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流域氮素主要输出途径及变化特征
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作者 李文超 雷秋良 +4 位作者 翟丽梅 刘宏斌 胡万里 刘申 任天志 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期5375-5382,共8页
流域农业面源输出氮素是湖泊流域水体中氮的主要来源之一,对水环境安全造成了极大威胁.不同流域间地形、水文、植被覆盖等因子的差异及气象条件的变化,造成氮的输出途径具有流域异质性及时间变化特征.本研究以高原湖泊典型流域——凤羽... 流域农业面源输出氮素是湖泊流域水体中氮的主要来源之一,对水环境安全造成了极大威胁.不同流域间地形、水文、植被覆盖等因子的差异及气象条件的变化,造成氮的输出途径具有流域异质性及时间变化特征.本研究以高原湖泊典型流域——凤羽河流域为例,基于2011-06-2013-05期间径流水量、水质高频监测数据,应用基流分割的方法,通过分析流域产流与氮素输出途径的季节性变化,探讨了流域氮素输出的主要途径及变化特征.结果表明,基流是高原湖泊流域水量输出的主要形式和总氮输出的主要途径;基流输出水量及总氮负荷分别占流域总输出水量的80. 0%和流域总氮输负荷的71. 1%;降雨显著增加了流域水量和总氮负荷的输出量,同时改变了总氮的输出途径;降雨导致地表径流量增加,进而使流域输出水量和总氮输出负荷中地表径流途径的比重升高;当地表径流占流域输出水量的比重约达40%以上时,流域总氮输出的主要途径由基流转变为地表径流;监测周期内,地表径流输出的总氮负荷占流域总输出负荷的比重最高达65. 6%. 展开更多
关键词 面源污染 输出途径 基流分割 氮素 变化特征
江汉平原水稻季灌排单元沟渠中氮磷变化特征及其环境风险
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作者 华玲玲 张富林 +3 位作者 翟丽梅 刘宏斌 范先鹏 王洪媛 《环境科学》 CSCD 北大核心 2018年第6期2715-2723,共9页
江汉平原稻田多以灌排单元的形式存在,其中,沟渠是灌排单元的主要组成部分.本文以江汉平原腹地典型灌排单元内自然沟渠为研究对象,通过对2015年水稻整个生长季自然沟渠水深、水质的连续原位监测,研究灌排单元内自然沟渠水深、氮磷浓度... 江汉平原稻田多以灌排单元的形式存在,其中,沟渠是灌排单元的主要组成部分.本文以江汉平原腹地典型灌排单元内自然沟渠为研究对象,通过对2015年水稻整个生长季自然沟渠水深、水质的连续原位监测,研究灌排单元内自然沟渠水深、氮磷浓度的动态变化及导致这一变化的主要影响因子.结果表明,整个水稻生长季,沟渠水深维持在30-70 cm之间,灌溉事件增加的沟渠内水深高于降雨事件;水稻生长季,受水稻追肥的影响,沟渠水总氮(TN)浓度分别于6月18日和7月30日出现两个不同程度的峰值,且生育前期氨氮(NH4+-N)浓度高于硝氮(NO3--N),施肥是影响沟渠水中氮浓度的主要因子;整个水稻生长季沟渠水总磷(TP)浓度波动较大,主要受颗粒态磷(PP)浓度变化影响,外界扰动(如降雨、灌溉事件)是影响沟渠水TP浓度变化的主要因子.水稻生长后期即收获期,沟渠水中TN和TP浓度分别为0.22 mg·L(-1)和0.06 mg·L(-1),水质均达地表水水质Ⅱ类标准.灌排单元内,拦截沟渠与周边河道的路基高约22.5 m,无特大暴雨情况下,沟渠水很少漫过路基通过溢流向周边水体排水.水稻移栽直至第一次追肥后的3 d应控制沟渠水的外排.自然沟渠对降雨、灌溉和农田径流带入的氮磷起到一定程度的净化作用,通过在灌排单元出水口人为控制稻季沟渠水外排,直至水稻收获期,将使沟渠水水质达Ⅱ类标准,降低了灌排单元沟渠排水给周边水体带来的环境风险. 展开更多
关键词 灌排单元 沟渠 氮磷 农业面源污染
洱海近岸菜地浅层地下水动态变化特征及影响因素 预览 被引量:3
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作者 杨艳鲜 张丹 +5 位作者 雷宝坤 刘宏斌 翟丽梅 毛妍婷 冯光恒 陈安强 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2017年第12期101-109,共9页
研究洱海近岸菜地浅层地下水埋深是合理调控浅层地下水位和防止土壤氮磷随浅层地下水流失的基础。通过对洱海近岸菜地2 a(2014年6月—2016年5月)浅层地下水埋深进行监测,分析了浅层地下水埋深的时空变化特征和影响因素。结果表明,洱... 研究洱海近岸菜地浅层地下水埋深是合理调控浅层地下水位和防止土壤氮磷随浅层地下水流失的基础。通过对洱海近岸菜地2 a(2014年6月—2016年5月)浅层地下水埋深进行监测,分析了浅层地下水埋深的时空变化特征和影响因素。结果表明,洱海近岸菜地5个高程浅层地下水埋深均服从正态分布,其平均值为25.21~45.07cm,变异系数在0.26~0.43之间。浅层地下水埋深旱季深、雨季浅,其月变化和雨、旱季不同期,存在滞后现象,雨季浅层地下水埋深变异系数大于旱季。旱季和雨季浅层地下水埋深空间变化随等高线均呈不规则带状分布。洱海水位、降雨、灌溉、潜水蒸发和土壤物理特性的空间变异均是影响洱海近岸菜地浅层地下水埋深变化的主要因素。其中,1 966 m高程浅层地下水埋深与洱海水位极显著线性相关(p〈0.01),二者互为连通,相互补给;其他高程浅层地下水埋深与降雨量和灌溉量显著线性相关(p〈0.05),随降雨量增加,浅层地下水埋深逐渐变浅,随潜水蒸发量和灌溉量增加,浅层地下水埋深逐渐变深。距洱海由近及远土壤母质为河湖相沉积物到第四纪红黏土,使得不同发生层土壤渗水性由强变弱,造成离洱海越远,海拔越高,浅层地下水埋深越浅,变幅越小。 展开更多
