一、水田、旱坡地改种蔬菜后土壤养分含量的变化(论文文献综述)
朱浩宇[1](2021)在《小区和流域尺度氮磷流失的年际变化特征 ——以三峡库区紫色土为例》文中研究指明紫色土是三峡库区主要的农业土壤类型,紫色土旱坡地占三峡库区耕地总面积的80%左右,库区坡度较大,降雨量丰富且暴雨集中,表层土壤发育较快,导致库区紫色土土壤侵蚀较为严重,尤其库区暴雨集中,更是加剧紫色土水土流失状况。由于三峡库区人多地少,垦殖指数及复种指数较高,农业经济发展相对滞后,坡耕地占比大,机械化程度较低,粮食安全形势严峻。近年来,随着城市快速扩张,耕地面积不断减少,大量依赖水肥投入来缓解粮食供应压力,直接导致农业投入增加,造成土壤酸化,资源浪费,土壤微生物活性变弱,土壤养分失调,重金属活性增加以及水体富营养化等潜在危害,严重影响紫色土的生产和生态功能。因此,研究合理的施肥措施来降低土壤养分流失和提高作物产量,对三峡库区农业面源污染防控及农业绿色发展具有重要意义。目前国内外关于土壤养分流失及防控技术的研究取得了较多的研究进展。但化肥减量配施生物炭和秸秆覆盖对土壤地表径流和壤中流的影响及氮磷养分年际流失通量的变化特征还不十分清楚。因此,本试验通过田间小区试验,连续三年(2017年10月至2020年10月)在15°坡度下设置不施肥(CK处理)、常规施肥、优化施肥、化肥减量配施生物炭、化肥减量配施秸秆覆盖五种处理,分别记CK处理、常规处理、优化处理、生物炭处理和秸秆处理,探究不同施肥处理下三峡库区紫色土旱坡地在小区尺度下的径流中氮素迁移年际变化特征,旨在为库区农田土壤氮磷流失防控提供理论依据。同时对三峡库区石盘丘小流域2017年11月到2020年11月期间小流域出口断面的水质进行连续性监测,以期掌握小流域内不同土地利用方式下地表径流氮磷流失年际变化特征及流失量,为库区面源污染的评价及防治提供科学依据。主要结果如下:(1)2018-2020年间不同施肥处理地表径流总产流量CK处理最高(13872.22 L),秸秆覆盖处理最低(2967.11 L),其中化肥减量秸秆覆盖处理降低地表径流的效果最显着,化肥减量配施生物炭处理总产流量与常规处理基本一致,但较优化处理提高了18.16%,且在2020年各施肥处理地表径流产流量较2018年和2019年均显着下降;2018-2020年间各施肥处理的壤中流总产流量大小顺序为:生物炭>优化处理>秸秆覆盖>常规处理>CK处理。其中,秸秆覆盖壤中流产流量较常规处理和优化处理提高了20.42%和12.13%。且在2020年各施肥处理较前2年均提高了壤中流产流量,其中秸秆覆盖提高较为明显;另外,秸秆覆盖可以降低地表径流的产沙量,而生物炭则增加地表径流的产沙量。(2)壤中流是土壤全氮流失的主要途径。在地表径流中,2018年和2019年全氮流失通量远高于2020年流失通量,在2018年和2019年颗粒态氮是地表径流主要流失途径,而在2020年颗粒态氮流失量和流失能力减弱;在壤中流中,土壤全氮流失通量远高于地表径流。2018-2020年不同施肥处理下硝态氮总流失通量与全氮总流失通量的比例均超过50%,秸秆覆盖的比例达到最高,为69.21%,其次为优化处理,为62.28%。而颗粒态氮与全氮的总流失通量的比例均不超过10%,且秸秆覆盖可以有效降低颗粒态氮在地表径流的流失,但在壤中流和全氮流失总量中硝态氮是氮素流失的关键因素。(3)地表径流各形态磷素的流失主要以颗粒态磷流失为主,其中颗粒态磷流失通量在2018-2020年与总磷的比例均超过50%,且2020年各形态磷流失通量均表现为较低的水平。对于正磷酸盐,在2020年常规处理的流失通量表现为最低,而2018年的常规处理流失通量最高。颗粒态磷是地表磷素流失的关键因素,秸秆覆盖可以有效的减少地表径流各磷素的流失,而生物炭则可以增加地表径流磷素的流失。整个试验期内,地表径流和壤中流的径流全磷的流失通量呈现逐年上升的趋势,在2018年和2019年颗粒态磷是磷素流失的主要流失途径,颗粒态磷流失通量与全磷的比例最高达到69.43%,但2020年壤中流是磷素流失的主要途径,颗粒态磷所占的比例最高只有3.22%。