不同生物炭添加量下耕地土壤养分淋失的研究

本文采用土柱室内模拟的方法进行实验,在施加氮磷钙复合肥(N13.3%、P4.83%、Ca18.5%)的耕地土壤中分别添加不同量的生物炭(0g、50g、100g、150g),通过模拟降雨淋洗,测定不同生物炭添加量下土壤淋洗液中总氮、总磷、总钙的含量,探究施加4种用量生物炭对施肥土壤中氮、磷、钙流失的影响,探讨生物炭用量和施肥土壤养分淋失的关系。实验结果表明:添加生物炭能够有效降低土壤中总氮的淋失,且随着生物炭添加量的增加淋失量明显下降,添加生物炭对总磷含量的淋失并无显著影响,钙淋洗量则与生物炭添加量呈现正相关。

外加氮源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响

采用原位 (In situ)模拟实验方法研究了外加 N源对杉木叶凋落物分解及土壤养分淋失的影响 ,结果表明 :施加 NH4+ - N时 ,杉木叶凋落物的失重率与对照 (未加任何 N的处理 )相比 ,没有差异 ;而施加 NO3- - N时 ,使杉木叶凋落物分解速率显著提高 (p=0 .0 5 ) ,达 10 %以上。与施加 NH4+ - N相比 ,施加 NO3- - N明显促进了杉木叶凋落物的分解 (p=0 .0 5 )。施加 NH4+ - N和 NO3- - N会产生负作用 ,使土壤养分淋失。在土壤表面覆盖杉木叶凋落物的同时施加 NO3- - N的处理比只覆盖杉木叶凋落物的处理 ,NH4+ - N和 Ca2 + 的淋失有所增加 ,但并不明显 (p=0 .0 5 )。施加 NH4+ - N使NO3- - N的淋失明显增多 ,因为提供更多的硝化 N源 ;除 Na+以外 ,施加 NH4+ - N使其它盐基阳离子淋失明显增多。土壤表面覆盖杉木叶凋落物但只用蒸馏水淋洗比直接淋洗裸露土表使所有养分元素的淋失都有所增多 ,但并没有显著差异 (p=0 .0 5 )。Ca2 + 的淋失在各种处理下是所有养分元素中最多的。

减量施肥对保护地土壤养分淋失及番茄产量的影响

田间试验研究了减量施肥对巢湖沿岸的保护地土壤养分淋失及番茄产量的影响。结果表明,习惯施肥用量高,氮、磷、钾施用量分别为番茄养分吸收量的6.41、11.01、3.31倍,导致土壤中一些中微量元素供应不足;减量施肥能提高番茄产量,而添加硫、硼、锌的改进减量施肥技术增产效果较好,分别比不施肥、习惯施肥、减量施肥增产20.0%、10.3%、8.9%。习惯施肥养分淋失明显,20—80 cm土层NO3--N和有效磷含量分别比对照高498.9、52.4 kg/hm2;改进减量施肥技术可使土壤NO3--N淋失量减少65.7%,有效磷并未向深层移动。因此,改进减量施肥技术是提高巢湖蔬菜生产基地的番茄产量,增加收入,减少氮、磷养分淋失,防止面源污染的平衡施肥技术。

红壤养分淋失的影响因子

利用排水采集器结合系列田间定位试验研究了土壤类型、利用方式、耕作和施肥对我国东南红壤丘陵区土壤养分的淋失的影响。旱地红壤养分的淋失主要集中在施肥后的雨季(4—6月),土壤孔隙状况和土壤水分状况共同影响了土壤中养分淋溶过程。红壤中氮钾养分宜于淋失,磷素由于强烈的固定作用淋失量很小。作物吸收影响了养分的淋失,与荒地和草地相比,旱地花生减少了土壤表层N的淋失总量,旱地花生和茶树减少了表层土壤中K的淋失;但与水田相比,旱地红壤中养分的淋失量较高。免耕覆盖处理中由于作物秸秆中养分的分解,N、K的淋失比例高于常规耕作。在150kg·hm-2的范围内,氮的淋失率随着氮肥用量的增加也增加,但化肥和有机肥配施后氮素的淋失量降低,这与猪粪的风干处理过程以及N∶P∶K比例的变化有关。

