氮磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对水环境质量的影响(陈英旭,梁新强等著)思维导图
磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程

磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程3晏维金33 尹澄清 (中国科学院生态环境研究中心,北京100085)孙 濮 韩小勇 夏首先 (安徽省水文总站,合肥230022)【摘要】 水稻田湿地系统是我国东南部高产农业区的主要土地利用类型,是我国特有的景观结构.在巢湖六叉河小流域进行的野外实验结果表明,这一湿地系统的水塘、水沟和水稻田都能有效地截留来自村庄、森林地和旱地的磷氮非点源污染物.实验同时研究了磷氮物质从水稻田中的径流流失方式和机理,结果发现磷氮物质从水稻田中的径流流失量与水稻田持水量、施肥量、降雨量、水稻生长过程和水稻田排水堰高度等因素有关,并提出了一个模型计算磷氮径流流失量,表明在施肥情况下的磷氮流失量分别高达0.69和11.2kg ・hm -2,是最大的潜在非点源污染.关键词 磷 氮 水稻田 模型 非点源污染Phosphorus and nitrogen transfers and runoff losses from rice f ield w etlands of Chaohu Lake.Y an Weijin ,Y in Chengqing (Research Center f or Eco 2Environmental Sciences ,Academia Sinica ,Beijing 100085),Sun Pu ,Han Xi 2aoyong ,Xia Shouxian (A nhui Hydrology Service ,Hef ei 230022).2Chin.J.A ppl.Ecol.,1999,10(3):312~316.Rice field wetland system is the main land use type in the high 2product agricultural watersheds of S outherneast China.Field experiments show that rice fields ,ditches and multipond systems can effectively retain nonpoint phosphorus (P )and nitrogen (N )pollution from different land uses in a subwatershed of Chaohu Lake.The mechanisms of P and N transfers and runoff losses from rice fields are mainly studied.By the analysis of P and N dynamics in rice fields ,it was found that P and N loads in runoff were depended on field water level ,applied fertilizer amount ,precipitation ,rice growth process ,and height of field overflow mouth.A simple model was built to calculate the quantity of P and N loads in runoff from rice fields.It shows that the total loads can reach 0.69and 11.2kg ・hm -2for P and N respective 2ly under the condition of applying fertilizers ,which is the potential effect on Chaohu Lake eutrophication.K ey w ords Phosphorus ,Nitrogen ,Rice fields ,Model ,Nonpoint pollution. 3国家自然科学基金资助项目(49371062). 33通讯联系人.现在中国科学院地理研究所,北京100101. 1997-01-27收稿,1998-10-22接受.1 引 言 磷(P )、氮(N )是重要的生命元素,生命支持系统不可替代的主成分,也是促进农业持续发展的根本要素.环境、人口和粮食是当今人类社会面临的互相关联的三大问题.特别是中国,在不可能大规模扩大耕地面积而且耕地还在逐年减少的情况下,磷氮肥料的投入是实现我国粮食增产最有效的措施之一.但是,磷氮肥料的投入,带来了令人担忧的环境问题.例如,就非点源污染而言,近一二十年来的研究表明,磷氮非点源污染负荷已占受纳水体污染负荷的50%以上,并对受纳水体产生严重影响[3,4,8~10].农业非点源污染是最主要的非点源污染,例如,我国湖泊达到富营养化水体的已占63.6%,一些农业高产地区的湖泊如太湖、巢湖、滇池等总磷、总氮浓度分别是80年代初的十几倍,其中50%以上的磷氮污染负荷来自农业非点源污染负荷[2,6],但人们对磷氮元素在特定流域的迁移转化和循环缺乏定量的数据[12,13].另一方面,在我国农业生产中,水稻生产是最主要的生产[1].我国水稻田面积占耕地面积的26.18%,而在南方占到70.19%[5].由水稻田径流流失的磷氮化肥量在农业非点源污染负荷中占有非常重要的地位.因此从我国农业持续发展和环境保护中存在的实际问题出发,为满足不断增长的人口对粮食的需求,而又不以牺牲环境为代价,研究化肥中磷氮物质在水稻田中的迁移转化和径流流失机理对于非点源污染控制有重要的意义.本文选择我国南方一典型的高产农业流域巢湖六叉河小流域进行磷氮化肥在水稻田湿地系统中的迁移转化和径流流失机理的研究.2 研究地点和实验方法 实验研究于1994和1995年在安徽巢湖六叉河小流域进行.该流域位于巢湖北岸(图1),全流域面积7.32km 2.该流域内分布16个村庄,人口约3000人.小流域的社会、经济状况为典型农业群落,和巢湖周围其它地区一样,其农作物组成为:油菜(小麦)2早稻2晚稻;小麦2棉花(花生、大豆)及蔬菜.水稻生产主要使用化肥包括碳铵、尿素和磷肥.随着农业生产的发展,化肥使用量迅速增长,由1953年0.45kg ・hm -2增长到1995年应用生态学报 1999年6月 第10卷 第3期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,J un.1999,10(3)∶312~3162100kg ・hm -2.小流域的磷氮非点源污染主要来源于化肥和村庄的粪便污染.小流域主要土地利用类型为:水稻田284hm 2(38.8%)、旱地229hm 2(31.3%)、林131hm 2(17.9%)、村庄52hm 2(7.1%)、水塘和水沟35.5hm 2(4.9%).图1 小流域位置及土地利用状况Fig.1Location of the experimental agricultural watershed and distributionof land uses. 水稻田、水塘及连接水稻田和水塘的水沟共同构成一个农业湿地系统,成为农业灌溉网络的组成部分.它是我国特有的农业景观结构.这一湿地系统占六叉河小流域土地利用类型的43.7%,因而成为小流域主要的土地利用类型.