关键词 菜地 洱海 浅层地下水埋深 时空变化 影响因素
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典型入湖河流水体氮素变化特征及其对降雨的响应:以太湖乌溪港为例 被引量:1
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作者 连慧姝 刘宏斌 +6 位作者 李旭东 宋挺 刘申 雷秋良 任天志 武淑霞 李影 《环境科学》 CSCD 北大核心 2017年第12期5047-5055,共9页
以2010~2015年太湖主要入湖港口乌溪港的水质监测数据为基础,结合当地降雨资料,分析了乌溪港水体中氮素的时间变化特征及其对降雨的响应.结果表明,乌溪港水体污染情况严峻,总氮年均值在4.41-5.92 mg·L-1之间,远超地表水环境质量标... 以2010~2015年太湖主要入湖港口乌溪港的水质监测数据为基础,结合当地降雨资料,分析了乌溪港水体中氮素的时间变化特征及其对降雨的响应.结果表明,乌溪港水体污染情况严峻,总氮年均值在4.41-5.92 mg·L-1之间,远超地表水环境质量标准V类限值2 mg·L-1,氨氮在1.09-1.72 mg·L-1之间.总氮和氨氮浓度呈现明显的季节性变化规律,春冬季节浓度高,夏秋季节浓度较低.2015、2011、2012年总氮浓度均值分别为5.92、5.47、5.82 mg·L-1,显著高于2013年4.45 mg·L-1和2014年4.41 mg·L-1,2011年氨氮浓度均值为1.72 mg·L-1,显著高于2013年1.19 mg·L-1和2015年1.09 mg·L-1.随着降雨强度的增加,总氮浓度呈现先降低后升高最后又降低的趋势,氨氮浓度则先升高后逐渐降低.此外,氮素浓度呈现非汛期高于汛期的特征. 展开更多
关键词 入湖河流 总氮 氨氮 时间变化特征 降雨
氮肥农学效应与环境效应国际研究发展态势 预览 被引量:9
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作者 张亦涛 王洪媛 +4 位作者 刘申 刘宏斌 翟丽梅 雷秋良 任天志 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第15期4594-4608,共15页
分析国内外农田氮素农学效应和环境效应研究的发展动态、研究热点,为以后研究农田氮素效应提供参考。基于ISI Web of Science数据库,检索出以“农田氮肥施用”为主题的所有SCI论文(1957-2014年8月),并分别提取出与“农学效应”、... 分析国内外农田氮素农学效应和环境效应研究的发展动态、研究热点,为以后研究农田氮素效应提供参考。基于ISI Web of Science数据库,检索出以“农田氮肥施用”为主题的所有SCI论文(1957-2014年8月),并分别提取出与“农学效应”、“环境效应”、“适宜施氮量”相关的文献,采用计量学方法,分析各研究方向的主要热点、研究机构、发文期刊和高被引论文等。共检索出关于农田施氮研究的SCI文献7460篇,其中与“农学效应”研究相关的文献2773篇,主要涉及到施氮肥对小麦、玉米、水稻、大豆等作物产量、氮素利用率和土壤有机碳的影响;与“环境效应”研究相关的文献1609篇,主要涉及到氮肥施用对氨挥发、硝化反硝化、温室气体排放、硝酸盐淋失、地下水水质等环境因素的影响;与“适宜施氮量”研究相关的文献408篇,主要涉及氮肥施用量、氮肥管理等。刊发各类研究成果最多的机构主要来自欧美发达国家,影响力大的期刊与高被引论文也主要来自欧美国家,中国在该领域的研究发展迅速,以中国科学院、中国农业大学、南京农业大学和中国农业科学院等为代表的中国研究机构的研究水平逐渐进入世界前列。文献计量学可用于分析农田氮素效应主题的研究热点和发展态势,目前氮素农学效应仍是研究的重点,随着当前环境污染问题日益突出,农田氮素环境效应研究越来越多,特别是氮流失对水体水质的影响备受关注,而基于氮素综合效应确定农田适宜施氮量是同时保障粮食安全和环境安全的有效措施。中国在相关研究领域的研究起步较晚,高影响力论文偏少,优秀国际期刊不足,但研究实力不断增加,研究成果也逐渐被国际社会所认可。 展开更多
关键词 农田施氮 Web of SCIENCE 农学效应 环境效应 适宜施氮量
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生物炭对中性水稻土养分和微生物群落结构影响的时间尺度变化研究 预览 被引量:9
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作者 盖霞普 刘宏斌 +2 位作者 翟丽梅 任天志 王洪媛 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期719-728,共10页