(4)2018-2020年各施肥处理的油菜、玉米产量均显着高于CK处理,除CK处理外各处理之间并无显着差异性,说明化肥减量配施生物炭和秸秆覆盖不会显着降低油菜和玉米的产量,过量施肥并不能显着显着提高作物产量,适量的减量施肥或配施生物炭和秸秆覆盖可以提高产量。其中,2018-2020年油菜总产量为常规处理>优化处理>秸秆覆盖>生物炭处理>CK处理,2018-2020年玉米总产量为优化处理>常规处理>秸秆覆盖>生物炭处理>CK处理。在2018-2020年,化肥减量配施生物炭和秸秆较单施化肥可以提高土壤各形态氮素含量。生物炭处理和秸秆覆盖土壤全氮年平均含量均显着高于常规处理。秸秆覆盖土壤碱解氮年平均含量表现最高,生物炭处理次之,优化处理最低。常规处理、生物炭处理和秸秆覆盖之间土壤硝态氮年平均含量并无显着差异性,并显着高于CK处理的土壤硝态氮年平均含量。化肥减量配施秸秆和生物炭可以较不施肥及单施化肥能有效地维持甚至提高土壤磷素的含量。秸秆土壤全磷年平均含量最高,为0.702 g·kg-1,常规处理、优化处理和生物炭处理略低于秸秆覆盖。不同施肥处理土壤有效磷的年平均含量从大到小依次为秸秆覆盖、生物炭处理、常规处理、优化处理和CK处理。(5)石盘丘小流域各形态氮素月平均流失浓度较高的月份主要集中在小流域作物施肥季和收获期,其中在全氮、硝态氮和铵态氮月平均流失浓度最高的月份均出现在2019年9月份,分别为5.534 mg·L-1、4.216 mg·L-1和0.346 mg·L-1。铵态氮全氮、硝态氮和铵态氮年平均排放浓度均呈现上升后降低的趋势,均在2019年份年均排放浓度达到最高。全氮与硝态氮和铵态氮均表现极显着相关(P<0.01)。全氮流失通量在2019年最高,2020年最低。各形态磷素排放浓度范围由大到小顺序分别为:总磷、颗粒态氮、可溶性总磷和正磷酸盐。总磷、可溶性总磷和正磷酸盐年平均流失浓度均在2019年表现最低,颗粒态氮月均排放浓度在2017年11月平均排放浓度最高,是2018年平均排放浓度的3.30倍。总磷流失通量在2019年最高,分别是2018年和2020年的1.11倍和1.13倍。小流域可溶性总磷流失通量远高于其他形态磷的流失通量。可见,在小流域可溶性总磷是磷素流失的重要因素。从小区产流产沙、土壤氮磷养分流失特征及作物产量、土壤养分方面综合考虑,化肥减量配施秸秆覆盖是最佳的施肥处理。同时在小流域中应采用合理施肥方式和土地利用类型,减少小流域氮磷养分的输出。
严坤[2](2020)在《三峡库区农业生产方式改变及其对水土流失与面源污染影响 ——以万州区五桥河流域为例》文中指出水土流失与面源污染是环境退化最主要的表现形式,也是影响区域可持续发展重要的生态环境问题,其形成、发展不仅受地形地貌、降水等自然因素的影响,人类活动也会加速或延缓这一过程,并且短期内人类活动对水土流失与面源污染影响更为显着。在农业区,农业生产作为与土地利用最直接相关的人类活动,是区域生态环境安全的决定性因素。近年来,伴随城镇化快速发展和农村劳动力转移,农业生产方式发生重大调整,区域水土环境发生明显变化。本研究围绕农业生产方式改变的水土环境响应这一关键科学问题,以三峡库区万州区五桥河流域为研究区,通过问卷调查、无人机遥感调查、统计资料分析和基于长期野外原位观测试验等方法,系统研究城镇化背景下农业生产方式改变及其对坡面水土流失与面源污染影响及机制,以期为三峡库区农村区域水土环境变化预测与农业生产方式优化调整提供科学依据。本论文主要研究结论如下:(1)城镇化发展加快了三峡库区农业生产方式的改变。农户尺度上的户均粮食作物种植面积减少,果树户均种植面积增加;作物种植结构变化导致种植模式和复种指数的改变,旱坡耕地代表性的种植模式由小麦-玉米-红薯轮作向玉米-红薯套种和单一玉米、红薯的种植模式转变,耕地复种指数不断降低;农户化肥投入强度虽不断降低,但仍高于全国生态县建设耕地化肥投入标准;农村劳动力转移加快了耕地撂荒,其中农户尺度上户均撂荒面积占农户耕地面积的30.93%,小流域尺度上耕地撂荒比例高达22.21%;土地流转加快了规模化经营,以柑橘为主的适度规模化经营占流转土地的51.40%。