保水剂对氮肥氨挥发和氮磷钾养分淋溶损失的影响

采用"静态吸收法"和"土柱淋溶法"室内模拟试验,研究了保水剂施入土壤后对尿素氨挥发以及对尿素、磷酸一铵、氯化钾养分淋溶损失的影响。结果表明,土壤中施入保水剂后,尿素氨挥发量显著降低,并随着保水剂用量的增加效果更加明显。氨挥发量的降低与土壤含水量、土壤脲酶活性和土壤pH有关。土壤含水量较高时,土壤脲酶活性和土壤pH较低,尿素氨挥发量也较少,土壤含水量为田间持水量的75%和100%时,施用0.05%￣0.80%的保水剂,尿素累积氨挥发量分别较不施保水剂处理减少8.97%￣47.65%和16.78%￣72.40%。土壤中施入保水剂同样能减少氮、磷、钾养分的淋溶损失,对于氮、钾养分来说,随着保水剂用量的增加,养分淋失量显著减少,但对于磷素养分来说,养分淋失量并不随着保水剂用量的增加而减少。施用0.05%￣0.20%的保水剂时,氮、磷、钾养分累积淋失量分别较较不施保水剂处理减少13.60%￣39.62%、28.31%￣16.96%和6.76%￣24.55%。

模拟氮沉降下南方针叶林红壤的养分淋溶和酸化

以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区针叶林红壤为研究对象,在恒温(20℃)条件下,通过大土柱(直径10cm、高60cm),8个月间隙性淋溶试验模拟研究了不同氮输入量(0、7.8、26和52mgN/月/柱)对针叶林红壤NO3-、NH4+、H+和土壤盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+、Na+)淋溶以及土壤酸化的影响.结果表明,土壤交换态盐基总量、Ca2+和Mg2+淋溶量随氮输入量的增加而增加,土壤交换态Na+和K+则无明显影响.4种N输入处理的土壤交换态盐基总量净淋溶(淋溶出的盐基与淋洗液累计输入的盐基之差)分别占土壤交换性盐基总量的13.9%、18.6%、31.8%和57.9%,土壤交换态Ca2+净淋溶分别占土壤交换性Ca2+总量的19.6%、25.8%、45.3%和84.8%,土壤交换态Mg2+净淋溶分别占土壤交换性Mg2+总量的4.4%、6.1%、10.9%和17.1%.随氮输入量增加,表层土壤pH值逐渐下降,4种N输入处理的表层土壤pH(KCl)分别为3.85、3.84、3.80和3.75;随氮输入量增加,淋溶液中无机氮、NO3-和H+逐渐增加.氮沉降可促进针叶林红壤的有机氮矿化,加速养分淋失和土壤酸化.

旱田养分淋溶规律及对地下水影响的研究

通过农田 1 m深土层的模拟渗滤实验，对旱田养分淋溶规律和产生的环境影响——氮、磷、钾对地下水的潜在污染，进行了以黑麦草为供试作物，农用化肥氮、磷、钾为供试肥料的养分淋溶试验研究。结果表明，在旱田土壤中，氮肥的淋溶与施肥量呈显著正相关，主要以－ N形式产生淋溶，－ N的淋失率是施肥量 240 kg· hm－ 2的 15.85％，淋溶含量大于 20 mg· L－ 1，超过 WHO颁布的饮用水质量标准 10 mg· L－ 1，对地下水造成严重污染；磷肥的淋溶主要在土壤中以固定作用为主，其淋溶与对照无明显差异，对地下水无污染影响；钾肥的淋溶取决于施肥量，当施肥量在 120 kg· hm－ 2时，钾的最大淋溶含量为 14.30 mg· L－ 1，超过欧洲经济共同体颁布的饮用水质量标准 12 mg· L－ 1，对地下水有潜在污染影响。