采用室内培养实验研究了生物炭对中性水稻土养分、微生物量和磷脂脂肪酸(PLFA)特征的影响。试验采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃),分别按照炭土质量比0(CK)、1%(T1)、2%(T2)和4%(T3)施用于土壤中,进行好气培养。结果表明... 采用室内培养实验研究了生物炭对中性水稻土养分、微生物量和磷脂脂肪酸(PLFA)特征的影响。试验采用玉米秸秆生物炭(炭化温度500℃),分别按照炭土质量比0(CK)、1%(T1)、2%(T2)和4%(T3)施用于土壤中,进行好气培养。结果表明:从时间尺度变化规律来看,土壤中铵态氮和硝态氮以及微生物量碳氮呈现波动性变化规律,在培养第21 d达到最低值,随后又呈现增加趋势,这与土壤中可利用态碳氮养分消耗有关。从生物炭的添加效果来看,与CK相比,生物炭的添加能够提高土壤p H值、有机质、全氮含量,降低铵态氮、硝态氮含量;生物炭的添加能够提高土壤微生物量碳氮含量,与CK相比,T1~T3处理微生物量碳、氮含量分别提高5.5%~14.3%、4.8%~25.7%;生物炭的添加降低了土壤PLFA含量,但土壤中各微生物类群PLFA含量在处理间差异不明显,表明其对土壤微生物群落结构影响不显著。总之,施用生物炭在一定程度上可以改善中性水稻土养分状况,提高土壤微生物量含量,改善土壤肥力水平。 展开更多
关键词 生物炭 土壤养分 微生物量 磷脂脂肪酸 中性水稻土
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兴山县香溪河流域农业源氮磷排放估算及时空特征分析 预览 被引量:11
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作者 崔超 刘申 +5 位作者 翟丽梅 刘宏斌 雷秋良 张富林 华玲玲 李文超 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期937-946,共10页
基于典型调查与统计分析,应用排污系数法估算了兴山县香溪河流域2007—2013年种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源TN、TP污染物的排放量,并对排放量、排放强度及其时空格局进行了分析。结果表明,香溪河流域农业面源污染TN、TP年均排放... 基于典型调查与统计分析,应用排污系数法估算了兴山县香溪河流域2007—2013年种植业源、畜禽养殖业源和农村生活源TN、TP污染物的排放量,并对排放量、排放强度及其时空格局进行了分析。结果表明,香溪河流域农业面源污染TN、TP年均排放量分别为1 145.2、56.5 t·a-1,排放强度分别为44.5、2.14 kg·hm-2·a-1。农业源TN和TP的年排放量逐年增加,2013年较2007年增幅分别为38.0%和85.1%,TN∶TP为21∶1,TN排放占主导,为香溪河流域兴山县段重点防控指标。从各类污染源贡献来看,畜禽养殖业源是TN的主要贡献源,占农业源污染总量的77.9%;种植业源是TP的主要贡献源,占55.4%。从不同源氮磷排放量空间格局来看,各乡镇中水月寺镇、黄粮镇和峡口镇的TN、TP排放量均最高。从氮磷排放强度空间格局来看,峡口镇、高桥乡和黄粮镇对TN排放强度最高;峡口镇、昭君镇和黄粮镇对TP排放强度最高。 展开更多
关键词 香溪河流域 农业源 排污系数法 时空特征
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玉米秸秆生物炭对土壤无机氮素淋失风险的影响研究 预览 被引量:30
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作者 盖霞普 刘宏斌 +1 位作者 翟丽梅 王洪媛 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期310-318,共9页
采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐... 采用室内土柱模拟淋溶方法,研究生物炭对不同土层土壤淋溶液体积以及铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)淋失量的影响。实验所用的生物炭以玉米秸秆(炭化温度500℃)为原料制成,分别按照炭土质量比0(T1)、1%(T2)、2%(T3)和4%(T4)施用于褐潮土中。结果表明:淋溶实验过程中,淋溶初期生物炭对土壤NH+4-N和NO-3-N的固持作用比较明显,且对NH+4-N的固持主要发生在0~10 cm土层,而对NO-3-N的固持主要发生在10~40 cm;生物炭能够有效增加土壤的持水能力,与不添加生物炭处理(T1)相比,T2、T3、T4处理的土柱累积淋溶液体积分别减少了10%、20%、26%,无机氮素淋失量显著降低,分别减少27%、48%、61%;无机氮素淋失量的减少主要来自NO-3-N,相对于不添加生物炭处理,T2、T3、T4处理NO-3-N累积淋失量分别为62.4、44.4、34.5 mg,分别减少了28%、49%、58%。总的来说,土壤中添加玉米秸秆生物炭能够有效降低土壤无机氮素的淋失风险。 展开更多
关键词 生物炭 铵态氮 硝态氮 氮淋失 土柱淋溶
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有机无机配施比例对华北褐土冬小麦产量与氮肥利用率的影响 预览 被引量:11