可以看出,城镇化导致的种植结构和种植模式变化、耕地撂荒、规模化经营对区域土地利用结构和强度产生重要的影响。(2)城镇化各阶段不同种植模式具有不同的坡面产流产沙和径流氮磷浓度与负荷流失特征、过程,施肥与地表物理扰动是差异的重要影响因素。小麦-玉米-红薯轮作地表径流系数、坡面产沙系数和地表径流氮磷浓度与流失负荷高于玉米-红薯套种和单一玉米种植,种植模式变化对坡面氮流失负荷影响强于对磷流失负荷的影响;代表性的旱坡地作物在雨季作物生长季表现出不同的产流产沙能力,玉米在高覆盖期坡面产流产沙较低,在玉米收获期的红薯具有较低的坡面产流能力,但产沙能力高于玉米,小麦在成熟期坡面产流产沙能力低于同期玉米,但收获期产流产沙能力高于同期玉米。(3)耕地短期撂荒可被看作是一种休耕的土地管理方式,对降低紫色土坡耕地水土流失与面源污染物输出具有重要的作用。短期撂荒促进坡面植被快速恢复和土壤有机质、全氮、全磷积累。撂荒提高了紫色土坡面产流临界雨量,显着降低坡面产流,特别在春、夏季单次降雨径流系数仅为同季耕地的27.25%和34.72%;撂荒显着降低坡面产沙能力,其产沙能力仅为耕地的14.8%,且随着撂荒时间的增加产沙能力不断降低。与耕地相比,撂荒明显降低了农作物播种、施肥期径流总氮浓度,对径流总磷浓度影响不显着,但撂荒加快了侵蚀泥沙中养分的富集率,全氮与全磷的泥沙富集率是耕地的2.59和1.20倍;通过减少地表径流和坡面产沙,短期撂荒实现了对坡面氮磷流失控制,其氮、磷流失负荷分别降低了59.6%和79.8%,并且通过对泥沙结合态氮磷拦截和削减实现了氮磷流失负荷的显着降低。同时,本论文构建的紫色土区短期撂荒坡面氮磷流失负荷估算模型验证值和实测值之间误差在5%之内,具有较高的估算精度。(4)规模化经营具有较低的坡面水土流失,但却显着提高了地表径流氮磷浓度和流失负荷,并具备明显的氮磷污染物“初期冲刷效应”。规模化经营果园地表径流系数是传统经营果园和耕地的3.32倍和3.12倍,土壤侵蚀模数是传统经营果园和耕地的52.72%和29.67%。规模化经营地表径流氮磷浓度分别为8.49mg·L-1和0.87mg·L-1,远超过地表水水质标准V类水质标准限值,在春季规模化经营果园地表径流氮磷浓度分别是长期撂荒坡地、传统经营果园和耕地的14.31、4.74、4.77倍和39.08、1.94、3.84倍。果园规模化经营显着增加径流氮、磷流失负荷,在春季施肥后的前两场大雨贡献了全年70.4%的总氮、72.1%的可溶性氮、68.9%的硝态氮、94.1%的氨氮、67.1%的总磷、64.1%的可溶性磷和73.0%的颗粒态磷流失负荷,且氮、磷主要以硝态氮和可溶性磷流失为主;规模化经营增强了氮、磷污染物“初期冲刷效应”,前期20%的地表径流贡献了整场降雨径流58.0%的总氮、57.0%的可溶性氮、58.5%的硝态氮、79.0%的氨氮、62.0%的总磷、63.5%的可溶性磷和60.0%的颗粒态磷。在三峡库区城镇化快速发展阶段,种植模式改变与耕地短期撂荒降低了坡面水土流失与氮磷面源污染物输出,但规模化经营增加了坡面氮磷流失浓度与负荷,其对坡面水土环境带来的负面影响大于种植模式改变和耕地撂荒对水土环境的改善。由于规模化经营是三峡库区未来土地利用变化主要方向,因此需要特别关注。
郭涛[3](2020)在《基于传统文化的喀斯特石漠化草地承载力与牛羊健康养殖技术调控》文中研究说明中国南方喀斯特地貌分布广泛,面积广阔,地表崎岖不平,过去落后的经济与环境致使交通落后、文化相对保守;如今随着人口的增加,人地矛盾日益突出、水土流失严重、生态系统日益简单化,面临着文化、生态和经济上的多重困境,形成特殊的喀斯特“文化脆弱性”。根据人文地理学、生态学、植物学、畜牧养殖学理论基础,在代表中国南方喀斯特石漠化环境总体结构的贵州高原山区,选取毕节撒拉溪、关岭-贞丰花江和施秉喀斯特3个典型研究区,在2017-2020年对草地土壤理化性质、牧草产量与品质以及对示范区两次社会经济调查的基础上,选择具有代表性的多年生黑麦草(Lolium perenne)和皇竹草(Pennisetumsinese)等2种牧草的三块样地,进行牧草收集试验。