在这一湿地系统中,水塘截留和储存天然降水,水沟起到水的输送作用:一方面,在降水时,水稻田由溢流产生的地表径流经水沟流到水塘储存;另一方面,在干旱时,水塘的水通过水沟输送到水稻田进行灌溉.水沟包括小水沟和大水沟,在低水位情况下,水主要经过小水沟;在高水位情况下,水通过大水沟.水在水稻田2水沟2水塘湿地系统中的动态过程如图2所示. 实验共选择水塘2个,水塘间的大、小水沟各1个及水稻田1块.大水沟沟长250m ,沟底平均宽3.2m ,沟内有生长正常的菖蒲;小水沟沟长200m ,宽0.35m ,沟内有生长正常的草地.大、小水沟两端均用土坝垒堰,出水口端留孔让水向外流动.实验选择的两个水塘的面积分别为840m 2和710m 2,平均水深分别为1.5m 和1.7m.水稻田面积为267m 2,水稻田在插秧后的第10天进行实验,水稻秧生长良好.水稻田保持水深0.07m.实验开始前,分别配制一定量的碳酸氢氨和过磷酸钙经溶解后均匀洒入水塘,使水塘的总磷和总氮浓度均在10mg ・L -1左右,然后开始用水泵向大小水沟灌水,小水沟的水再流向实验的水稻田.实验选择发生频率较高的中等以下水文条件,即保持大水沟平均水深0.7m ,流量控制为0.04m 3・s -1;保持小水沟水深0.15m ,流量控制为0.005m 3・s -1.水稻田人工灌溉溢流模拟100mm 降雨量.当水稻田水深达到0.07m 时,开始向水稻田均图2 水在水稻田湿地系统中的动态过程Fig.2Water dynamic processes in rice field wetland system.1)降雨Rainfall ,2)蒸发Evaporation ,3)蒸腾Transpiration ,4)灌溉Irriga 2tion ,5)径流Runoff ,6)下渗Seepage ,7)水稻田水层Water layer in rice field ,8)水稻田土层Soil layer of rice field ,,9)水沟Ditch ,10)水塘Water pond.匀洒入液体碳酸氢氨和过磷酸钙,使总磷和总氮浓度分别达100和10mg ・L -1左右.在连续灌溉9h 后开始采样,大水沟样品采自0(入口)、50、100、150、200、250m (出口);小水沟样品采自0(入口)、25、50、75、100、125、150、175、200m (出口);水稻田水样采自表层水,水塘水样采自表层水和0.5m 深以下水等量均匀混合.水稻田磷氮径流流失量的实验包括施肥后人工灌水溢流实验和天然降雨溢流实验,分别测定了6月20日114mm 和6月22日30mm 降雨时水稻田地表径流的磷氮流失量.水样采集后2h 内在附近实验室进行处理,总磷和总氮用过硫酸钾氧化后[11]用标准方法测定[7].3 结果与讨论3.1 磷氮元素在水稻田湿地系统中的迁移转化 磷氮物质在水稻田湿地系统中的浓度随时间有明显变化.图3、4分别表示磷氮在水塘、大小水沟和水稻田中的浓度变化.其中总氮、铵态氮和总磷的浓度明显下降,但硝态氮浓度上升.氮在水稻田2水塘湿地系统中的变化主要受植物吸收、挥发、硝化和反硝化的影响.碳酸氢氨施入水中后,一部分挥发,一部分转变为液相氨,并为植物吸收,还有一部分转化为硝态氮,这种转化一般在5~6d 内完成.而硝态氮不易被土壤吸收,很容易迁移,从而随降雨2径流流失或通过反硝化减少.氮在水稻田湿地系统中的这种迁移转化过程是总氮浓度下降的主要原因.与氮相比,磷的迁移转化主要是通过吸附作用进行的.在淹水情况下,水中颗粒或土壤对磷的吸附量增加,从而使得总磷浓度下降.由图3、4可知,水稻田湿地系统对磷氮物质有明显的截留作用.表1总结了水稻田湿地系统中不同结构对磷氮物质的截留效果.这种截留效果从能量的角度来分析,表现为小流域内任一水平点磷氮物质的流动主要是该3133期 晏维金等:磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程 图3 磷氮经过250m 大小沟(A )和200m 小水沟(B )的浓度变化Fig.3Changes of P &N concentration along large and small ditch.Ⅰ.灌水后第1d ,Ⅱ.灌水后2d ,Ⅲ.灌水后3d after influent.表1 水稻田湿地系统对磷氮的截留率T able 1P and N retention rate by rice f ield w etland system湿地系统种类Type of wetland 长(宽)度Length (width )(m )污染物Pollutants 初始浓度Init.conc.(mg ・L -1)截留率Retentionrate (%)小水沟200TP 8.1197.2Small ditch TN 9.3869.9大水沟250TP 6.2294.8Large ditch TN 7.5657.3水塘34TP 8.6595.0Water pond TN 12.2673.4NH +42N 9.5287.7水稻田56TP 12.2398.2Rice field TN 71.8593.3NH +42N 68.398.3点地表的位能,流经该点地表的水流动能和此种磷氮化合物的自由能的函数,并且与该点附近水平点的上述能量值有关.此种磷氮化合物的自由能主要决定于该点该物质化学平衡浓度和该点的氧化还原电位(或吸附能).在该小流域5种不同土地利用类型中,其能量的大小比较如下:1)位能:森林>旱地>村庄>水稻田>水塘,2)水流动能:村庄>裸旱地>森林>水稻田>水塘,3)物质自由能:村庄>水稻田>旱地>水塘>森林.由此可知,水塘具有较低的位能和水流动能,表现为较大的净输入,即对磷氮物质的截留作用;水稻田图4 磷氮在水塘和稻田中的浓度变化Fig.4Changes of P &N concentration in pond and rice field.Ⅰ.TN ,Ⅱ.NO 32N ,Ⅲ.NH +42N ,Ⅳ.TP.具有较大的位能和水流动能,但具有较高的物质自由能,在不同的情况下表现为输入或输出:一方面,在六叉河小流域,由于水稻田位能低,来自森林、旱地和村庄等不同地块的污染物随地表径流以串流或汇流的方式重新流入水稻田,并在水稻田中稀释,或被土壤吸附固定,或被水稻植物吸收,因而水稻田能截留别的地块产生的磷氮污染物,表现为输入;另一方面,水稻田在施肥后又是最大污染源,表现为输出.因此,水稻田具有双重的性质.水稻田湿地系统的这种双重性质对于非点源污染的产生和控制具有重要作用.3.2 磷氮在水稻田中的径流流失机理 水稻田磷氮的流失途径有两种:降雨引起的径流流失和农田排水流失.水稻田常年储水,土壤含水量处于饱和状态,田间持水量不仅包括土壤田间持水量,还包括水稻田允许水深(取决于水稻田排水堰高度).当降雨使水稻田的储水量大于田间持水量时产生径流,从而使磷氮物质流失.由于降雨和径流是随机的过程,往往难以控制,而农田排水可人为控制,且流量较小,因此,水稻田磷氮流失主要是指径流流失.由于水稻生长的田间管理要求,水稻在不同的生长期内要求不同的水深,因此,水稻田在不同的生长期内持水量各不相413应 用 生 态 学 报 10卷表2 水稻耕作生长过程及相应的田间水深T able 2Processes of rice cultivation and the corresponding w ater depth早稻时间Earl yrice time11.1~4.254.25~5.15.1~5.10 5.10~5.25 5.25~6.25 6.25~7.57.5~8.1晚稻时间Late rice time8.1~8.78.7~8.208.20~9.209.20~10.510.5~10.31生长阶段旱作物准备插秧和返青分蘖稻穗分化抽穗灌浆成熟收割Growing periodCrops Preparation Planting Tillering Developing Tasseling Harvest 田间水深Water depth of 0.00~1550~7020~400~20300~10rice field (mm )时段Date (d )17557~1013~153110~1526同.