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作者 杨晓梅 李桂花 +4 位作者 李贵春 周颖 刘振东 南云不二男 尹昌斌 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期48-52,共5页
以保麦9号为试材,在氮磷钾用量一致的基础上,研究了有机无机氮配施比例对土壤有机质和养分含量、冬小麦产量和氮素利用率的影响。结果表明:施用无机氮和有机氮均能提高土壤有机质和养分含量,与对照相比,单施无机氮耕层土壤有机质增加1... 以保麦9号为试材,在氮磷钾用量一致的基础上,研究了有机无机氮配施比例对土壤有机质和养分含量、冬小麦产量和氮素利用率的影响。结果表明:施用无机氮和有机氮均能提高土壤有机质和养分含量,与对照相比,单施无机氮耕层土壤有机质增加1.7%,有机无机氮配施增加7.8%-11.2%,单施有机氮增加23.6%;土壤有效磷和速效钾变化趋势与有机质基本一致。施用无机氮和有机氮均可提高冬小麦的产量、蛋白质含量和氮肥利用率,以35%M和50%M处理最佳,小麦产量比对照增加2292和2419 kg/hm2,比单施无机氮增加656和783 kg/hm2。相对于单施无机氮处理较高的小麦氮肥利用率(38.6%),35%M和50%M处理的氮素损失少,氮肥利用率高达47.9%和53.0%,高于单施化肥处理。说明在等氮量水平下,以35%和50%有机氮替代无机氮不但提高土壤有机质、养分含量、作物产量和氮肥利用率,还可减少氮素损失,可获得较高的经济和环境效益。 展开更多
关键词 有机无机肥配施 冬小麦 产量 氮肥利用率
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无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布及有机碳含量的影响 预览 被引量:7
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作者 刘振东 李贵春 +3 位作者 周颖 杨晓梅 尹昌斌 南云不二男 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期2239-2245,共7页
为研究无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布、稳定性及对土壤有机碳(Soilorganiccarbon,SOC)保护性机制的影响,于2012年采自河北省徐水县试验站冬小麦一夏玉米定位试验田进行了试验。设置1个空白对照CK,1个单施化肥处理N10,4个粪... 为研究无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布、稳定性及对土壤有机碳(Soilorganiccarbon,SOC)保护性机制的影响,于2012年采自河北省徐水县试验站冬小麦一夏玉米定位试验田进行了试验。设置1个空白对照CK,1个单施化肥处理N10,4个粪肥与化肥配施处理M1N9、M2N8、M3N7、M5N5,采集0~20cm耕层土样,测定土样团聚体稳定性和SOC含量。结果表明:单施化肥不能明显提升土壤中SOC含量;配施粪肥能显著地提高R0.25和大团聚体中OC(Organiccarbon)的含量。M3N7处理能显著提高团聚体平均重量直径(Meanweightdiameter,MWD)、几何平均直径(Geometricmeandiameter,GMD)和各级团聚体中OC的含量。M2N8、M3N7、M5N5处理中SOC主要分布在2-0.25mm的大团聚体上,CK处理中SOC主要分布在微团聚体上,大团聚体含量较低,说明微团聚体比大团聚体形成的早,稳定性高于大团聚体,验证了微团聚体通过胶结作用形成大团聚体的层次性机制。该褐土的团聚体一SOC相互作用说明大团聚体的层次性形成和稳定性对SOC的保护具有关键作用。 展开更多
关键词 褐土 团聚体稳定性 平均重量直径 几何平均直径 有机碳
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一次性施肥技术对冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N_2O排放的影响 预览 被引量:20
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作者 张婧 夏光利 +5 位作者 李虎 朱国梁 牟小翎 王立刚 黄诚诚 江雨倩 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期195-204,共10页