收集采用草地刈割与不同放牧强度的处理方式,计算得出对现有草地牧草的产量与品质的影响,对实验所得的数据采用对比分析、单因素方差分析法方法分析所得数据,用简单明了的实验数据对比传统种植方式与草地畜牧业对土壤理化性质、牧草产量与品质的影响,促进示范区内农户转变落后的文化思想,构建人与自然、社会和谐发展的新局面。(1)不同石漠化等级地区对待草地畜牧业发展存在的主要文化思想、文化观念等问题也不尽相同,撒拉溪示范区对利用文化思想转变,改变传统种植方式不乐观的比例最高,施秉示范区次之,花江示范区最低。喀斯特地区草地畜牧业主要存在的文化思想方面的问题,需要各级政府部门和相关人员充分挖掘传统文化中有利于改变传统思想文化、生态意识提高、改变传统耕种方式及技术的内涵,并进行相应的文化思想转变宣传。提高农户对文化的认知水平,而不是一味的“劝说”,提倡种草养畜的方式,需要简单明了的措施与方式带动农户的生产积极性,真正改变本区阻碍草地畜牧业发展的保守文化思想、文化观念等。(2)石漠化地区大多不愿意采取圈养牛羊的方式,主要原因是圈养方式浪费时间与精力。目前,喀斯特地区草地畜牧业主要存在农户对文化的影响认知不足,以及生态意识与养殖经营热情不高等文化思想方面的问题。这些问题导致草地承载力无法满足牛羊对营养与能量的需求,进一步阻碍了示范区内的草地畜牧业的可持续发展。针对这些问题,充分挖掘传统文化中有利于改变传统思想文化、生态意识提高、改变传统耕种方式及技术,并进行相应的文化思想宣传。提高农户对文化的认知,有利于喀斯特石漠化地区生态环境的修复与草地畜牧业的发展。(3)牛羊放牧后的土壤物理性质主要呈现的是随着放牧强度的增加,土壤物理性质变化越大。重度放牧除了土壤容重随之增加外,其余指标均随之放牧强度的增加而显着降低,土壤含水量随放牧强度增加呈降低趋势,而土壤容重正相反。TN、TP在中度放牧含量最高,SOC随着放牧强度的增加而逐渐减少。放牧后TN、TP在中度放牧含量最高,在放牧后TP变化最为显着,SOC随着放牧强度的增加而逐渐减少,而重度放牧的各个指标均处于最低,重度放牧不仅造成牧草的品质下降,还造成土壤营养流失严重,严重破坏牧草的产量,加重石漠化的产生。中度放牧使土壤养分含量更高,保持中度放牧,以防止土壤肥力加速流失、加剧产生石漠化。(4)皇竹草留茬高度在14cm时,牧草的鲜重和干重产量最高,且显着高于其他两组(P<0.05),随着刈割次数的增加牧草的鲜重和干重产量随之增加。留茬高度为14cm时,皇竹草的CP含量最高,刈割留茬高度为18cm时,CF含量最低。中-强度石漠化地区不适宜采取放牧形式,且皇竹草长势高大,采取刈割留茬高度不同试验,发现皇竹草刈割留茬高度为14cm时,牧草的鲜重和干重产量最高,牧草的营养成分更为充足,更能保证牛羊所需的营养和能量,而通过最简单直接的刈割留茬方式能够直接带动农户种草养畜的积极性,从生产生活中改变农户的传统种植思想。(5)受本区的文化因素与自然因素影响,为提高草地承载能力与牛羊养殖效益,在种草养畜方式的基础上,选择优质牧草品种、种植牧草的技术与管理等更要贴合本区环境的特点。提出适合于石漠化治理区提升草地承载力与牛羊健康养殖的关键技术,并对取得的成果进行示范验证。基于传统文化的喀斯特石漠化草地承载力与牛羊健康养殖现有技术,提出草地混播技术、草地刈割技术、土壤粉粹筛选技术、牛羊圈粪便收集装置、牛羊用伸缩食槽关键创新技术,并对关键创新技术进行示范验证,示范效果明显。
苟桃吉[4](2019)在《施肥对不同利用模式下紫色土氮磷累积特征的影响》文中认为化学肥料的施用为推动我国农业发展作出了巨大的贡献,但长期过量施肥导致氮、磷元素在土壤中过度累积,在降水或灌水作用下,以径流、侧渗和淋溶等方式进入水体,不仅会造成地下水的硝酸盐污染,而且还会造成江河、湖泊水体富营养化。紫色土是我国四川盆地分布较广的一种侵蚀型高生产力岩性土壤,其硅铝铁率较高,盐基离子丰富,富含钾,农业利用价值高;但紫色土风化快,成土迅速,加之紫色丘陵区的坡度较大等特点,导致紫色土区易发生水土流失,同时,紫色土丘陵区位于长江中上游生态屏障最前沿,对整个长江流域的水环境影响较大,因此研究紫色土区域的土壤氮、磷累积现状具有重要的意义。