不同施肥条件下旱田养分淋溶规律实验研究

In order to find out the effect of nutrient leaching on the environment caused by fertilizing, nutrient leaching experiment was designed with soil column in size of 1.0m in depth and 0.3m in diameter, planted with oats glass fertilized at different doses. The leaching water was sampled once a month to analyze the content of nutrient. Results indicated that nitrogen in the form of NH 4 +-N changed with the dose of fertilizer and the seasons. The amount of nutrient leaching is positively related to the amount of urea applied. The amount of NO 3-N detected was generally much higher than that of NH 4 +-N, which indicated that NO 3-N was the main part of nitration and leaching of nitrogen, and organic nitrogen has no relation with fertilizing. Results also indicated that fixition of phosphorus was a dynamic process, and fertilization could also result in the loss of phosphorus. Fertilizing influenced leaching of potassium. However, the amount of leaching is under the standards of national and OECD’s drinking water. The experiment showed that rational application of fertilizer could result in less pollution of underground water by NO 3-N leaching.

活性炭对土壤入渗、蒸发特性及养分淋溶损失的影响

通过室内土柱模拟试验,设置活性炭质量分数为0%(对照),0.1%,0.3%,0.6%,0.9%及1.2%共6个处理,研究不同活性炭施入量对土壤入渗、蒸发特性及养分淋溶损失的影响。结果显示:随着活性炭用量的增加,土壤入渗能力先增强后减弱;100min时,施加0.3%活性炭的土壤累积入渗量达到最大,高于对照的10.60%,而施加1.2%活性炭的土壤累积入渗量较对照的减少5.70%;33d的土壤累积蒸发量随着活性炭施用量的增大而逐渐减小,与对照的相比最大减小量达21.35%;土壤淋溶液中硝态氮(NO3-)、土壤可溶性有机碳(DOC)的浓度随活性炭用量增大而减小,与对照的相比最大减小量分别为8.52%和47.11%。活性炭的施加对提高旱区农田蓄水保肥能力有重要意义。

小麦/玉米轮作体系中不同施肥方法下的养分淋溶排污系数测算

为粮田耕地污染监控预警及污染控制提供技术支持,以北京市房山区小麦/玉米轮作为研究对象,采用陶土头负压法,通过2年的田间小区对比试验,以不施肥处理为对照,分析比较优化施肥和常规施肥对淋溶液水质的影响,并测算不同施肥处理的排污系数。研究结果表明:不同的施肥处理氮素淋溶量占总养分淋溶的76%~82%,氮素淋溶中以硝态氮为主,占总氮素淋溶的60%~70%,最高可达到90%;在氮磷钾养分施入量相同的情况下,优化施肥处理在不同程度上降低了养分淋溶量,可使总氮淋溶量减少23%~31%,总磷淋溶量减少32%~46%,硝态氮淋溶量减少22%~36%,在降雨量大时,优化施肥处理可明显减少铵态氮的淋溶;经测算,小麦/玉米轮作农田耕地排污系数(产出每公斤农产品养分淋溶排出量)常规施肥处理总氮、总磷、铵态氮及硝态氮的排放量分别为687.2、3.25、0.22、440 mg,优化施肥处理的排放量分别为348、0.87、0.38、205.9 mg。

用原状土柱研究太湖地区稻麦轮作农田养分淋溶量

采用原状模拟土柱，对太湖地区不同施肥水平下稻麦轮作农田NH4^＋-N、NO3^--N和TP的淋溶量进行了研究。初步结果表明：麦田NH4^＋-N、No3^--N和TP的淋溶量分别为0．36～0．64、2．74～16．42和0．05～0．19kg／hm。，各占化肥施用量的0．2％～0．4％、4．8％～8．1％和0．2％～0．7％；稻田NH4^＋-N、NO3^＋--N和TP的淋溶量分别为0．36～1．04、0．86～3．01和0．24～1，17kg／hm^2，各占化肥施用量的0．2％～0A％、0．6％～1．7％和0．8％～8．2％。猪粪能增加养分淋溶量，尤其显著促进了P素向下迁移；秸秆减少麦季土壤无机N的淋溶损失。