施用生物炭对云南烟区典型土壤养分淋失的影响

土壤养分尤其是氮、钾的淋失是制约云南烟叶生产可持续发展的重要因素之一。近些年来的一些研究表明,生物炭在减少土壤养分淋失方面有着很好的应用效果。然而,关于生物炭在云南植烟土壤上的应用效果研究报道较少。本文基于土柱淋洗模拟试验,研究了添加生物炭对南方紫色土、赤红壤和黄棕壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,以期为生物炭的合理广泛应用提供理论依据。研究结果显示,添加生物炭后,紫色土、赤红壤和黄棕壤的硝态氮淋洗总量分别减少16%、14%和22%;紫色土、赤红壤的磷素淋洗总量分别减少41%和32%,黄棕壤磷素淋洗总量变化不明显;紫色土和黄棕壤的钾素淋洗总量分别增加19%和23%,赤红壤的钾素淋洗总量变化不明显。研究表明,施用生物炭是控制云南植烟土壤氮磷淋失的有效措施。

结晶有机肥与复合肥、尿素在土壤中养分淋失的比较研究

对尿素、复合肥、结晶有机肥进行了NO3 N、NH4 N及K的模拟淋失试验。从NO3 N淋失总量看 ,顺序为 :复合肥处理 (6 2 9mg ) >尿素处理 (5 86mg) >结晶肥处理 (36 8mg) ,尿素处理和复合肥处理分别为结晶肥处理的 1.5 9倍和 1.71倍 ;NH4 N总淋失量顺序为 :尿素处理 (5 3mg) >复合肥处理 (41mg) >结晶肥处理 (2 0mg) ,即尿素处理和复合肥处理分别为结晶肥处理的 2 .6 4倍和 2 .0 5倍 ;K淋失总量顺序为尿素处理 (398mg) >复合肥处理 (30 3mg) >结晶肥处理 (188mg) ,尿素处理和复合肥处理分别为结晶肥处理的 2 .12倍和 1.6 1倍。进一步由上、下层土体的NO3 N、NH4 N、K含量综合比较后可知 ,尿素处理后土体对 3种养分保持能力最差 ,复合肥处理较好 ,结晶肥处理最强。结果说明 ,结晶肥明显地减少了NO3 N、NH4 N、K在土壤中的淋失 。

秸秆培肥土壤对优先流中养分淋失的影响

为了研究秸秆培肥土壤后对优先流中养分淋失的影响,采用原状土柱模拟养分淋溶的方法,对秸秆培肥后土壤中养分淋失的状况进行了研究。结果表明,土壤经秸秆培肥后,淋溶液中氮、磷和钾的累计含量降低,淋失速度和含量也都有不同程度的降低,但对不同养分降低的效果不同,对阳离子养分的保持效果更好一些,未施秸秆处理的NH4+-N累计含量为秸秆培肥处理的4.54倍;而对硝态氮的保持作用最差,未施秸秆处理的NO3--N累计含量为秸秆培肥处理的2.79倍。说明秸秆培肥土壤对减少养分淋失和降低地下水污染具有一定作用。

W-OH固化剂对玉米生长及土壤养分淋失的影响

采用盆栽试验,研究了不同W-OH喷施浓度(1%,3%,5%)对玉米生长及土壤养分淋失的影响。结果表明:与对照(不喷施W-OH)相比,喷施W-OH对玉米生长有促进作用,且这种作用自玉米生长中期逐渐明显。试验条件下,低、中浓度W-OH(1%和3%)更有利于玉米生长;盆栽3个月后,与对照相比,低、中浓度处理下玉米株高分别增加16%和35%,净光合速率分别增加3%和17%,气孔导度分别增加34%和79%,蒸腾速率分别为对照的2倍和3倍。降雨量对W-OH的保水作用影响不同,小雨和中雨下,3%浓度处理的渗流量最低,保水效果最显著;降雨量达到大雨及以上时,W-OH的保水作用与其喷施浓度成正比。在玉米生长初期W-OH的保肥作用与其喷施浓度成正比,随着后续降雨渗流反复淋溶,其保肥作用趋于稳定;3%和5%浓度的W-OH均能有效减少观测期的土壤养分淋失量,且以硝态氮降幅最大。研究结果为土壤固化剂在坡耕地中的应用提供理论指导。