紫色土的土地利用模式多样,而目前主要集中在单一利用模式下的紫色土氮磷累积的研究,对不同利用模式下的紫色土氮磷累积的研究较少。因此本研究基于不同土地利用模式下的紫色土定位试验基地,以冬水田、水旱轮作田及旱坡地紫色土为研究对象,采集不同土地利用模式下的紫色土050 cm和060 cm的土壤剖面土样,结合室内分析的方法,厘清不同施肥处理对紫色土土壤氮、磷含量的影响,揭示其剖面分布特征,并进一步计算了氮、磷储量及表层氮、磷累积速率,以期明确紫色土不同利用模式下土壤氮、磷在不同施肥处理下的累积现状,旨在为该区域的农田氮磷养分管理和面源污染防治提供科学依据。主要研究结果如下:(1)三种不同利用模式紫色土在NPK施肥处理下的全氮、碱解氮含量大小为水稻-冬水田>水旱轮作田>旱坡地,全磷含量大小为旱坡地>水稻-冬水田>水旱轮作田,有效磷含量大小为水稻-冬水田>旱坡地>水旱轮作田,表明全氮、碱解氮、有效磷更易在水稻-冬水田利用模式紫色土表层中累积,全磷更易在旱坡地利用模式紫色土中累积。水稻-冬水田利用模式下的全氮、全磷储量主要在2040cm土层中累积,而水旱轮作田及旱坡地利用模式下的全氮、全磷储量主要在020cm表层土壤中累积。(2)紫色土水稻-冬水田利用模式下,四种施肥处理中,NPK处理的表层土壤全氮、全磷、有效磷含量均最高,分别为1.81 g·kg-1、0.44 g·kg-1和29.78 mg·kg-1,比其他施肥处理提高了1.12%5.23%、2.33%22.22%和18.50%159.86%。就整个剖面而言,不同施肥处理下的水稻-冬水田土壤全氮、全磷、有效磷含量均表现出显着的表聚性,各土层的全氮含量以NPK处理最高,碱解氮含量以NP处理最高,全磷、有效磷含量在040 cm土层范围内均以NPK处理最高。就储量而言,不同施肥处理的土壤全氮、全磷储量均以2040 cm土层最高,分别为2816.473485.78 kg·hm-2和541.54783.31 kg·hm-2,其中,NPK处理的全氮、全磷储量在各土层中均为最高。表层土壤全氮、全磷累积速率均以NPK处理最高,分别为22.16 kg·hm-2·a-1和9.98 kg·hm-2·a-1。(3)紫色土水旱轮作(稻-菜轮作)利用模式下,高投入施肥(HNPK)处理表层土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均为最高,其中全氮比PK处理的高5.56%,碱解氮比PK处理高17.29%,全磷比NK处理高30%,有效磷比NK处理高149.6%。由水稻-冬水田利用模式转换成水旱轮作田利用模式后,各处理表层土壤全氮及碱解氮含量均比初始全氮、碱解氮含量有所降低,三种施用磷肥的土壤全磷含量均较初始全磷含量增加,HNPK处理的有效磷含量较初始有效磷含量增加,其他施肥处理的有效磷含量降低。就整个剖面而言,各处理的全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量均随着土层深度的增加而降低,各土层的全氮、碱解氮含量均以NPK处理最高,不同处理的全磷含量在030 cm范围内存在差异,有效磷含量在020 cm范围内存在差异,且均以HNPK处理最高。就储量而言,各处理的全氮储量主要集中在020 cm土层范围内,为1484.151570.82 kg·hm-2。NPK处理及PK处理的全磷储量随着土层深度的增加呈不断降低的趋势,在010 cm土层中的达到最值,分别为426.80 kg·hm-2和424.74 kg·hm-2,而HNPK处理及NK处理在1020 cm土层中达到最值,分别为474.32 kg·hm-2和378.58 kg·hm-2。全氮累积速率以NPK处理最高,为-68.43 kg·hm-2·a-1,比不施氮肥的PK处理每年少损失全氮14.44kg·hm-2,全磷累积速率以HNPK处理最高,为18.37 kg·hm-2·a-1,比不施磷肥的NK处理每年多累积全磷17.86 kg·hm-2。