表2表示水稻耕作过程及水稻生长过程,在不同的过程有不同的田间允许水深.水稻田磷氮径流流失量主要决定于降雨量,田间水深和水稻田水层中磷氮浓度,并可通过降雨2地表径流来测定.水稻田的降雨2径流过程由于排水堰的高度而分为3个状态:初始状态、临界状态和径流状态(图5).图5 水稻田降雨2径流过程Fig.5Rainfall 2runoff process of rice field.H 0:临界状态时水稻田水层高度,此时开始产生径流,它由排水堰高度决定(m ),C 1i :降雨开始时水稻田水层的磷氮浓度(mg ・L -1),H 1:初始状态时(降雨前)水稻田水层高度(m ),C Ri :雨水中磷氮浓度(mg ・L -1),R 1:使水层达到临界状态时的降雨水深(m ),C 0i :达到临界状态时水稻田水层的磷氮浓度(mg ・L -1),R 2:达到临界状态后的持续降雨水深(m ),ΔH :在降雨水深R 2的情况下产生的径流水深(m ),C 2i :径流水中磷氮浓度(mg ・L -1),H 2:整个降雨水深(m ),H 2=R 1+R 2=H 0+ΔH . 在降雨R 1情况下,水稻田由初始状态达到临界状态,水稻田水层由H 1达到H 0,这时水稻田没有径流,水稻田水层磷氮浓度计算如下: C 0i =(C 1i H 1+C Ri R 1)÷H 0 在降雨R 2情况下,水稻田由临界状态达到径流状态,这时降雨和径流同时发生.假定降雨和水稻田水均匀混合,径流水中磷氮浓度计算如下: C 2i =(C Ri ΔH +C 0i H 0)/(H 0+ΔH )因此,水稻田瞬间磷氮径流流失量为:ΔQ i =A ×ΔH ×ΔC 2I =A ×ΔH ×(C Ri ΔH +C 0i H 0)/(H 0+ΔH )式中,A 为水稻田面积(hm 2).其累积磷氮径流流失量为: Q i =∑ΔQ i =A ∫R 20C 2i ×d H 通过求积分得: Q i =A [C Ri R 2+(C 1i H 1+C Ri R 1-C Ri H 0)(1-e -R 2/H0)] =A [C Ri R 2+(C 1i H 1-C Ri H 1)(1-e -R 2/H0)] =A [C Ri R 2+H 1(C 1i -C Ri )(1-e -R 2/H 0)] Q i =A [C Ri R 2+H 1(C 1i -C Ri )(1-e -R 2/H0)]即为水稻田在降雨2径流情况下的磷氮流失量模型.很显然,水稻田磷氮流失量由水稻田面积、水稻田持水量、施肥、降雨量及排水堰等因素决定.进一步,在水稻田面积和降雨量确定的情况下,磷氮流失量由施肥量、水稻田持水量和排水堰高度三者决定,而这三者最终由水稻耕作和生长过程决定.由图3、4知,水稻田在插秧、返青和抽穗灌浆等阶段田间持水量较大,水深达30~70mm ,因此,这时由降雨产生的径流量也大,因而磷氮流失量大;同时根据水稻生长需要,一般在插秧前一天和插秧后的第10天施肥两次,这时水稻田水层表3 不同降雨和施肥情况下水稻田磷氮径流流失量T able 3P and N loss amount in runoff from rice f ield under different conditions降雨日期Date of rainfall5月27日May 276月20日J une 206月22日J une 22降雨量Depth of rainfall (m )0.1030.1140.03施肥情况Fertilizer condition施肥Fertilizer未施肥No fertilizer未施肥No fertilizer水稻田持水量Water depth in initial state (m )0.070.030.103降雨中磷(氮)浓度P (N )conc.in rainfall (mg ・L -1)0.21(1.87)0.06(0.31)0.06(0.31)排水堰高度Water depth at which runoff occur (m )0.1260.1260.126达到临界状态时降雨量Rainfall depth at which runoff occur (m )0.0560.0960.023产生径流的降雨量Rainfall depth after runoff (m )0.0440.0180.007降雨前水稻田磷(氮)浓度Initial P (N )conc.in rice field (mg ・L -1) 3.08(52.15)0.38(3.42)0.18(2.96)磷(氮)流失量P (N )Loss amount (kg ・hm -2)0.69(11.2)0.024(0.18)0.011(0.17)3用人工灌溉模拟降雨.5133期 晏维金等:磷氮在水田湿地中的迁移转化及径流流失过程 中磷氮浓度较大,由图3、4可知,其磷氮浓度分别为0.2~10mg・L-1和5~100mg・L-1左右.因此,在插秧后的15d内由降雨产生的磷氮径流流失量最大. 运用模型Q i=A[C Ri R2+H1(C1i-C Ri)(1-e-R2/H0)]计算野外两次降雨和一次施肥模拟实验,其磷氮径流流失量计算结果列于表3.由表3可知,在施肥情况下人工灌溉模拟水稻田磷氮径流流失量分别为0.69和11.2kg・hm-2,是不施肥情况下的10~30倍.因此,水稻田在施肥情况下是最大的非点源污染源.此外,水稻田磷氮径流流失量还与水稻秧的高度和密度有关.显然,在插秧初期,水稻秧密度较疏,高度较低,降雨雨点打击土壤表层的冲量大,溅起土壤颗粒,使细小颗粒悬浮在水中,因而水中的磷氮浓度高,径流流失量大.综上所述,在水稻插秧后的15d内,磷氮径流流失量是最大的潜在污染源.4 结 论4.1 通过对六叉河小流域水稻田2水塘湿地系统的野外研究发现水稻田具有双重的性质:一方面,水稻田湿地系统能有效地截留磷氮非点源污染,在中等水文条件下,这一湿地系统中的水沟、水塘和水稻田对总磷和总氮的截留率分别在90%和50%以上;另一方面,水稻田本身又是一个潜在的污染源.4.2 水稻田非点源污染主要是由降雨引起的磷氮径流流失.通过分析水和磷氮在水稻田中的动态过程,发现水稻田磷氮径流流失量决定于施肥量、水稻田持水量、降雨量、水稻生长过程和排水堰高度等因素.4.3 水稻田磷氮径流流失量可通过模型Q i=A[C Ri R2+H1(C1i-C Ri)(1-e-R2/H0)]来进行定量计算.野外实验结果表明在施肥情况下,水稻田磷氮流失量分别高达0.69和11.2kg・hm-2,是不施肥情况下的10~30倍.因此,化肥使用量是造成水稻田非点源污染的主要因素,尤其是在水稻生长的前15d内.参考文献1 丁 颍.1962.中国水稻栽培学.北京:农业出版社.2 马立珊.1992.苏南太湖水系农业非点源氮污染及其控制对策.应用生态学报,3(4):346~354.3 包锡南.1992.美国非点污染源及其治理对策.国外农业环境保护,(3):3~6.4 吴炳方.1991.水田植物营养素的流失和控制措施.环境科学,12(3):88~91.5 沈 冰、王全九、李怀恩等.1995.土壤中农用化合物随地表径流迁移研究述评.