控释复合肥对茄子幼苗生长效应和养分淋溶的影响

采用控释复合肥进行茄子的基质育苗,与营养液和普通复合肥2种传统育苗方式进行比较,探讨控释肥的优势与最佳用量,苗期收集淋溶液研究控释肥与普通肥养分淋失量的差别。结果表明：茄子种子与大量控释肥接触的条件下,即基质（干重）与肥料质量比为20∶1仍能安全萌发;质量比为20∶1,10∶1时幼苗的干物质量和壮苗指数最好;质量比为20∶1时幼苗根系发育最优;质量比为30∶1～10∶1时幼苗根系活力、可溶性糖含量、光合特性最佳。与普通肥相比,控释肥养分释放稳定,淋溶损失少。综合来看,基质（干重）与肥料质量比为20∶1时最有利于培育茄子优质壮苗。

牦牛废弃物对沙化土壤养分淋溶损失的影响

【目的】研究施用不同配比的牦牛Bos grunniens粪生物质炭和牦牛粪堆肥以及聚丙烯酰胺(PAM)对沙化土壤养分淋溶的影响。【方法】在实验室条件下,设置8个处理:单施堆肥处理,炭肥混施(1∶1)处理,以及单施生物质炭处理。另设定不添加炭肥的空白处理。同时,在上述同样处理的基础上再对应地添加PAM,构成添加PAM区组,开展为期60 d的土柱模拟淋溶实验并测定土壤养分。【结果】总体而言,施用生物质炭或者堆肥都可以增强土壤养分含量,但炭肥混施的效果要明显优于单施生物质炭或单施堆肥。与空白对照相比,占土壤质量3%的生物质炭及堆肥混施能够显著增加土壤pH值,使土壤呈弱碱性,有机质质量分数提高530%,土壤全氮质量分数提升255%、硝态氮质量分数提升24.1%,总磷质量分数提升120%,有效磷质量分数提升78%,但对铵态氮效果不显著。此外,添加PAM可以有效降低外源养分的淋溶损失;根据炭肥混施处理的结果,全氮淋溶率减少9.6%,总磷减少7.1%。【结论】混施生物质炭及堆肥产品并配合PAM可以有效提高土壤养分质量分数,同时减少养分渗流的发生。

常绿阔叶林中雨水的养分淋溶研究

通过对常绿阔叶林内外降雨、径流和凋落物的养分分析测定结果表明,常绿阔叶林林内降雨中N、K、Ca、Mg等养分的含量高于林外降雨养分的含量,林内雨的各种养分总量又大于凋落物归还的养分量,林内径流的各种养分输出均低于林外(杂灌木)径流养分的输出。说明常绿阔叶林有明显的养分积累功能。

人工桤柏混交林中降雨对养分物质的淋溶影响

Water quality of rainfall changes greatly after passing throngh trees canopy in the watershed.In this paper,an artificial mixed forest was chosen to measure the precipitation inside and outside of the forest, and stemflow as well as the variations of their nutrient contents.By analysing the characteristics of rainfall partitioning ,the water qualilty,the nutrient input and cycling processes were discussed.The results showed that the concentrations of NH 4-N,NO 3-N,P,K,Ca and Mg were different among rainfall,throughfall and stemflow.In accordance with the rainfall partitioning,nutrients entered the field both as point source and area source,from which two different processes of translocation were found.The nutrient contributions in the field by rainfall and leaching from trees were also discussed.