(4)紫色土旱坡(玉米-小麦)利用模式下,四种施肥处理的表层土壤全氮、碱解氮及铵态氮均以M+NPK处理最高,分别为0.65 g·kg-1、52.37 mg·kg-1和32.83 mg·kg-1,比CK提高47.73%、36.53%和246.51%;四种施肥处理的表层土壤全磷、有效磷含量以HNPK最高,为1.16 g·kg-1和19.24 mg·kg-1,水溶性磷以M+NPK处理最高,为15.86 mg·kg-1,分别比CK处理提高了103.51%、1080.37%和2133.80%。就整个剖面而言,各处理的全氮含量随着土层深度的增加而降低,整个剖面均表现为M+NPK>HNPK>NPK、CK,各处理的碱解氮差异主要在020 cm土层中体现,表现为M+NPK>HNPK>CK>NPK。各处理在整个剖面中的全磷含量均以HNPK处理显着高于其他施肥处理,且NPK处理的全磷在剖面中的变化趋势与HNPK处理一致,但全磷含量随着施肥浓度的增加而增加,M+NPK处理能促进磷素向下移动。就储量而言,不同处理的全氮储量在010 cm土层中最高,为651.59897.54 kg·hm-2,且各土层均以M+NPK最高,为865.711380.01 kg·hm-2。各处理的全磷储量随着土层深度的增加的变化趋势不一致,但各土层均以HNPK处理最高,为1513.422898.92 kg·hm-2。各处理的表层土壤全氮累积速率以M+NPK处理最高,为10.78 kg·hm-2·a-1,比CK处理每年多累积全氮24.59 kg·hm-2;各处理的表层土壤全磷累积速率以HNPK处理最高,为83.77 kg·hm-2·a-1,比CK处理每年多累积全磷100.44 kg·hm-2。
黎嘉成[5](2019)在《三峡库区石盘丘小流域氮磷非点源污染特征研究》文中认为非点源污染所引起的最主要危害形式就是水体的富营养化。根据2015年长江三峡工程生态与环境监测公报显示,长江干流水质总体为良,但是多条支流以及部分回水区水体富营养化程度较往年有所加重。农业非点源污染是水体富营养化的主要来源。三峡库区农业小流域作为相对独立的汇水单元,是非点源污染发生的源头;小流域地表径流和土壤侵蚀引起的氮、磷流失是导致非点源污染的重要原因,同时也是非点源污染的重点控制对象。土地利用综合反映了人类活动的情况,是影响非点源污染的关键因子,土地利用类型、结构等的组合对非点源污染的发生有重要影响。从土地利用格局整体优化和局部最佳管理措施控制的角度研究非点源污染是当前的研究趋势,也是目前国内外研究的热点。近年来,国内外的学者对不同土地利用类型与非点源污染关系的研究主要通过人工模拟降雨、径流小区试验、不同尺度流域观测以及模型模拟等方法进行,而自然降雨条件下小流域内的长期定位观测相对较少,因此,本试验选取了土地利用类型、土壤类型以及地势地貌在三峡库区腹心地带较为典型的石盘丘小流域作为研究对象,将其作为基本水文单元对库区非点源污染物来源与通量进行试验研究。试验于2017年11月至2018年11月对石盘丘小流域出水口径流进行连续采样,并测定观测期内小流域氮、磷素各形态的流失特征及规律;同时,对不同土地利用类型(菜地、柑橘园、自然林地、旱坡地、水田)设置径流小区,测定降雨产流后地表径流中氮、磷素各形态的流失浓度及通量;进一步分析了降雨集中期的始末(2018年3月、10月)各土地利用类型下土壤理化性质,包括:全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮、全磷、速效磷、有机质、pH、阳离子交换量(CEC)、容重,以期为不同土地利用类型下土壤的理化性质与其地表径流中非点源污染物氮、磷素各形态的浓度以及流失通量建立联系,为非点源污染的治理提供理论依据。主要研究结果如下:(1)观测期内(2018年3月-11月),不同土地利用类型下TN流失通量的大小顺序为水田>柑橘园>旱坡地>菜地>自然林地,且氮素、磷素随径流流失的峰值主要集中在4-5月份的降雨径流事件中。水田径流流失的总氮(TN)、硝态氮(NN)、铵态氮(AN)流失通量及年平均浓度最大。观测期内水田径流流失的氮素各形态的流失通量分别为19.94 kg/hm2(TN)、2.40 kg/hm2(NN)、2.95 kg/hm2(AN),且水田氮素各形态的流失均集中在4月末5月初的耕作、施肥、降雨期。