利用静态暗箱-气相色谱法对华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统施氮条件土壤N2O排放特征进行周年观测,以探讨不同处理[对照(CK)、优化施氮(OPT)、优化氮肥一次性施用(OPT1)和控释肥(CRF)]土壤N_2O排放特征及土壤温度、湿度对土壤N_2... 利用静态暗箱-气相色谱法对华北平原冬小麦/夏玉米轮作系统施氮条件土壤N2O排放特征进行周年观测,以探讨不同处理[对照(CK)、优化施氮(OPT)、优化氮肥一次性施用(OPT1)和控释肥(CRF)]土壤N_2O排放特征及土壤温度、湿度对土壤N_2O排放的影响。结果表明:冬小麦/夏玉米轮作系统中土壤N2O排放峰值主要出现在施肥+降雨或灌溉事件后,不同处理N_2O排放通量变化范围在-0.24~2.78 mg N2O·m~(-2)·h~(-1),平均排放通量23.88~65.46μg N_2O·m~(-2)·h~(-1),OPT1和CRF两个一次性施肥处理可以降低小麦和玉米基肥施用后土壤N_2O排放峰值,但未改变轮作周期土壤N_2O排放季节变化规律;土壤含水量对土壤N2O排放有显著影响,且对夏玉米季土壤N2O排放影响大于冬小麦季;各处理土壤N2O排放通量与5 cm深度土壤温度之间均无相关性;不同处理N_2O年度排放总量差异显著,与OPT处理相比,OPT1处理和CRF处理N2O年排放总量分别减少27.47%和22.80%。各处理N_2O排放系数介于0.28%~0.50%,均低于IPCC 1.0%的推荐值,且各处理产量之间没有显著性差异,因此一次性施肥技术能够在保证产量的前提下,有效减少冬小麦/夏玉米轮作系统土壤N2O排放。 展开更多
关键词 一次性施肥 冬小麦/夏玉米轮作 N2O排放
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有机肥替代化肥氮对水稻田面水和土壤中氮素含量的影响 预览 被引量:1
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作者 张雪丽 董文怡 +5 位作者 刘勤 王洪媛 严昌荣 刘宏斌 陈保青 刘恩科 《中国农业气象》 CSCD 北大核心 2018年第4期256-266,共11页
针对洱海流域稻田氮肥施用加重洱海面源污染的问题,在等氮量替代条件下,利用大田试验研究不施氮肥(CK)、纯化肥(F)、有机肥全部替代化肥氮(M)和有机肥50%替代化肥氮(MF)四种情景对云南洱海流域水稻田面水主要氮素形态指标、土壤无机氮... 针对洱海流域稻田氮肥施用加重洱海面源污染的问题,在等氮量替代条件下,利用大田试验研究不施氮肥(CK)、纯化肥(F)、有机肥全部替代化肥氮(M)和有机肥50%替代化肥氮(MF)四种情景对云南洱海流域水稻田面水主要氮素形态指标、土壤无机氮及全氮的影响。结果表明:(1)在洱海流域水稻季生产中,同一施肥处理在施肥1个月内,稻田水总氮(TN)、可溶性总氮(DTN)、铵态氮(+4NH.N)含量变化趋势总体一致,施肥1~4d后含量达到最大,然后逐渐下降,施肥后1个月内是防止氮素径流损失的关键期。(2)各处理中,MF处理施肥1个月内田面水TN和DTN含量较高,延长了氮素流失风险关键期。(3)在水稻收获时,不同比例的有机肥替代化肥氮均能提高0-20cm土壤全氮含量,且改变土壤无机氮主要形态。与F处理和MF处理相比,M处理降低了20-50cm土层土壤全氮含量,氮素损失增加;在0-40cm土壤中,M处理土壤无机氮以硝态氮为主,而F和MF处理以铵态氮为主。有机肥50%替代化肥氮提高了0-20cm土壤全氮,但延长了稻田氮素流失风险安全期。因此,有机无机配施在洱海流域水稻季推广应用时,应加强田间水管理,在施肥后1个月内尽可能避免田间排水。 展开更多
关键词 有机肥替代化肥 洱海流域:土壤全氮 氮素动态变化 水稻产量
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长期增施有机肥/秸秆还田对土壤氮素淋失风险的影响 预览 被引量:4
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作者 盖霞普 刘宏斌 +5 位作者 翟丽梅 杨波 任天志 王洪媛 武淑霞 雷秋良 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第12期2336-2347,共12页
【目的】研究长期增施有机肥/秸秆还田对作物产量及土壤氮素淋失风险的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量及降低农业面源污染风险提供依据。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试... 【目的】研究长期增施有机肥/秸秆还田对作物产量及土壤氮素淋失风险的影响,旨在为华北平原冬小麦-夏玉米轮作区增强土壤肥力、提高作物产量及降低农业面源污染风险提供依据。【方法】以国家褐潮土肥力与肥料效益监测基地的长期肥料试验为平台,研究长达27年不同施肥处理对冬小麦-夏玉米产量、土壤肥力、氮素淋失风险和土壤氮素剖面分布的影响,试验共设置5个施肥处理,即:对照(CK);氮磷钾(NPK);氮磷钾+有机肥(NPKM);氮磷钾+过量有机肥(NPKM+);氮磷钾+秸秆还田(NPKS)。【结果】(1)在27年的不同施肥处理中,长期增施有机肥/秸秆还田均能使作物增产,改善土壤肥力。其中,增施有机肥处理尤为显著,与NPK相比,NPKM、NPKM+处理提高小麦和玉米产量分别为41%—50%和30%—32%;增加0—20 cm表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量分别为62%—121%、107%—187%;但降低小麦、玉米氮肥偏生产力(PFPN)分别达22%—32%、27%—41%。而NPKS处理对作物增产及提升土壤肥力的作用低于增施有机肥处理,对小麦产量、玉米产量、SOC、TN含量的增幅分别为24%、6%、9%、97%,但提高小麦季PFPN为216%、降低玉米季PFPN为40%。(2)长期增施有机肥/秸秆还田处理中,0—20 cm表层土壤SOC、TN、硝态氮(NO3—-N)、可溶性碳氮等养分含量以及氮矿化速率、硝化潜势等微生物学过程显著高于20—200 cm,说明长期增施有机肥/秸秆还田等外源碳的添加对土壤养分及微生物学过程的影响主要发生在表层。(3)与NPK相比,NPKM处理能够显著增加100—200 cm深层土壤中NO3--N含量,NO3--N平均含量为17.8—26.1 mg·kg^-1;而NPKS处理在一定程度上能够增加0—100 cm土层NO3--N含量,NO3--N平均含量为3.6—13.4 mg·kg^-1,表明增施有机肥会促进土壤NO3--N的向下迁移,而秸秆还田对土壤NO3--N具有一定的固持作用。此� 展开更多