水土保持通报,15(3):1~7.6 屠清瑛、顾丁锡、尹澄清等.1990.巢湖富营养化研究.合肥:中国科学技术大学出版社.7 American Public Health Association.1986.Standard methods for the examination of water and wastewater.16th ed.8 Canter,L.W.1986.Environmental impacts of agricultural produc2 tion activities.Lowis Publishers,Inc.9 Coote,D.R.,MacDonald, E.M.and Dickinson,W.T.et al.1982.Agriculture and water quality in the Canadian Great Lakes BasinI.Representative agricultural watersheds.J.Envi ron.Qual.,11:473~481.10 Donigian,J r. A.S.and Huber,W. C.1991.Modeling of nonpoint source water quality in urban and non2urban areas.EPA/600/3291/ 039,Washington:USEPA.11 Ebina,J.,Tsutsui,T.and Shirai,T.1983.Simultaneous determi2 nation of total nitrogen and total phosphorus in water using peroxodi2 fulfate oxidation.W ater Res.,17:1721~1726.12 Jorgensen,S. E.and Mitsch,W.J.1983.Application of ecological modeling in environmental management,part B.Elsevier Scientific Publishing Company.13 Tiessen,H.1995.Phosphorus cycles and transfers in the global envi2 ronment.S CO PE,Newsletter,47:1~4.作者简介 晏维金,男,33岁,副研究员,博士后,从事环境生物地球化学等学科研究.已在国际SCI刊物发表论文3篇,国内核心刊物发表论文6篇.613应 用 生 态 学 报 10卷。
农田生态系统氮磷循环与污染防控
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农田生态系统氮磷循环与污染防控农田生态系统是一个复杂而敏感的生态系统,其中氮和磷是两个关键的营养元素。
氮磷的合理循环对于农田的健康发展至关重要,但同时也可能引发污染。
本文将探讨农田生态系统中氮磷循环的重要性,并提出相应的防控措施。
1. 氮磷循环的重要性1.1 氮的循环氮是农作物生长所需的重要养分之一,但其过量使用和不当排放会导致水体富营养化和大气污染。
氮的循环过程包括氮固定、氮转化和氮损失等环节,其中微生物在氮转化中起着重要的作用。
适当管理氮的循环可以提高氮的利用效率,减少氮的损失。
1.2 磷的循环磷是构成有机物质和核酸的重要成分,对植物的生长发育至关重要。
然而,过量使用磷肥和磷的排放会导致水体中磷酸盐的积累,引发水体富营养化问题。
磷的循环主要包括磷的吸收、磷的转移和磷的再利用等环节。
合理管理农田磷的循环可以减少磷的流失和污染,保护水体生态环境。
2. 氮磷污染的防控措施2.1 氮的污染防控2.1.1 合理使用氮肥农民在施用氮肥时应根据土壤中已有的氮素含量、作物需求和气候条件等因素,合理确定氮肥的用量和施用时间,避免过量使用氮肥导致氮的过度积累和流失。
2.1.2 选择合适的氮素施肥方式农民可以选择利用有机肥料替代化肥,有机肥料中的氮素释放较为缓慢,减少氮素的流失。
此外,还可以采用氮素肥料的分时追肥技术,根据不同作物的生长期和需求,适时进行追肥,提高氮素的利用效率。
2.2 磷的污染防控2.2.1 精确施用磷肥农民应根据土壤磷的含量和作物对磷的需求,通过土壤检测和磷肥配方施用的方式,准确掌握磷肥的用量和施用时机,避免磷的过度施用和流失。
2.2.2 磷肥与有机肥的配合应用研究表明,磷肥和有机肥料的配合使用可以提高磷的利用率,减少磷的流失。
有机肥料中的有机质可以通过稳定土壤颗粒结构和提供植物根系所需的营养,促进土壤磷的吸附和再利用。
3. 农田生态系统氮磷循环与污染防控的挑战农田生态系统的氮磷循环和污染防控面临着许多挑战。
农业种植中氮磷肥施用对水体富营养化的影响
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农业种植中氮磷肥施用对水体富营养化的影响作者:周广飞来源:《农业工程技术·综合版》2017年第02期摘要:氮磷作为植物重要的营养元素,在农业种植过程中,氮磷肥的施用是作物生产必需手段措施,但其过度施用对环境造成一些负面问题,尤其是水体富营养化现象。
因而转变农业种植方式,加强生态建设,改变水体富营养现状具有重要意义。
该文将从农业种植对水体富营养化的影响出发,论述相应防治措施,从而提高水生态系统循环。
关键词:农业种植;水体富营养化;防治措施水体富营养化是指水体中磷和氮等营养物质过多从而造成的水质污染现象,即因营养盐输出和输入失衡,引发水生态系统中的物种分布失去平衡,单一物种生长疯狂,从而破坏水系统能力和物质的流动,使水生态失衡。
随着人类活动加剧,自然环境和生态系统遭到破坏,大量工业废水、生活污水、农业化肥等排放影响着水环境平衡,水体富营养化现象严重。
水体富营养化造成水质透明度下降,导致阳光穿透水层作用减弱,影响水中植物进行光合作用,引发溶解氧过饱和,从而导致鱼类大量死亡[1]。
造成水体富营养化主要原因为氮磷营养物质过剩,其中农业种植过度施用化肥是导致氮磷物质过多的主要因素。
一、农业种植对水体富营养化的影响农业种植作物主要包括有水稻、玉米、小麦等,为促进农作物生长,提高产量,在种植过程中不可避免地使用氮磷化肥,但使用过程不科学,从而导致化肥过度流失,易引发周围水域富营养化现象。
1、磷肥对水质富营养化影响农业种植使用最多的为氮肥,而农作物生长对磷肥需求量较大,因此磷肥也是农业生产必需肥料之一。
不同于氮肥在水体中移动性强,磷肥在土壤中的移动性较低,且溶出率也较低,因而磷肥通过土壤转移入水体可能性有限。
农田中磷肥进入水体主要是因水土流失进入的,水土流失使颗粒流入河流,之后进入水底成为淤泥[2]。
常规条件下,磷肥成为淤泥沉积于水底对水体影响较小,但当其因氧含量较低从而处在还原状态中,会导致水体保护层消失,从而使得磷酸盐大量释放,造成水体磷含量增加,从而出现富营养化。
土壤中氮磷的迁移规律研究进展

田氮素的淋洗动态进行了模拟。B r n s i 对土壤中氮素的挥 ao 和 c e t hr 发进行了研究; ie 和 R田1 nra 研究的稻田中盐分对氮素 D ns h 日aa n h
1 . 1氮素在 土壤 中的 迁移 规律研 究
近 年来 ,国 内外 的许 多学 者从 不 同的 角度 对氮 素 的迁 移转 化 迁移转化的影响 ; u uh等研究了盐分和湿度对 N2 l bs n 0挥发的影
Meyi 等研究了盐分对土壤反 f 进 行了 大量 的研究 工作 。 多研究 人 员对肥 料氮 去向 试验 时发现 , 响,进行了黄土地氮素动态模拟 ; na0 许 Ot ma 除 作物 吸收 的 氮量 外 , 料 氮 的损 失变 范 围在 1 一 0 之 间 。另 硝化速率的影响 ; t 等研究了灌水麦田中硝化速率和灌水时间 肥 % 3%