西藏色季拉山冷杉林生态系统养分的淋溶输出研究

西藏色季拉山冷杉林生态系统中土壤地表水和土壤渗漏水中离子和元素的输出量占降水养分输入量的比重很小,均不超过1%。地表枯落物和土壤中的SO2-4、HCO-3、N被淋溶;K、Zn、P被吸附;土壤总的淋溶量从大到小的顺序为:SO2-4>Cl->HCO-3>C>Mg>N>Ca>Fe>Na>Zn>P>K;土壤总的淋溶系数显示的次序为HCO-3>Ca>SO2-4>Na>Cl->N>Mg>C>Fe>P>K>Zn。

龙胜里骆杉木人工林群落的降水截留和养分淋溶归还

龙胜里骆杉木人工林乔木层林冠年截留率为１５．６％．林下植物层的年截留率为２１．７％（占林外降水量的１８．３％）。降水强度是影响截留量（率）大小的主要因素；同时，林冠的枝叶生长和林下植物盖度的变化对截留量（率）大小也有一定影响．林冠截留量（率）与林外降水量间存在密切的对数关系，而林下植物截留量（率）与林冠降水量或林外降水量之间的函数关系随不同季节而变化，冬春季为幂函数，夏秋季为直线或对数关系，这主要与降水强度有关。乔木层和林下植物层的养分年淋溶归还量为：氮２．４１，钾１２．０５，镁３．５ｌｋｇ／ｈｍ２，钙和磷则为０．其中，乔木层的淋溶量为：氮２．６８，钾８．９８，镁０．７３，磷和钙为０；林下植物层的淋溶量为：磷０．３５，钾３．１０，钙５．９８，镁２．７８，氮为０。植物叶子的养分组成及其养分吸收特点对乔木层和林下植物层的养分淋溶过程有明显的影响。

植丝对高羊茅草坪生长及氮、磷养分去向的影响

为研究植丝式混合草坪中人造草丝对草坪草生长及养分去向的影响,本研究以高羊茅(Festuca arundinacea)品种‘交战IV’为试验材料,以不植丝处理为对照,研究植丝对草坪坪观质量、生长速度和生物量、草坪草养分吸收、草坪土壤中养分残留以及养分淋溶损失的影响。结果表明:植丝促进了草坪草的生长并提升了草坪的坪观质量。植丝后草坪草氮素和磷素吸收量增加,其中草屑和根系氮素的吸收量最高分别增加了30.0%和40.6%,草屑磷素吸收量最高增加了24.8%。土壤中矿质氮和速效磷残留量增加,分别最高增加了33.9%和87.0%。硝态氮淋溶损失量减少,最大降幅可达79.3%。因此,植丝促进了草坪草生长,提高了草坪草氮素和磷素利用效率,降低了草坪氮素淋溶风险。

土壤结皮发育程度对氮磷淋溶的影响研究

土壤结皮的发育影响土壤淋溶过程中的养分流失情况。选取降雨强度为30 mm/h雨强,时间为0 min、10 min、30 min形成的不同发育程度的结皮,采用土盘、土柱试验,对铵根离子和磷酸根离子的流失进行分析。结果表明:①土壤结皮的发育对土壤减渗效果作用明显,两种雨强下10 min、30 min结皮的平均减渗效果分别达到了39.99%、61.93%。②对淋溶水养分进行显著性分析,结果表明在两种雨强下,结皮发育均会对铵根离子、磷酸根离子的浓度产生显著性影响,结皮发育会减少土壤淋溶水中的养分流失。③对土壤养分流失的影响进行相关性分析,铵根离子和磷酸根离子流失率与土壤结皮抗剪强度、土壤结皮容重呈负相关关系,与土壤结皮孔隙度、土壤淋溶水量呈正相关关系。