砖红壤地区旱地土壤肥料养分淋失研究进展

对20世纪70年代特别是90年代以来有关砖红壤地区旱地土壤中氮肥的淋失形态、机理、影响因素,磷肥的淋失与吸附,以及钾肥淋失等方面的研究成果进行综述,指出目前研究中尚存在的不足,并提出未来的研究重点。

干湿交替作用对黑土养分淋失的影响

通过室内土柱模拟养分淋溶的方法,对干湿交替作用后,黑土中各种养分的淋失情况进行研究。结果表明:干湿交替作用明显提高了黑土淋溶液中各种养分的含量,其中钾含量提高最显著,高于对照6倍,硝态氮和铵态氮含量都比对照提高了2倍,而水溶性磷浓度无明显变化;黑土经干湿交替作用后明显加快了水分及养分向下运移的速度,并导致淋溶液中各种养分的累计含量显著增加,其中钾素增加最多,淋失累计含量达到对照的40倍以上;此外,干湿交替作用对不同养分淋失的影响效果也不同,对阳离子养分的影响比对阴离子的影响更为显著。以上研究结果说明,干湿交替作用提高了黑土中养分淋失的数量,同时也加大了地下水污染的风险。

外加阴离子吸附剂对复合污染黄土淋洗过程养分淋失的减缓机制(Ⅱ)

化学淋洗法是常用的污染场地修复方法,其经济性、简便性、安全性等指标较其他方法有较大优势。化学淋洗法存在的弊端之一是淋洗过程土壤伴存养分的同步淋失,若能在此瓶颈问题上有所突破,将会大大促进淋洗法场地修复的应用进程。本文研究的目标在于揭示合成秸秆基阴离子吸附剂对养分淋失的减缓机制,采用吸附平衡模式(等温线和动力学)与光谱分析技术(SEM和FT-IR)相结合,力图从微观层面验证宏观研究结果。Langmuir和准二级动力学方程能更好地描述硝酸根和磷酸根的吸附行为,由Langmuir方程计算得出qm分别为7.507 5和4.194 6mg·g^(-1),吸附反应为单层吸附和优惠吸附过程,主要控速步骤为化学吸附。阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸附活化能(298K)Ea分别为42.25和39.38kJ·mol^(-1),吸附反应自发、吸热。纯净水和KOH能够实现阴离子吸附剂的再生,超声辅助和延长解吸时间对于解吸效果略有促进作用。吸附后阴离子吸附剂表面被点状分布的细微颗粒物覆盖,解吸后仅有少量枝状物零星分布。吸附前后FTIR图谱的主要波峰红移或蓝移,证实阴离子吸附剂表面及内部官能团通过静电作用与硝酸根和磷酸根结合。阴离子吸附剂对硝酸根和磷酸根的吸持固定是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。

外加阴离子吸附剂对复合污染黄土淋洗过程养分淋失的减缓机制(Ⅰ)

淋洗法是污染土壤修复过程的重要手段,其对多种土壤污染物都具有较好的去除效果.但淋洗过程亦可能导致土壤养分的同步淋失,造成土壤肥力下降或性质改变,这对于恢复污染土壤的生态功能不利.因此,如何保障淋洗过程的＂双效性＂（即污染物高去除率和土壤养分低淋失率）,已成为淋洗法亟待突破的重要＂瓶颈＂.目前,同类研究多关注于降低土壤养分的天然淋失方法 （如微孔滴灌、有机培肥等）,而对于污染土壤淋洗的＂双效性＂则涉及很少,仅有的一些研究成果也常常不具有可比性.本研究采用接枝改性法合成阴离子吸附剂,借助SEMEDS、元素分析和FT-IR等表征产物性质,并通过异位柱淋洗实验研究了阴离子吸附剂添加量和淋洗液流速等对养分（硝酸根和磷酸根）淋失的调控作用,评价了添加行为的安全性及对黄土性质的影响.研究发现：阴离子吸附剂表面粗糙,具有毛刺状凸起,N元素含量的升高证明了接枝过程成功地引入叔胺基团;阴离子吸附剂的添加能够降低淋洗过程硝酸根和磷酸根的同步淋失,同时对铅和镉离子的去除效果影响很小.在淋洗初始阶段（0~30min）,硝酸根和磷酸根的淋失速率较高,之后逐渐变缓至趋于不变;不同流速条件对硝酸根和磷酸根的最终淋失率的影响并不显著,但硝酸根的前期淋失速率更快,证明其是更易被淋失的黄土养分;阴离子吸附剂对黄土理化性质影响不大,其合成原料属性（天然生物质秸秆）保证了添加过程的安全性.因此,阴离子吸附剂对于污染黄土淋洗过程养分淋失具有一定的减缓作用.