自然林地TN、NN、AN全年流失通量最小,分别为0.64 kg/hm2、0.36kg/hm2、0.05 kg/hm2,水田TN流失量是自然林地的31倍;柑橘园、旱坡地和菜地TN流失通量在4.00-4.98 kg/hm2之间,也是小流域氮素流失的主要贡献者。从氮素各形态所占TN的比例来看,5种土地利用类型中,虽然自然林地TN流失通量最小,但是其NN所占TN的比例最高,达56.07%,最小的是旱坡地,占比为16.14%;AN流失量占TN比例最大的是水田,达21.42%,最小的是柑橘园,仅有3.28%。各种土地利用类型下,径流中总磷(TP)和颗粒态磷(PP)的流失浓度呈显着相关。TP流失通量的大小顺序为菜地>柑橘园>水田>自然林地>旱坡地。其中,菜地TP、PP流失通量最高,分别为4.42 kg/hm2、4.14 kg/hm2。旱坡地TP、可溶性总磷(DTP)的流失量最小,分别为0.19 kg/hm2、0.08 kg/hm2,菜地TP流失通量是旱坡地的23倍。从磷素各形态流失量所占TP的比例来看,柑橘园(1.08 kg/hm2)地表径流中DTP的流失通量相对其他土地利用类型下较大,且DTP是柑橘园磷素随径流流失的重要形态,占TP的56.79%;PP是菜地磷素流失的最主要形式,占TP的93.67%。总体上,为预防氮磷的流失给水体造成非点源污染,应重点预防水田在施肥期与降雨期的重叠,菜地主要防止强降雨下PP的损失。(2)不同土地利用类型下土壤有机质含量表现为水田>柑橘园>菜地>自然林地>旱坡地,而同时水田土壤容重(1.18-1.28 g/cm3)明显低于其他土地利用类型。自然林地和旱坡地土壤pH偏碱性(8<pH<9),菜地土壤偏酸性(5<pH<6),柑橘园与水田偏中性。自然林地和旱坡地土壤CEC值高于其他土地利用类型,水田土壤CEC含量均最低。水田和柑橘园土壤总氮、碱解氮含量高于其他土地利用类型,而旱坡地的最低。柑橘园3月和10月的土壤硝态氮含量差异显着,且均明显高于其他土地利用类型;而柑橘园土壤铵态氮含量并不高,这与柑橘园施肥及降雨量有关。本试验条件下不同土地利用类型的土壤氮形态,包括总氮和碱解氮受到有机质、pH和CEC影响较大,有机质含量越高,土壤总氮和碱解氮含量越高。土壤总磷含量与母质、施肥量相关。柑橘园由于施肥量大表层土壤总磷含量最高。土壤速效磷含量与土壤总磷含量间呈极显着的正相关关系(r2=0.802,p<0.01),与土壤pH呈显着的负相关关系(r2=-0.446,p<0.05),因此导致了pH偏中性、总磷含量高的柑橘园以及pH偏酸性的菜地土壤中速效磷较高,而偏碱性的自然林地和旱坡地的土壤速效磷含量相对于其他土地利用类型的较低。(3)石盘丘小流域出水口汇集的地表径流中,各形态氮素(总氮、硝态氮、铵态氮)流失浓度及通量较大的月份主要集中在耕作、施肥、降雨期相对重合的年末(2017年12月、2018年11月)与年中(2018年4-6月)。总氮、铵态氮流失通量最大的月份在2018年5月,分别达到1.417 kg/hm2、0.065 kg/hm2,NN在5月(0.570 kg/hm2)也达到了较高水平,但是最大值出现在2018年11月(0.997 kg/hm2)。硝态氮是小流域氮素流失的主要形态,占总氮流失总量的50.34%,且二者之间浓度存在极显着正相关关系(r2=0.73,p<0.01);铵态氮流失量较少,仅占总氮流失总量的5.06%。总磷、可溶性总磷和正磷酸盐的月流失通量在2018年4月开始逐渐升高,6月达到最大值,分别为0.187 kg/hm2、0.165 kg/hm2、0.126 kg/hm2;颗粒态磷在2018年4-6月流失通量波动范围为0.024-0.027 kg/hm2,月流失通量在2017年12月达到最大值(0.060 kg/hm2);磷素的主要流失形态是可溶性总磷,占总磷的79.01%;颗粒态磷流失量较小,占总磷流失总量的21.99%,且总磷与颗粒态磷浓度之间呈极显着相关关系(r2=0.90,p<0.01)。小流域内总氮(5.04 kg/hm2)的流失通量是总磷(0.53 kg/hm2)的9.51倍,氮素的非点源污染风险远远大于磷素。因此,对于石盘丘小流域来说,治理非点源污染的重点控制对象是氮素,尤其需要注意防范施肥和降雨期重合时水田氮素的流失;同时还需采取措施防范菜地在强降雨的天气条件下造成的颗粒态磷的流失。