时娜 肖 态氮含量变化不大, 1. 4. gh 之间 ; 在 1 - 1 k/m2 4 3 但施氮量增加
1 磷素在 土壤 中的迁移规律研 究 . 2
长期施用磷肥和有机肥能明显增0 层土壤有效磷的积累, 耕
垂直分布 , 种垂直 分布在生产 上有两方面 的意义 : 是养分—移超 这 一 F
根离子不能被土壤胶体和粘土矿物吸附 ,在土壤硝酸盐含量较高 层以下各形态磷素均显著增加 。由 和水分运输 良好的条件下极易发生淋溶损失。
有初磷移动性比无机磷大而易流失, 施用有机肥会增加 不同施氮量对于壤质潮土 l m土体中硝态氮含量 以及地下水中硝 失。土壤中, 也会增加地表径流中有机磷的含量。与无机磷相比, 态氮含量的影响进行了研究, 结果表明: 土壤中硝态氮是随着施氮 有饥磷的迁移,
量的 增加 而增加 , 季施 氮量 ,于 25gh 2 ,m土 层 中各测 定 有初磷移动 陛较强 , 每 J 2 k/m 时 1 、 这是土壤中磷损失的重要因素。
【环境化学】氮磷肥料在土壤中的迁移转化(可编辑)

6. 氮磷肥料在土壤中的迁移转化 6.1 氮素在土壤中的迁移转化 6.2 磷素在土壤中的迁移转化 6.3 氮、磷肥料对环境的影响7. 固体废弃物对土壤环境的影响 7.1 固体废弃物的概念与分类 7.2 固体废弃物对土壤环境的影响 7.3 固体废弃物的处理与处置 0>. 土壤氮素的来源大气中存在大量的氮素来源(3.86×109吨),每年回到地球表面的大气氮总量为194吨,通过生物固定的氮为175吨,其中约一半是豆科作物固氮的结果。
这些作物具有能从大气固氮的根部细菌――根瘤菌。
固氮杆菌是根瘤菌属细菌,能独立存在,但是若不与植物共生结合就不能固氮。
人类的活动使固氮量大大增加,现在估计约占全部固氮的30~40%。
这些活动包括肥料的制造、燃料的燃烧、增加豆科植物的耕种等。
大气中发生的自然雷电现象,可以使氮、氧转化成氮氧化物,最后随雨水带入土中,成为土壤中氮的经常来源之一。
人为源主要来自化肥及有机肥(包括粪肥、堆肥、绿肥等)的施用。
死亡的动植物的生物降解产物也是有机氮的主要来源。
. 土壤中氮的形态表层土的氮大部分是有机氮,约占总氮的90%以上。
尽管某些植物也能直接利用氨基酸,但植物摄取氮几乎都是无机氮,说明氮绝大多数是以有机氮贮存而以无机氮被植物吸收。
..1 无机氮土壤中无机氮主要是铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-),是植物摄取的主要形态。
铵态氮是由土壤有机质通过微生物的铵化作用而生成,能被带负电荷的土壤胶体所吸附,成为交换性离子,也不易流失,在水田中比较稳定而有可能积累。
硝态氮能直接被植物吸收,由于是阴离子,不能被土壤吸附而易流失。
亚硝态氮、N2O、NO、NO2等在土壤中停留时间短,只是在特殊条件下作为微生物转化氮的中间物而存在,如硝化、反硝化过程及硝酸盐还原。
还有一些量不大且化学上不稳定仅以过渡态存在,如NH2OH。
..2 有机氮土壤中的有机态氮可按其溶解度大小及水解难易分为三类。
氮污染物在非饱和土壤中迁移过程对地下水水质影响分析

氮污染物在非饱和土壤中迁移过程对地下水水质影响分析作者:陈尚龙达丽红乔光建来源:《南水北调与水利科技》2010年第04期摘要:根据邢台市平原区土壤环境状况,分析氮污染源在非饱和土壤中迁移规律,根据地下水监测资料,定量分析地下水中各类氮污染物的分布特征。
氮类污染物在土壤中转化特征为:氨氮随地下水下移过程中,大部分被土壤吸附;亚硝酸盐氮中间产物,存在时间有限,对地下水的影响不明显;硝酸盐氮溶于水,入渗到地下水中,对地下水造成污染。
通过对氮类污染物在非饱和土壤中的迁移规律分析,为合理使用化肥,保护地下水源提供科学依据。
关键词:氮污染;非饱和土壤;地质环境效应;邢台市平原区中图分类号:X523;S152.7文献标识码:A文章编号:1672-1683(2010)04-0058-04非饱和土壤水分运动和溶质迁移作为田间物质循环的一个重要过程,在降雨产流、农田灌溉等方面受到愈来愈多的重视,土壤中水分和溶质运移一直是土壤一水环境系统的研究热点。
利用邢台市平原区的黑龙港、滹滏和滏西平原区水质监测资料,对氮污染物在地下水中迁移的过程变化进行分析,研究环境地质条件变化的情况下土壤水分运动与溶质迁移规律,为该区或类似地区地下水保护提供科学依据。
污染物在地下水系统中的迁移过程,是复杂的物理、化学及生物因素综合作用过程。
地表污染物进入含水层时,绝大部分必须通过包气带,它具有输水和储水功能,所以也具有输送和储存液体污染物的功能,同时还具有延缓或衰减污染的效应。
1、氮污染物吸附效应对水质的影响1.1物理吸附效应物理吸附是一种物理作用,这种吸附作用发生原因主要是胶体具有巨大的比表面积和表面能所致。
物理吸附中的吸附质一般是中性分子,吸附力是范德华引力,吸附热一般小于40kJ/m0l,被吸附分子不是紧贴在吸附剂表面上的某一特定位置,而是悬在靠近吸附质表面的空间中,所以这种吸附是非选择性的、且能形成多层重叠的分子吸附层。
物理吸附是可逆的,在温度上升或介质中吸附质浓度下降时会发生解吸。
农田氮、磷的流失与水体富营养化

[ ] " 表" 我国! (& / ) 及所占比例 5个湖泊中的全 8 全 )浓度 ( ’
全8 ! # % ! 湖泊数 7 # # " " % # ! " $ " ! % # " + 5 ! " 5 % # 5 ! # ! # % # ! ! $ " # % " " 9 9 -
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[ ] 溶解氮损失每年达1 带走的氮、 每年达" 2 2万吨, :万吨 4 。我国全年流失土壤达 4 2 亿吨, [ ] ! * 磷、 钾等养分约相当于全国一年的化肥施用总量 。 [ ] ! = , , 五氧化二磷 : , 据张夫道研究 / = < =年京津地区排污流入渤海的铵态氮为 * < ! 2 A " * A
磷流失对水体富营养化的贡献 ! 农田氮、
! * " 农田氮素的流失 4 因土壤胶 各种形态的氮肥施入土壤后, 在微生物作用下, 通过硝化作用形成 2 3 . 42,
4 体对 2 易于遭雨水或灌溉水淋洗而进入地下水或通过径流、 侵蚀等汇入地 3 . 的吸附甚微, 6 使得大部分的 表水, 对水源造成污染; 土壤颗粒和土壤胶体对 2 5 " 具有很强的吸附作用, 6 可交换态铵得以保存在土壤中, 但是, 当土壤对 2 亦即土壤对 5 " 的吸附量达到最大值时, 6 6 在入渗水流的作用下 2 2 5 5 " 的吸附达到饱和时, " 还是可能被淋失出土体。 在土壤—作物系统中, 氮素的作物利用率仅为/ 大部分被土壤吸附, 逐渐供作 & " . $ #,
水体氮磷污染物的迁移与转化规律研究

水体氮磷污染物的迁移与转化规律研究随着人类社会的不断发展,环境问题日益凸显。
在水体中,氮磷污染物已经成为环境保护领域的重要议题。
它们的存在和迁移转化方式直接影响着人类的生产和生活。
因此,研究水体中氮磷污染物的迁移与转化规律,对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
一、水体中氮磷的来源和影响氮磷是生命活动必需的元素,它们通常以化合物的形式存在于水体中。
水体中氮磷污染物主要来源于农业、城市化、工业化等多种因素。
农业活动是水体中氮磷污染的主要来源,农田灌溉、肥料运用、兽畜饲养等都会导致氮磷污染。