关键词 长期施肥 有机肥 秸秆还田 作物产量 氮素淋失风险 褐潮土 冬小麦 夏玉米
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农田合理施氮量的推荐方法 预览 被引量:1
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作者 张亦涛 王洪媛 +4 位作者 雷秋良 张继宗 翟丽梅 任天志 刘宏斌 《中国农业科学》 CSCD 北大核心 2018年第15期2937-2947,共11页
为了实现作物高产的同时降低氮素环境污染风险,确定农田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在阐明氮肥合理施用概念及中国氮肥施用现状的基础上,系统分析了国内外氮肥合理施用量的主要推荐方法,包括:基于土壤测试的推荐方法、基于氮肥... 为了实现作物高产的同时降低氮素环境污染风险,确定农田合理施氮量是最有效的方法之一。作者在阐明氮肥合理施用概念及中国氮肥施用现状的基础上,系统分析了国内外氮肥合理施用量的主要推荐方法,包括:基于土壤测试的推荐方法、基于氮肥施用效应函数的推荐方法、基于氮素输入输出平衡的推荐方法以及基于淋溶水硝态氮超标临界值的推荐方法等4种。前3种方法首先关注氮素农学效应其后评价环境效应,以获得较好的农学效益为出发点,具有一定的科学性,在实践中也证明了其适用性。第4种方法首先考虑氮素环境效应然后评价其对产量影响,以确保地下水硝态氮含量不超标为直接目标,能够量化氮肥合理施用量的实际环境效应,但淋溶水硝酸盐超标临界施氮量的确定由于受多种因素的影响而存在一定的不确定性,其在年际间、区域间、土壤类型间的变异程度均有待进一步研究。 展开更多
关键词 合理施氮量 农学效应 环境效应 最高产量施氮量 临界施氮量
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冬季覆盖作物对潮褐土土壤肥力和微生物学性状的影响 预览 被引量:2
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作者 魏静 郭树芳 +5 位作者 孙本华 翟丽梅 王洪媛 刘宏斌 华玲玲 杨波 《生态与农村环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期426-432,共7页
冬季覆盖作物能够提高农田土壤肥力和改善生态环境,通过研究其种植后对华北平原农田土壤理化和微生物学性质的影响,可为该地区推广种植冬季覆盖作物提供数据支持。以冬闲地为对照(CK),选取毛叶苕子(Vicia villosa,Vr)、二月兰(Oryc... 冬季覆盖作物能够提高农田土壤肥力和改善生态环境,通过研究其种植后对华北平原农田土壤理化和微生物学性质的影响,可为该地区推广种植冬季覆盖作物提供数据支持。以冬闲地为对照(CK),选取毛叶苕子(Vicia villosa,Vr)、二月兰(Orychophragmus violaceus,Ov)和冬油菜(Brassica campestris,Bc)3种覆盖作物,通过盆栽试验研究了种植冬季覆盖作物对华北平原典型潮褐土土壤理化性质、微生物生物量和酶活性的影响。结果表明:3种冬季覆盖作物处理生物量由小到大依次为Vr、Bc和Ov。与CK相比,3种冬季覆盖作物均能显著提高土壤含水量,有效磷含量,土壤微生物生物量碳、氮和磷含量(P〈0.05),且不同程度提高土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性。其中,Ov处理土壤有效磷含量提高幅度最大,为33.3%(P〈0.05);Bc处理土壤含水量显著提高16.7%,土壤容重显著降低16.8%,土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷含量及碱性磷酸酶、蔗糖酶和脲酶活性分别提高30.5%、32.3%、85.4%、11.4%、17.7%和21.7%(P〈0.05)。综合覆盖作物生物量及覆盖作物对华北平原潮褐土土壤理化性质、微生物生物量含量和酶活性的影响,以冬油菜作为华北平原冬季覆盖作物效果为最佳,二月兰和毛叶苕子次之。 展开更多
关键词 冬季覆盖作物 土壤微生物生物量 酶活性 土壤养分
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有机无机肥配施对水稻氮素利用率与氮流失风险的影响 被引量:1
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作者 魏静 郭树芳 +5 位作者 翟丽梅 刘宏斌 孙本华 华玲玲 王洪媛 杨波 《土壤》 CSCD 北大核心 2018年第5期874-880,共7页