大气氮沉降对阔叶林红壤淋溶水化学模拟研究

在氮饱和的森林生态系统中,氮沉降的增加将导致NO3-淋溶的增加及土壤酸度的提高,从而影响土壤质量及林业的可持续发展。然而,大气氮沉降对我国南方红壤地区森林生态系统中土壤的影响研究还很少,尤其是氮沉降引起的土壤淋溶液化学组成方面。研究中,以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区阔叶林红壤为对象,在恒温(20℃)条件下,通过土壤淋洗柱(直径10cm、高60cm)进行了8个月间隙性淋溶试验,来模拟研究不同氮输入量(0、7.8、26mg月-1.柱-1和52mg月-1柱-1)对阔叶林红壤NO3-、NH4+、SO42-、H+和土壤盐基离子(Ca2+、Mg2+、K+和Na+)的淋溶和土壤酸度的影响。结果表明,随氮输入量增加,淋溶液中NO3-、EC、H+和总盐基离子逐渐增加,但淋溶液中无NH4+。不同氮处理时,土壤有机氮总表观矿化量分别为189.6、263.9、372.8mg月-1.柱-1与554.2mg柱-1,氮输入明显促进了土壤有机氮的矿化,且土壤有机氮的表观矿化量与氮输入量间呈正线性相关(R2=0.997**)。无氮(0mg月-1柱-1)、低氮(7.8mg月-1柱-1)、中氮(26mg月-1柱-1)和高氮(52mg月-1柱-1)输入处理下,土壤交换态盐基淋溶总量分别占土壤交换性盐基总量的13.6、18.4、27.7%和48.1%。不同的盐基离子对氮输入的反应不同,Ca2+和Mg2+淋溶量随氮输入量的增加而增加,对Na+和K+则无明显影响。土壤交换态离子中随淋洗液输出最多的为Ca2+(无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为22.6、31.4、46.7%和82.5%),其次为Na+(无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为16.0、10.7、17.6%和26.3%),最少的为Mg2+(无氮、低氮、中氮和高氮输入处理的土壤交换态输出量占土壤交换态的比例分别为5.0、6.9、11.1%和16.9%),几乎没有土壤交换性K+输出。与对照相比,有氮处理后土壤中硫酸根离子的淋失量明显减少(p<0.05)。表层土壤pH值随氮输入量的增加而显著下降,各处理间差异极显著(p<0.01)。可见,大气氮沉降的增加将加速阔叶林红壤的养分淋失和土壤酸化的程度。

马尾松人工林林窗大小对四种凋落叶质量损失和养分释放的影响

马尾松人工林乔木层植物凋落物的分解对林地养分平衡和系统物质循环具有重要意义,并可能受不同大小林窗下微环境差异的影响。采用凋落物袋分解法,以马尾松(Pinus massoniana)人工林人为砍伐形成的7个不同大小林窗(G1:100 m^2、G2:225 m^2、G3:400 m^2、C4:625 m^2、G5:900 m^2、G6:1225m^2、G7:1600 m^2)为研究对象,林下(G0)为对照,研究林窗大小对红椿(Toona ciliata)、桢楠(Phoebe zhennan)、香樟(Cinnamomum camphora)和马尾松4种乡土树种凋落叶质量损失及养分释放的影响。结果显示:1)林窗大小(G0-G7)显著影响林窗中心放置的红椿和桢楠凋落叶N和P释放率、香樟凋落叶失重率和N、P、K释放率以及马尾松凋落叶P和K释放率。相对于林下,中小型林窗(G1-G4)的凋落叶失重率和N、P释放率明显较大,而大型林窗(G6-G7)的凋落叶K释放率明显较大。2)林窗内放置位置显著影响红椿、桢楠和马尾松凋落叶的K释放率及香樟凋落叶的P释放率。红椿和桢楠的凋落叶K释放率从林窗中心到边缘显著减少,而马尾松凋落叶K释放率及香樟P释放率从林窗中心到边缘显著增加。3)4种凋落叶类型中红椿凋落叶分解最快,其分解50%和95%所需时间分别为5.29和23.14个月。上述结果表明,林窗大小和林窗内位置对凋落物质量损失及其养分释放具有显著影响,但影响大小及趋势随物种初始基质质量的差异具有明显变化,研究结果为亚热带低山丘陵区马尾松人工低效林的科学经营及管理提高了一定的科学依据。

