝酸铵（NH4NO3）时水分和硝态氮运移的数学模型及边界条件。利用商业化软件HYDRUS-2D对模型进行了求解。为了验证所建立的模型，分别在壤土和砂土两种土壤上进行了不同滴头流量、灌水量和肥液浓度下的湿润距离、土壤含水率和硝态氮分布试验。模拟结果与试验数据的对比表明，利用HYDRUS-2D求解所建立的模型得到的湿润距离随时问的变化过程、土壤含水率和硝态氮分布与实测值吻合良好。因此，HYDRUS-2D软件可以作为预测滴灌施肥灌溉条件下水分和氮素在土壤中运移的有效工具。     

潇河灌区污灌条件下氮素污染的变化特征

以潇河典型污水灌区为研究对象,对选定区域土壤进行剖面取样、样品分析,并分析了灌溉用水中氮素的含量,以确定灌溉用水对于土壤中铵态氮及硝态氮含量分布的影响。结果表明:潇河灌区土壤中的铵态氮与硝态氮含量在垂向分布上具有规律性;灌溉用水作为土壤氮素来源之一对土壤氮素在垂直方向上的分布规律有一定的影响;只要对污水进行有效处理,污水中的氮素将不会对地表水及地下水造成较大影响,完全可以取代地下水及河水用于农业灌溉,缓解灌溉水资源的危机。     

不同氮源对四尾栅藻生长的影响

为探讨四尾栅藻的生长与不同氮源的关系，在铵态氮、硝态氮 和有机氮的不同浓度下分批培养四尾栅藻，并对每组中藻的生长曲线和最大比增长速率进行了分析和比较。结果表明，在实验设定的浓度范围内，四尾栅藻生长所需的最适初始氮质量浓度情况分别为：铵态氮10ｍｇ／L左右、硝态氮40～60ｍｇ／L、有机氮40ｍｇ／L或80ｍｇ／L左右。对于两种无机氮源，四尾栅藻对铵态氮的利用效率较硝态氮的高；对于有机氮源，在合适的浓度范围内，四尾栅藻可以较好地利用尿素作为氮源，其最大生物量远远大于另外两种无机氮源，相应的最大比增长速率亦大于两种无机氮源。     

施肥与灌溉对黑土区稻田氮素渗漏淋溶的影响

为明确东北黑土区稻田土壤氮素渗漏规律,在典型黑土区开展了基于农田水平衡的小区试验,分析了不同灌溉方式和施氮水平条件下稻田土壤渗漏水中三氮浓度变化情况,并结合农田水平衡方程计算出了不同水肥条件下的氮素淋失总量。结果表明,渗漏水中铵态氮、硝态氮和总氮浓度与施氮量呈正相关关系,控制灌溉和浅湿灌溉分别可以减少硝态氮渗漏浓度11.89%和14.15%;常规灌溉方式下每公顷每增加1kg施氮量(折合成纯氮),氮素淋失量增加0.117 5kg,控制灌溉和浅湿灌溉则分别增加0.035 9kg和0.055 7kg;在水稻全生育期,控制灌溉氮素淋失总量最小,平均为4.51kg/hm2,约是常规灌溉的1/3、浅湿灌溉的1/2。综合分析认为,浅湿灌溉是适用性更高的灌溉方式,理论合理施肥量为137.30kg/hm2。     

滇池浮游植物和水体无机氮的时空分布特征

2012年对滇池的5个断面进行监测分析,结果表明：滇池无机氮主要以硝酸盐氮的形式存在,水体氮呈显著的时空变化,即为春季最高、夏季、秋季有所降低,冬季又升高.但各采样点之间有较大差异,亚硝酸盐氮（NO2-N）、硝态氮（NO3-N）、总无机氮（TN）3个参数的季节变化趋势基本相同,表现为：断桥＞海埂＞白鱼口＞中滩＞五水厂;铵氮（NH4＋-N）表现为：断桥＞五水厂＞海埂白＞中滩＞鱼口.滇池的浮游植物与铵氮、亚硝酸盐氮、硝态氮、总无机氮均呈负相关,滇池的浮游植物与蓝藻丰度和叶绿素a呈显著正相关,铵氮、亚硝酸盐氮、硝态氮与无机氮之间呈显著的正相关.     

季节性冻融期间五台山典型植被土壤氮矿化特征

针对气候变暖、土壤季节性冻融格局改变对高山地区土壤氮矿化过程的影响,采用土壤原位培养法,研究五台山林线附近草甸(CD)、华北落叶松(HL)和云杉(YS)等典型植被群落土壤氮矿化特征。结果表明:各群落土壤铵态氮含量大于硝态氮含量。CD土壤矿质氮总量(铵态氮+硝态氮)在冻结初期减少,深冻期增加,融化期减少,生长季增加。HL和YS土壤矿质氮总量在冻结初期减少,深冻期到生长季一直增加。各群落土壤净氮矿化量和净氮矿化速率在冻结初期到深冻期增加,融化期降低,生长季增加。HL和YS之间土壤矿质氮总量、土壤净氮矿化量和净氮矿化速率始终无显著差异,CD与HL(p0.05)、YS(p0.05)之间存在显著差异。季节性冻融期各群落土壤净氮矿化量和净氮矿化速率低于生长季,但也表现出明显的矿化作用。在整个培养期内(季节性冻融期+生长季),HL供氮能力最强,YS次之,CD最弱。冻融循环可促进土壤氮矿化,增加土壤矿质氮含量,为春季植物生长提供了必要的营养物质,但这一过程也增加了土壤氮素的流失风险。研究成果对高山生态系统土壤氮矿化的研究提供参考。