不同生物炭添加量下植烟土壤养分的淋失

【目的】我国南方植烟土壤养分淋失严重尤其是氮、钾,不仅造成资源浪费和潜在环境威胁,还严重制约了烟叶的可持续生产。生物炭比表面积大、孔隙多、稳定性强,施入土壤后可增加对养分的吸附,延长肥效和减少养分损失。本文研究了添加不同水平生物炭对植烟土壤硝态氮、磷、钾养分淋失的影响,为充分发挥生物炭提高养分利用率的作用提供依据。【方法】采用土柱淋洗模拟方法,试验共设5个处理,包括不施肥对照(CK)、氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾肥+10%生物炭(10%B)、氮磷钾肥+20%生物炭(20%B)、氮磷钾肥+40%生物炭(40%B),每个处理重复4次,随机排列。【结果】不同生物炭添加量下,土壤硝态氮、磷、钾的淋失量在培养期间呈先增加后减少的趋势。与NPK处理相比,添加生物炭处理在培养21天之后减少了硝态氮淋失量,在整个培养期间延缓和减少了磷的淋失量;与NPK处理相比,10%B、20%B和40%B处理硝态氮淋失总量分别显著降低13%、18%和25%,磷素淋失总量分别显著降低46%、61%和73%,10%B和20%B处理的钾素淋洗量略高,但差异未达显著水平,而40%B处理的钾素淋洗量则显著高于前3个处理,比NPK处理高47%。培养结束后,由于生物炭本身偏碱性,随着生物炭添加量的增加,土壤p H显著升高。表明添加生物炭条件下,土壤硝态氮淋失量的减少主要是生物炭的吸附作用所致;磷素淋失量的减少除了与生物炭的吸附作用有关外,也可能与土壤p H的升高有关;钾素淋失量的增加可能与生物炭本身携带的钾素有关。施用生物炭对土壤硝态氮、磷、钾养分淋失影响的机制还需进一步验证。【结论】施用生物炭能够有效减少植烟土壤硝态氮和磷素的淋溶损失,进而节约氮、磷肥料和提高养分利用效率,降低地下水污染风险,促进烟叶可持续优质生产,在一定范围内其施用量越高效果越好。生物炭的适宜添加量还需综合考虑氮磷钾3个元素的淋失而继续试验。

洞庭湖区不同稻田土壤及施肥对养分淋溶损失的影响

在渗漏池模拟洞庭湖区三种主要水耕人为土的基础上,进行了为期2 a的施用化肥(CF)、控释氮肥(CRNF)和配施猪粪(OM)对N、P、K养分淋失影响的试验,以探明双季稻田养分淋溶损失现状和规律。结果表明,普通简育水耕人为土(THS)、底潜简育水耕人为土(EHS)、普通铁聚水耕人为土(TFS)双季稻田CF处理的氮素淋溶损失总量分别占施氮量的2.28%、0.66%和1.50%。其中,THS的渗漏水总氮(TN)浓度与TFS相近,但由于渗漏水量高而导致TN淋失显著增加,EHS的渗漏水量及其TN浓度均显著低于其他两种土壤;稻田淋溶损失的氮素形态中,铵态氮占39.7%,有机态氮占56.8%,硝态氮仅占3.5%。三种土壤的总钾(TK)淋溶损失分别占施钾量的14.0%、4.68%和11.5%,但渗漏水TK浓度高低顺序为:TFS>THS>EHS;各土壤的总磷(TP)淋失均很小且施磷与不施磷(CK)无差异。比较不同施肥处理的养分渗漏损失情况显示,CRNF处理的渗漏水TN浓度最高,三种土壤中均显著高于CK,CF和OM处理仅THS和TFS的TN淋失量显著高于CK;配施猪粪和单施氯化钾时,三种土壤的渗漏水TK浓度均显著高于CK。由于养分淋溶损失是一个长期累积的过程,而本试验仅连续2 a,施用不同氮、钾肥源的N、K素淋溶损失差异不显著。