农田土壤–作物系统对畜禽粪便有一定的消纳作用,有机粪肥与无机氮肥配施是未来农业生产中进一步增加产量、减少化肥施用和保护环境的重要生产模式。本研究采用盆栽试验,分析在施用一定量有机粪肥基础上,不同无机氮肥用量对水稻产量、... 农田土壤–作物系统对畜禽粪便有一定的消纳作用,有机粪肥与无机氮肥配施是未来农业生产中进一步增加产量、减少化肥施用和保护环境的重要生产模式。本研究采用盆栽试验,分析在施用一定量有机粪肥基础上,不同无机氮肥用量对水稻产量、氮素利用率和氮流失风险的影响,探讨有机肥与无机氮肥的最优比例,为有机肥施用条件下稻田无机氮肥的合理施用提供科学依据。结果表明:与单施有机肥(M)相比,配施0.8倍的无机氮肥效果最佳,水稻产量、株高、分蘖数、籽粒吸氮量和氮肥利用率达最高。有机肥作底肥时,水稻生长前期田面水无机氮浓度随配施无机氮肥量的增加而增加,而后期配施无机氮肥各处理田面水氮素浓度则随着氮肥施用量的增加呈现先降低后升高趋势,其中,增施0.4倍、0.6倍和0.8倍无机氮肥时稻田田面水氮素浓度较单施有机肥处理分别降低17.5%、11.9%和9.3%,差异达显著水平(P〈0.05)。与单施无机氮肥处理(N)相比,同样以0.8倍无机氮肥+有机肥处理作物产量和氮肥利用率最高,田面水氮浓度降低了30.2%,差异达显著水平(P〈0.05)。综上,消纳有机肥基础上,在满足作物需氮量的前提下,无机氮肥与其配比为1︰1时,既可以提高水稻增产潜力,又降低稻田氮素流失风险和适当减少稻田无机氮肥施用量。 展开更多
关键词 产量 氮肥利用率 有机无机肥 田面水
牛粪堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响 预览 被引量:9
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作者 朱新梦 董雯怡 +3 位作者 王洪媛 严昌荣 刘宏斌 刘恩科 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第10期258-264,共7页
为明确堆肥过程中温室气体和氨气排放规律以及产生的总温室效应,在云南省大理州开展堆肥试验,并以奶牛粪便为试验材料,研究了农民堆肥(FC)、覆盖堆肥(CC)、覆盖-翻堆堆肥(CTC)和覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)4种堆肥方式对温室气体... 为明确堆肥过程中温室气体和氨气排放规律以及产生的总温室效应,在云南省大理州开展堆肥试验,并以奶牛粪便为试验材料,研究了农民堆肥(FC)、覆盖堆肥(CC)、覆盖-翻堆堆肥(CTC)和覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)4种堆肥方式对温室气体和氨气排放的影响。结果表明:覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)可提高堆肥腐熟度,有效降低CH4和N2O排放,但并没降低CO2和NH3排放;与农民堆肥(FC)相比,覆盖堆肥(CC)的CH4排放量增加了48.7%,而N2O和NH3排放量与农民堆肥(FC)基本一致;覆盖-翻堆堆肥(CTC)虽然提高了腐熟度,但CH4、CO2和NH3排放量较大;堆肥结束时,4个处理的总温室效应分别为25.6、32.9、38.1及18.0 kg/t;温度与CH4、CO2、N2O和NH3排放速率均极显著相关,pH值显著影响N2O和NH3的排放。因此,覆盖通风-翻堆堆肥(CATC)不仅能够满足堆肥产品的腐熟度要求,而且能够减少总温室效应,再加上其操作简便,能够在生产中推广应用。 展开更多
关键词 堆肥 粪便 温室气体 氨气 腐熟度
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堆肥方式对氮素损失和留存的影响 预览 被引量:1
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作者 朱新梦 董雯怡 +3 位作者 王洪媛 严昌荣 刘宏斌 刘恩科 《中国农学通报》 2017年第16期97-104,共8页
为了探讨不同堆肥方式(农民堆肥、厌氧堆肥、混合堆肥和好氧堆肥)对畜禽粪便堆肥过程中氮素损失和留存的影响,以奶牛粪便为堆肥原料,在64天的堆肥过程中考察和比较了不同堆肥方式对N2O和NH3排放、渗滤液、其他形式的氮损失,以及对氮... 为了探讨不同堆肥方式(农民堆肥、厌氧堆肥、混合堆肥和好氧堆肥)对畜禽粪便堆肥过程中氮素损失和留存的影响,以奶牛粪便为堆肥原料,在64天的堆肥过程中考察和比较了不同堆肥方式对N2O和NH3排放、渗滤液、其他形式的氮损失,以及对氮素留存的影响。结果表明:堆肥结束时,农民堆肥、厌氧堆肥、混合堆肥和好氧堆肥氮损失量分别占总氮量的27.9%、27.0%、30.0%和25.1%,但农民堆肥的腐熟度仅为65.9%,其他3种堆肥方式均达到了腐熟标准(〉80%);NH3是奶牛粪便堆肥过程中氮素损失的主要贡献者,NH3排放量最大的是好氧堆肥,其造成的氮损失占总氮量的22.5%,其次为混合堆肥(16.6%),而厌氧堆肥NH3排放引起的氮损失率最少,仅为7.5%;堆肥过程中N2O造成的氮损失相对较少,占总氮量的0.06%~0.11%;渗滤液的氮损失率为1.5%~12.0%,农民堆肥渗滤液氮损失率最大,好氧堆肥渗滤液氮损失量最小;其他形式的氮损失率为1.0%~10.2%,好氧堆肥的其他形式氮损失率最小,而厌氧堆肥最大。与其他堆肥方式相比,好氧堆肥不仅能够满足堆肥产品的腐熟度要求,而且有利于减少氮素损失和留存氮素。 展开更多