城市化和工业化也会增加水体污染的风险。
这些因素会使水体中氮磷含量过高,影响水体生态系统健康。
水体中氮磷含量超标会导致一系列的环境问题,例如蓝藻水华、河流富营养化、水生态系统崩溃等。
此外,氮磷对人类健康也有不良影响。
如氮污染物会转化为亚硝酸盐,以及其衍生物亚硝胺,对人体致癌风险有一定影响。
二、水体中氮磷污染物的迁移水体中的氮磷污染物是动态的,它们在水体中不断地迁移转化。
水体中的氮磷污染物主要有一下迁移途径:1、平流:由于水体运动、流动的差异,污染物沿流动方向流动,形成物质的平流。
平流是氮磷污染物迁移的主要方式之一。
2、扩散:氮磷发生扩散,是指氮磷颗粒在水体中无规则的扩散,它主要是受水体运动、物理和化学因素的支配。
3、沉降:由于氮磷颗粒密度重,水流缓慢时可沉降。
大颗粒氮磷污染物在水体沉降速度快,受到水流扰动影响很小。
水体中的氮磷污染物迁移途径以及污染物的迁移距离和时间,会受到多种因素的影响。
例如,水流速度、水体风险、水深、水体年龄、降雨量及地表覆盖率等都会影响氮磷污染物的迁移。
三、水体中氮磷污染物的转化氮磷污染物在水体中可发生多种转化反应,包括氧化还原、酸硷平衡、生物能量等。
转化的这些反应会影响污染物在水体中的存在形式和浓度。
1、氮的转化氮可转化为多种形式,包括氨态氮、硝态氮、有机氮、氮气等。
其中,氮气和硝态氮的生成是氮在水体中的最终落脚点。
水文因素影响稻田氮磷流失的研究进展
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生态环境 2007, 16(6): 1789-1794 Ecology and Environment E-mail: editor@基金项目:国家自然科学基金项目(40701162);浙江省自然科学基金项目(Y506215)作者简介:张志剑(1973-),男,副教授,博士,主要从事水陆交错带生源要素循环与水生态安全等研究。
Tel: +86-571-86971854*通讯作者,E-mail: zhangzhijian@收稿日期:2007-03-28水文因素影响稻田氮磷流失的研究进展张志剑1*,王兆德1,姚菊祥2,朱荫湄1,李津津11. 浙江大学生态环境研究中心,浙江 杭州 310029;2. 浙江省气象信息中心,浙江 杭州 310021摘要:水文因素为农田氮磷元素的迁移提供了动力和载体,对稻田氮磷元素的流失具有重要影响。
利用新型的稻田水分管理模式以代替传统的水分管理模式,对于有效控制面源污染具有重要意义。
在综合调研国内外已有研究成果和最新进展的基础上,阐述了稻田氮磷流失特征、传统水分管理模式的弊端,并从新型稻田水分管理模式的种类、削减氮磷流失的效果与机理、与水平衡模型、营养负荷模型等结合应用等几个方面综述了国内外水文因素影响稻田氮磷流失的研究现状。
进行稻田土壤吸附氮磷容量及人工调节机制的研究,在部分地区开展流域化水分管理系统研究,以及适用于我国稻田的水平衡模型和营养负荷模型的建立和深入研究应为今后我国关于水文因素影响稻田氮磷流失方面研究的一些方向。
关键词:水分管理;稻田;氮磷;流失;模型中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2007)06-1789-06氮磷等生源要素的含量决定着水体中初级生产力的水平,是水体富营养化的主要限制因子[1,2]。
随着人类社会发展对氮磷元素生物地球化学循环的影响[3,4]日益加剧,水资源的生态承载力[5]也越来越多地受到人类活动的巨大影响。
土壤氮磷平衡在评价区域氮磷损失中的应用
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土壤氮磷平衡在评价区域氮磷损失中的应用
土壤氮磷平衡在评价区域氮磷损失中的应用
摘要:土壤氮磷平衡是评价农田生态系统氮磷迁移损失的有效工具.文章从土壤氮磷平衡的定义、分类及模型计算表达出发,结合国内外土壤氮磷平衡研究实例,探讨了土壤氮磷平衡的'分析过程,并提出了土壤氮磷平衡研究的新动向.作者:梁新强顾欣欣李华陈英旭田光明LIANG Xin-qiang GU Xin-xin LI Hua CHEN Ying-xu TIAN Guang-ming 作者单位:梁新强,李华,陈英旭,田光明,LIANG Xin-qiang,LI Hua,CHEN Ying-xu,TIAN Guang-ming(浙江大学环境工程系,杭州,310029)
顾欣欣,GU Xin-xin(浙江天正设计工程有限公司,杭州,310012)
期刊:环境科学与技术ISTICPKU Journal:ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):2007, 30(3) 分类号:X825 关键词:土壤平衡氮磷平衡帐。
农田排水沟渠中氮磷迁移转化及净化措施研究

农田排水沟渠中氮磷迁移转化及净化措施研究马凡凡;邢素林;甘曼琴;武升;马友华【摘要】从农田排水沟渠中氮、磷污染的视角,在综述排水沟渠底泥吸附、植物吸收、微生物作用等一系列净化机理的基础上,从温度和季节、pH、植物状况以及沟渠结构等角度分析归纳排水沟渠氮、磷去除效率的影响因素.并根据目前排水沟渠中氮、磷净化存在的问题,提出通过控制排水、筛选适宜的基质和应用生化措施等加强排水沟渠对氮磷的截留净化,进一步开展生态沟渠的构建和管理技术,在野外长期监测的基础上,深化实验模拟量化研究,再到区域的系统化管理应用研究等建议,旨在提高排水沟渠的氮磷净化效果,减轻农业面源污染.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2019(047)010【总页数】5页(P10-13,17)【关键词】农田排水沟渠;农业面源污染;氮;磷;迁移转化【作者】马凡凡;邢素林;甘曼琴;武升;马友华【作者单位】安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036;安徽农业大学资源与环境学院,安徽合肥230036【正文语种】中文【中图分类】X522氮、磷是植物生长的必需营养元素,农业生产中,为了提高作物的产量,农民常施用大量的化肥,而不考虑环境影响。
据统计,我国氮、磷肥的使用量均位于世界前列,仅2011年就分别达4 197万和1 462万t[1],但我国氮、磷肥的利用率却很低,分别为30%~35%和10%~20%,稻田氮、磷肥利用率仅分别为27.1%和13.7%[2]。
在灌溉排水或降雨径流等产流作用下,过量施肥导致的大量氮、磷等污染物通过水循环进入周围水体,降低水体水质,加重了农业面源污染,已成为水体污染的最大来源[3-5]。
研究表明,农业面源产生的营养物质占美国地表水污染负荷的67%[6];农业氮污染对瑞典不同流域水体的贡献率为60%~87%[7]。
读《氮磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对水环境质量的影响》

读《氮磷在农田土壤中的迁移转化规律及其对水环境质量的影响》作者——陈英旭梁新强前言:本书是陈英旭教授领导的团队对太湖流域水环境近十年来持续研究的成果,从田间中观到区域宏观阐明农田土壤氮磷流失的发生机制和界面过程。
估算了区域氮磷流失强度与通量,提出了利用新型硝化抑制剂,生态施肥和生态灌溉等方法圆头阻控氮磷流失的策略和措施建议。
国际上关于农田养分流失提出“最佳管理措施”(BMPs Best Management Practices )1、农田最佳养分管理,2、农业水土保持技术及其配套措施,3、等高线条带种植技术,4、在水源保护区指定和执行限定性农业生产技术标准。