有机培肥土壤对优势流中养分淋失的影响

为研究有机培肥对土壤优势流中养分淋失的影响,采用原状土柱模拟淋溶的方法,对土壤优势流中养分淋失的情况进行研究。结果表明,土壤经有机培肥后,明显降低了优势流中各种养分的淋失速度,从而使养分的淋失总量减少,为未施秸秆处理的1/3左右。有机培肥土壤对于淋溶液中养分浓度的影响表现为,在淋溶液中养分浓度总体降低的同时,各种养分的浓度降低的幅度又有所不同,其中对水溶性K和铵离子的效果最明显,而对硝态氮(NO_3^--N)保持作用则相对差些。上述结果说明,有机培肥对减少土壤优势流造成的土壤养分淋失以及降低地下水污染都有一定的作用。

杉木人工林的养分归还动态

４２年生杉木人工林的年凋落量为３０８３．９ｋｇ／ｈｍ２，在一年中的５月和１１月出现两次高峰．凋落物中主要营养元素的年归还量为７２．１３８ｋｇ／ｈｍ２，其归还量大小顺序为Ｃａ＞Ｎ＞Ｍｇ＞Ｋ＞Ｐ．降水在杉木人工林中引起的养分淋溶也是养分归还的一个重要方面，五种营养元素的年总淋溶量为７１．２８９ｋｇ／ｈｍ２，在２月和５月亦出现两次高峰，淋溶量大小顺序为Ｋ＞Ｃａ＞Ｍｇ，而Ｎ和Ｐ出现负值，表明两者被林冠层直接吸收．

黄土高原生物结皮对土壤养分的表层聚集与吸附固持效应

【目的】生物结皮的广泛发育可显著影响表层土壤养分状况,在土壤养分积累和循环中发挥重要作用。通过淋溶实验和吸附试验研究其作用效果和机制。【方法】以黄土高原质地不同的风沙土和黄绵土为对象,分别选取有生物结皮覆盖和无结皮覆盖的地块,分析生物结皮层、结皮层下0—2、2—5和5—10 cm土层土壤的有机质、全碳、全氮、全磷含量,研究生物结皮对土壤养分含量的影响及其随土壤深度的变化规律。以Cl^(−)、K^(+)、Ca^(2+)为示踪离子开展土壤淋溶实验,分析其淋出土壤的特征;淋溶实验结束后,测定包括结皮层在内的各土层离子吸附解析量。【结果】1)生物结皮层(约2 cm厚)养分含量是无结皮土壤的0.43~10.51倍。生物结皮覆盖下0—10 cm土壤的养分含量均高于对应深度的无结皮土壤,有机质、全碳、全氮、全磷含量比无结皮土壤增加了1.4%~184.9%。2)生物结皮层的养分含量比其下层土壤提高了38.2%~557.1%,而无结皮的表层(0—2 cm)土壤养分含量仅比其下层土壤提高了13.4%~213.9%,这表明生物结皮增强了土壤养分的表层聚集。3)生物结皮覆盖土壤中添加的养分在相同条件下相较于无结皮土壤更难以淋出;除易淋溶的Cl^(−)全部淋出外,K^(+)和Ca^(2+)未被全部淋出,且在生物结皮覆盖土壤中的累积淋出量比无结皮土壤低21.9%~47.4%。淋溶实验结束后结皮层的Cl^(−)、K^(+)、Ca^(2+)含量均显著高于无结皮(8.8%~340.4%)和结皮下层土壤(14.5%~62.7%)。4)生物结皮显著增加了土壤对Cl^(−)、K^(+)、Ca^(2+)的吸附量,其增加幅度为27.8%~118.1%,且生物结皮层对不同离子吸附能力的强弱依次为Ca^(2+)>K^(+)>Cl^(−)。【结论】与无结皮土壤相比,生物结皮能够增加土壤养分含量并促进土壤养分的表层聚集,同时提升土壤对养分的吸附与固持能力,因而有利于退化贫瘠土壤的养分积累,在干旱和半干旱地区土壤肥力提升与生态环境改善方面发挥着至关重要的作用。