关键词 堆肥 奶牛粪便 氮素损失 氮素保存
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洱海近岸不同种植类型农田沟渠径流氮磷流失特征 预览 被引量:2
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作者 陈安强 雷宝坤 +4 位作者 刘宏斌 王洪媛 翟丽梅 毛妍婷 张丹 《生态与农村环境学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期697-705,共9页
为研究不同种植类型对沟渠径流氮磷流失的影响,以洱海西岸苗木地、菜地和稻田3种种植类型农田内的典型灌排单元为研究对象,通过监测沟渠径流流入和流出灌排单元断面的氮、磷浓度,分析不同种植类型对沟渠径流氮、磷浓度的影响及相对贡献... 为研究不同种植类型对沟渠径流氮磷流失的影响,以洱海西岸苗木地、菜地和稻田3种种植类型农田内的典型灌排单元为研究对象,通过监测沟渠径流流入和流出灌排单元断面的氮、磷浓度,分析不同种植类型对沟渠径流氮、磷浓度的影响及相对贡献。结果表明,不同种植类型农田沟渠出水径流氮、磷浓度从大到小依次为菜地、稻田和苗木地,其中稻田和苗木地沟渠出水口径流总氮(TN)浓度大于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水,而总磷(TP)浓度低于地表Ⅳ类水标准,菜地沟渠出水口径流TN、TP浓度远大于地表V类水标准。菜地沟渠出水口径流中各形态氮、磷浓度均大于沟渠入水口,苗木地则相反。5、6月稻田沟渠出水口径流各形态氮、磷浓度大于沟渠入水口,其他月份则相反。3种种植类型下沟渠径流氮磷的主要形态为无机氮和可溶性总磷(DTP),分别占TN和TP浓度的70.32%~81.49%和70.33%~79.33%,NO3--N占无机氮浓度的75.13%~84.75%。不同种植类型对沟渠径流TN、NH4+-N、NO3--N、TP和DTP浓度的贡献率从大到小依次为菜地(56.41%、85.81%、44.61%、66.17%和64.80%)、稻田(-4.50%、-15.14%、-10.01%、-0.85%和-0.29%)和苗木地(-89.88%、-64.81%、-96.49%、-72.11%和-69.69%)。 展开更多
关键词 农田氮磷流失 沟渠径流 种植类型 灌排单元 洱海
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中温-暖温带表土碳氮磷生态化学计量特征的空间变异性——以河北省为例 预览 被引量:6
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作者 曹祥会 龙怀玉 +4 位作者 周脚根 朱阿兴 刘宏斌 雷秋良 邱卫文 《生态学报》 CSCD 北大核心 2017年第18期6053-6063,共11页
解析区域土壤碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间分异格局有助于土壤养分的综合管理与利用。运用传统统计学和地统计学分析方法,以河北省为例分析了中温-暖温带表土(0—30cm)碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间变异性及影响因素。... 解析区域土壤碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间分异格局有助于土壤养分的综合管理与利用。运用传统统计学和地统计学分析方法,以河北省为例分析了中温-暖温带表土(0—30cm)碳氮磷元素的生态化学计量特征的空间变异性及影响因素。结果显示:(1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TSN)、全磷(TSP)其摩尔比率的变异系数均介于0.1—1之间,表明其在空间上存在中等程度的变异性。此外,C:N的变异系数较小,表明C:N较稳定。(2)表土TSP和C:N具有小范围、强烈的空间自相关性。SOC、TSN、C:P和N:P具有较大范围、中等程度的空间自相关性,结构性因素是土壤碳氮磷含量及其摩尔比率空间变异的主要影响因素。从空间分布规律来看,表土碳氮磷含量及其摩尔比率均没有呈现明显的递增或递减的变化规律,SOC、TSN、C:P和N:P具有相同的空间分布趋势,高值区主要分布在冀={E地区,分布面积较小,低值区分布范围较广;C:N的高值区零星分布在冀北地区,TSP的高值区和低值区呈现斑块状分布。(3)土壤C:N、C:P和N:P受到土壤理化性状、土地利用方式、人类扰动、气候及地形等因素的调控。此外,不同气候带的C:N、C:P和N:P也存在一定的差异,研究区土壤C:N与高寒带较接近,同时与其他气候带没有显著的差异;C:P和N:P与温带沙漠区较接近,与其余气候带存在显著的差异性,说明不同气候带之间的C:N较C:P和N:P稳定。 展开更多
关键词 碳氮磷 生态化学计量 地统计 空间变异
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