内容农业面源污染:泛指污染物从非固定的地点,通过径流汇入受纳水体并引起水体富营养化或其他形式的污染。
三大特征:发生具有随机性,排放途径和排放污染物具有不确定性,时空的差异性。
研究的核心过程:降雨径流(代表有美国SCS 模型),土壤侵蚀(美国提出的通用土壤流失方程USLE及后来改进的RUSLE),地表溶质溶出(有效混合深度EDI),土壤溶质溶出四个过程。
农业面源研究常用模型:RUSLE CREAMS AGNPS ANSWERS WEPP SWAT美国农业部农业研究局(US departent of agriculture and agriculture research service USDAARS)在1992年12月正式发行RUSLE(revised universal soil loss equation)RUSLE是一套完整软件,可以测出适用于不同地区不同作物和耕作方式及林地、草地灯土壤侵蚀速率的很小的变化。
农业面源污染主要调控技术:面临的问题,缺乏适合中国农村特色的施肥技术,不合理的田间耕作管理模式。
稻田淹水时期通过降雨径流及排水径流大量流失的氮磷已经成为影响水体环境的一个重要农业面源污染源。
研究对杭嘉湖平原的杭州市,湖州市和嘉兴市调查水中典型水生植物浮萍与藻的数量及分布情况,同时以嘉兴双桥农场大田为例,进一步探讨浮萍密度,藻的数量及多样性以及叶绿素a含量对不同施肥量的响应状况。
处理污水中氮素在农灌黄土层中迁移转化规律研究Study_on_the_Transfer_and_Tr

Water Pollution and Treatment 水污染及处理, 2022, 10(1), 7-12 Published Online January 2022 in Hans. /journal/wpt https:///10.12677/wpt.2022.101002处理污水中氮素在农灌黄土层中迁移转化规律研究赵海涛1,苑林爽1,宋继强1,黄新城1,夏志法1,王俊峰2*1中国水利水电第六工程局有限公司,辽宁 沈阳 2中国科学院,西北生态环境资源研究院,甘肃 兰州收稿日期:2021年12月3日;录用日期:2022年1月3日;发布日期:2022年1月12日摘要 污水资源化是解决干旱半干旱地区农业用水紧缺的有效途径。
本文通过现场土柱模拟试验,研究了经过处理并达到农田灌溉标准的城市生活污水用于农田灌溉,污水中剩余氮素在土壤中的迁移转化规律。
结果发现,每次灌溉结束后,土壤中NH 3-N 浓度迅速下降,其中表土层下降最快,到灌溉后的第10天基本消失;土壤中硝态氮浓度在表土层、心土层和下包气带中达到峰值的时间分别约为灌溉后的第18、12和9天,且从表土层、心土层到下包气带层土壤中硝态氮含量峰值逐渐增大。
另外,由于董志塬土层深厚、土壤偏碱性和且灌溉季节土温较高,处理污水用于农田灌溉不会造成地下水氮素污染。
关键词处理污水,农田灌溉,土柱模拟,氨氮,硝态氮,迁移与转化Study on the Transfer and Transformation Laws of Nitrogen within the Treated-Sewage Used for Irrigation in the Loess LayerHaitao Zhao 1, Linshuang Yuan 1, Jiqiang Song 1, Xincheng Huang 1, Zhifa Xia 1, Junfeng Wang 2* 1SinoHydro Bureau 6, Co., Ltd., Shenyang Liaoning 2Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy Sciences, Lanzhou GansuReceived: Dec. 3rd , 2021; accepted: Jan. 3rd , 2022; published: Jan. 12th , 2022AbstractResource utilization of sewage is an effective way to solve the agricultural water shortage in the arid *通讯作者。
磷在土壤环境中的迁移及其在水环境中的 农业非点源污染研究

文章编号:1000-1573(2002)S1-0055-05磷在土壤环境中的迁移及其在水环境中的农业非点源污染研究甄 兰, 廖文华, 刘建玲①(河北农业大学资环学院,河北保定071001)摘要:通过分析磷素在土壤中的迁移,讨论了磷在水环境中的非点源磷污染,重点阐述了磷对水体富营养化的影响及其控制,并分析了当前存在的问题及未来发展趋势。
关键词:磷的迁移;农业非点源磷污染;水体富营养化中图分类号:X 52 文献标识码:AA study on phosphorus movement in soil and phosphorus pollutionfrom agricultural non 2point sources in w ater environmentZHE N Lan ,LI AO Wen 2hua ,LI U Jian 2ling(College of Resources and Environmental Sciences ,Agricultural University of Hebei ,Baoding 071001,China )Abstract :By analyzing movement in soil ,phosphorus pollution from agricultural non 2point sources in water environment has been discussed in this paper.When Phos phorus is carried to receiving water ,such as surface and ground water ,it can cause eutrophication of these water bodies.Therefore ,this paper has mainly explained eutrophication and its control.In addition ,current problems and developing trends of study in this area are described and reviewed.K ey w ords :phosphorus movement ;phosphorus pollution from agricultural non 2point sources ;Eutrophication in water en 2vironment随着工农业飞速发展,人类干预周围环境的活动越来越强烈,规模也越来越大,人类的不当活动所引起的环境污染问题也日趋严重。
降雨条件下农田土壤中磷的迁移规律

降雨条件下农田土壤中磷的迁移规律
汤波
【期刊名称】《江西化工》
【年(卷),期】2013(000)002
【摘要】研究农田土壤中不同深度处的磷元素含量在多次降雨后的变化规律.[方法]通过三次人工降雨,分别从不同土壤深度处取出土样,进行测定分析,找出磷元素含量随土壤深度变化以及降雨量变化的变化趋势.[结果]第一,降雨后磷含量随土壤深度增加而逐渐减少,这一规律主要体现在30cm以上的土壤层;第二,30cm土壤层以上,同深度的土壤P含量随着降雨次数的增加的而减少.[结论]选择科学合理的磷肥施用量,同时控制农田土壤水的排出.