减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响

通过田间试验研究了减量施肥对菜地土壤养分淋失及春甘蓝产量的影响。结果表明:春甘蓝N、P、K习惯施肥用量分别为其吸收量2.64倍、5.8倍、1.02倍,长期施肥使菜园土壤有效P大量累积,土壤养分不平衡加剧,一些中微量元素成为新的养分限制因子。习惯施肥N、P向下层淋失明显,改进减量施肥技术使N、P淋失量分别减少90.0%、78.4%。不平衡减量施肥降低春甘蓝产量和经济效益,配合S、B、Zn的改进减量施肥技术能显著促进春甘蓝吸收养分,提高产量,经济效益超过习惯施肥处理。结论:在菜园土上推广平衡施肥技术可显著减少春甘蓝的施肥量,提高肥料利用率,增加产量和经济效益,并能减少N、P养分淋失,减轻施肥的面源污染。

黑碳对玉米生长和土壤养分吸收与淋失的影响

研究了黑碳对玉米苗期生长和养分吸收及淋失的影响。试验结果表明：黑碳能够促进玉米苗期的生长,株高、茎粗分别比对照增加4.31-13.13 cm和0.04-0.18 cm;施用黑碳的玉米生物量比对照相增加16.23-55.08 mg/kg。此外,黑碳可以增加玉米对氮、磷、钾的吸收,尤其是对钾的吸收。0.4%,1%,2%和4%黑碳施用量处理的玉米钾吸收量分别增加了0.98%,26%,69%和140%。但黑碳对玉米氮和磷的吸收的影响受黑碳的用量的影响,当黑碳用量超过一定量（4%）时反而抑制玉米对氮和磷的吸收。黑碳可以减少养分淋失,作用效果依次为NH4^＋〉K^＋〉Ca^2＋〉Mg^2＋〉NO3^-。

红壤养分退化研究Ⅲ:土壤和植株的养分淋失

在自然情况和在人工条件下 ,红壤渗漏水中磷的浓度很低 ,而NO- 3-N浓度随着氮肥硝化作用的进行快速增加 .钾的浓度介于氮磷之间 .在施用NH+ 4 -N氮肥时 ,渗漏水中未见NH+ 4 -N出现 .植株和植物残体经雨水淋洗的养分是主要是钾 ,但植物残体磷溶出量也较高 .

高产农田土壤硝态氮淋失与地下水污染动态研究

对桓台县区域农田监测研究表明,水肥管理不同的2个监测区域郭家区、李家区高产农田土体内NO_3^--N淋失迁移动态有差异,地下水污染亦不同。春天始土体内NO_3^--N含量趋于持续降低,浅层地下水NO_3^--N含量则持续升高,雨季后地下水中NO_3^--N含量尤剧烈升高,并达年内最高值,表现出农田N肥对地下水的直接污染,这可能与李家区灌溉次数多、土壤质地较轻和地下水位较浅有关。

聚丙烯酰胺对橡胶树专用肥养分淋出特性的影响

为确定不同施肥时期橡胶树专用肥中聚丙烯酰胺最佳用量及其养分释放特性,利用间歇式性土柱淋溶试验,通过模拟海南省4、6、9月的降雨量,探究不同降雨量条件下聚丙烯酰胺对橡胶树专用肥养分淋出特性的影响。结果表明:在不同降雨量条件下,橡胶树专用肥氮钾累积淋出量总体上均表现为随着聚丙烯酰胺用量增加而减少;6次淋溶结束时,模拟4、6、9月降雨量条件下添加6%聚丙烯酰胺橡胶树专用肥氮累积淋出量分别占总施氮量的22.88%、50.92%、59.04%,钾累积淋出量分别占总施钾量的35.38%、69.93%、68.81%,且均显著小于未添加聚丙烯酰胺的处理。可见,在不同橡胶树施肥时期,添加聚丙烯酰胺均可有效延缓橡胶树专用肥养分释放,减少养分淋失,且当聚丙烯酰胺用量为6%时橡胶树专用肥缓释效果最佳。