【总页数】4页(P147-150)
【作者】汤波
【作者单位】陕西理工学院,陕西汉中723001
【正文语种】中文
【相关文献】
1.降雨条件下西安蔬菜地土壤中氮的迁移规律 [J], 汤波
2.人工降雨条件下不同坡度和降雨强度对聚丙烯酰胺控制紫色土磷素流失的影响[J], 闫金龙;江韬;滕玲玲;魏世强;李璐璐;郭念;罗在波;周宏光
3.冻融条件下土壤水分和速效磷垂直迁移规律 [J], 周丽丽;马世伟;米彩红;李婧楠
4.模拟降雨条件下土壤溶质迁移规律试验研究 [J], 魏文硕;童菊秀;杨瑞;张效苇;李佳韵
5.模拟降雨条件下生物可利用磷在地表径流中的流失和预测 [J], 晏维金;章申;吴淑安;蔡强国;唐以剑
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氮、磷营养盐在红树根际土壤中的迁移转化的开题报告

氮、磷营养盐在红树根际土壤中的迁移转化的开题报告一、研究背景:红树林是海洋和陆地相互交替、潮间带和河口冲积平原发育的特有生态系统,其生态功能十分重要。
近年来,由于人类活动的干扰和气候变化等因素,红树林遭受了严重的破坏和威胁。
其中,土壤有机质降低、营养元素流失、土壤盐度升高等问题成为了不可忽视的问题。
其中,氮、磷等营养元素在红树根际土壤中的迁移转化,对红树林的生态系统平衡和稳定有着重要的影响。
二、研究目的:本研究旨在探究红树根际土壤中氮、磷营养盐的迁移和转化特征,为红树林生态功能的保护和修复提供理论依据和实践指导。
三、研究内容:1、分析红树根际土壤中氮、磷营养盐的含量和分布特征;2、探究红树根际土壤中氮、磷元素的迁移和转化机理及过程,分析其环境因素的影响;3、研究不同质量的红树林植物对红树根际土壤中氮、磷营养盐的吸收过程,分析其对红树林生态系统平衡的影响;4、研究红树根际土壤中的微生物群落和其功能,探究其与氮、磷元素迁移和转化的关系。
四、研究方法:1、采集红树根际土壤样品,测定其氮、磷营养元素含量和分布特征;2、采用土壤柱试验和动态培养系统等实验手段,探究氮、磷元素在红树根际土壤中的迁移和转化机理;3、选择不同质量的红树林植物,通过控制其生态条件,研究其对红树根际土壤中氮、磷营养盐的吸收过程;4、采用分子生态学等手段,研究红树根际土壤中的微生物群落和其功能,分析其与氮、磷元素迁移和转化的关系。
五、研究意义:本研究将为红树林生态保护和修复提供理论和实践指导,具有重要的科学意义和实际价值。
同时,本研究对于揭示土壤中氮、磷等营养元素的迁移和转化机理,对于推动土壤污染治理和农业可持续发展也具有重要意义。
长期氮磷化肥配施对不同种植体系土壤水分的影响
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长期氮磷化肥配施对不同种植体系土壤水分的影响长期定位试验具有时间的长期性和定位性等特点,信息量丰富,准确可靠,是全面了解农田生态系统的重要场所。
长期定位试验能系统了解各因素的相互作用,为评估施肥对土壤肥力及生态环境的影响提供重要的研究基础,为了探明黄土高原长期不同种植体系对土壤水分的影响。
本文分析了长期氮磷化肥配施对不同种植体系土壤水分的影响。
标签:长期氮磷化肥配施;不同种植体系;土壤水分硫是植物第四位重要的营养元素,在植物生理及营养方面起着其它元素不可替代的作用。
随着复种指数提高,农作物产量增加,含硫少的高浓度复合肥的大量施用,以及有机肥的施用减少,硫的携出量增加、归还量减少,导致土壤含硫量下降。
土壤缺硫导致作物减产,品质下降。
施硫肥对多种作物具有增产效应,改善品质和提高水分利用率等。
但这些研究大多集中在短期施用硫肥的土壤及作物效应方面。
一、材料与方法1.概况。
试验区农业生产全部依赖天然降水,属典型的旱作农业区。
试验地土壤为粘化黑垆土,母质是深厚的中壤质马兰黄土,全剖面土质均匀疏松,通透性好。
耕层土壤有机质含量10 .5 g/kg ,全氮0 .8 g/kg ,速效氮37 mg/kg ,全磷0 .659 g/kg ,速效磷3 mg/kg ,速效钾129 .3 mg/kg ,CaCO3 108 .4 mg/kg ,pH 8 .3。
土壤肥力水平较低。
试验地的地貌特征、土壤养分含量在黄土高原同类地区具有典型代表性。
2.实验设计。
长期轮作培肥试验共36 个处理,108 个小区,小区面积66 .67m2 ,3 次重复,随机排列。
本研究选取其中6 个处理:即,处理1 :小麦连作,处理2 :豌豆-小麦(2 a)+糜子轮作,处理3 :红豆草-小麦(2 a)轮作,处理4 :豌豆-小麦(2 a)+玉米轮作,处理5 :玉米-小麦(2 a)+糜子轮作,处理6 :小麦(2 a)+糜子-玉米轮作,各处理施肥量(NP)相同,N 120 kg/(hm2·a),P2 O5 60 kg/(hm2·a)。
氨氮在土壤中的迁移转化及对人体健康影响的研究
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氨氮在土壤中的迁移转化及对人体健康影响的研究摘要:本文根据目前国内水资源现状,引出氮肥施用过程中氮素的迁移转化过程。
氮肥进入土壤后经过化学、微生物作用后转化为对土壤、地下水、大气等的有害物质。
进而根据国内对氮肥污染的研究现状提出合理使用氮素肥料,防止其对环境的危害。
关键词:氨氮硝酸盐氮地下水引言氮肥的过量施用是环境污染的重要因素之一。
NO3--N在土壤中的积累与淋失已造成地下水与地表水不同程度的污染,因此已有许多淡水资源不能被人类饮用能被人类饮用。
造成我国地下水污染的主要原因之一是氮肥施用。
我国氮肥的主要品种是碳酸氢铵,占氮肥总量的58% ,其次是氨水,另外还有为数不多的尿素、硫铵等。
铵态氮肥中氨的挥发是氮肥损失和引起污染的重要途径.氮肥施入土壤后,被作物吸收利用的只占其施入量的30%~40%,剩余部分经各种途径损失于环境中。
因此研究氨氮在土壤中的迁移转化,有助于更好控制解决其对环境的污染。
1氮肥在土壤中的迁移转化规律及对环境的危害氮肥进入土壤后,首先会在土壤表层吸附,包括土壤颗粒和土壤胶体对氨氮的吸附,取决于土壤颗粒的大小和组成,土壤胶体对氨离子的吸附取决于胶体组成和表面特性。
NH4+-N在土壤中的吸附和转化能力很强,迁移深度较小。
在弱透水层NH4+-N的强烈吸附,是土壤表面强烈的离子交换与表面吸附共同作用的结果。
在这层由于土壤颗粒巨大的表面积,基本可达NH4+-N的去除,去除率达98%。
在此弱透水层的强大阻截作用下,流出液中的氨氮在相当一段时间内处于较低水平,对地下水起到一定的保护作用[1]。
氮素肥料经过弱透水层之后,土壤中的生物作用加强,弱透水层吸附剩余氨氮进行转化。
有氧条件下,氨氮进行硝化作用,硝化作用是微生物在有氧条件下将氨氮转化为硝酸盐氮的过程。
但硝态氮比氨氮更容易淋失进入地下水,对地下水造成不同程度的污染。
淋失深度随土壤条件不同而不同,土壤质地越重,硝态氮淋失深度就越小[2]。
无氧条件下,硝态氮在反硝化菌作用下进行反硝化,其产物N2O引起温室效应。