徐国鑫[6](2019)在《不同施肥处理对紫色土旱坡地氮磷流失及作物效应的影响》文中研究说明三峡库区是长江上游重要的农业生产区及人口聚集区,也是我国生态环境较为脆弱的区域,其水环境优劣直接影响到长江下游大中城市人民群众的身体健康和经济的可持续发展。三峡库区因坡耕地面积大,人地矛盾突出,区域内每年坡耕地产生的泥沙流失量占库区总流失量的73%,严重威胁到三峡工程的运行年限。因此,控制三峡库区土壤侵蚀,减少泥沙入库量,降低面源污染风险,改善旱坡地耕地质量迫在眉睫。农业生产活动中化肥的过量施用是面源污染的重要源头,化肥的高投入不仅会促进氨气、氧化亚氮等气体的排放,而且土壤中盈余的氮素(尤其是硝态氮)会淋失造成水环境污染,同时也会影响农作物品质,从而危害人体健康。因此,减少化肥的投入,不仅可以降低水污染、大气污染的风险,减少面源污染尤为重要。目前,关于减肥配施生物炭或秸秆降低土壤养分流失的研究已有报道,但大多数研究对象主要集中在水稻土,且以地表径流研究为主,而对紫色土旱坡地的研究较少。因此,本研究依托中科院成都山地所忠县石宝寨试验站,以紫色土旱坡地为研究对象,通过径流小区(投影面积100m2)试验,分别研究了10°和15°两个坡度条件下,油菜/玉米轮作不同施肥处理(包括:不施肥(CK)、常规施肥、优化施肥、减量施肥+生物炭(以下称生物炭处理)以及减量施肥+秸秆(以下称秸秆处理))的地表径流和壤中流的流失量、氮素和磷素各种形态的浓度、流失通量;并结合油菜和玉米季土壤氮素和磷素的含量以及植株的产量和肥料农学利用率,进一步分析了生物炭和秸秆还田对降低土壤氮、磷养分流失以及植株效应的影响,以期为减少紫色土旱坡地氮、磷养分流失提供科学依据。主要研究结果如下:(1)试验期内(2017年11月2018年10月),同一坡度下,10°小区各施肥处理中,施秸秆处理总径流量最小,为9515 L,优化处理总径流量最大(20737 L);15°小区各施肥处理中,施生物炭处理总径流量最小(11893L),常规处理总径流量最大,为16133L。同一施肥处理下,除施秸秆处理外,其他施肥处理的10°小区总径流量高于15°小区。各施肥处理径流方式以壤中流为主,壤中流流失量占总径流的比例可达60.14%88.56%;施肥均降低了10°和15°旱坡地小区的泥沙流失量,且坡度越大,效果越明显,其中施秸秆处理较其他处理均有效降低了旱坡地地表径流量和泥沙流失量。(2)铵态氮主要通过地表径流流失,10°小区各施肥处理流失通量为0.160.85kg·hm-2·a-1,地表径流流失通量占比达到79.91%94.04%;15°小区流失通量为0.170.69kg·hm-2·a-1,地表径流流失通量占比达到82.23%96.58%;其中不同坡度小区均为施生物炭处理流失通量最大,尤其在10°小区内。施肥增加了产流中的颗粒态氮的浓度,就颗粒态氮流失通量而言,施肥处理(除施秸秆处理外)表现为15°小区高于10°小区,其中10°小区中优化处理的最高(1.753 kg·hm-2·a-1),15°小区中常规处理(2.874 kg·hm-2·a-1)的最大;而施秸秆处理较其他处理降低了10°和15°小区的颗粒态氮流失通量。不同施肥处理下产流的全氮浓度和硝态氮浓度均呈显着正相关关系。硝态氮是全氮流失的主要形态,且主要通过壤中流流失;在10°小区中全氮通过壤中流流失占比为86.56%95.93%,15°小区占比为72.88%92.35%。在10°小区和15°小区中,均为常规施肥处理的全氮流失通量最大,分别为61.30 kg·hm-2·a-1和35.58 kg·hm-2·a-1,而施秸秆处理全氮流失通量最小,分别为18.31 kg·hm-2·a-1和20.07kg·hm-2·a-1。施秸秆处理降低了紫色土旱坡地氮流失量,而施生物炭处理在降雨量较大时,会增加地表径流中氮流失量。(3)紫色土旱坡地中,正磷酸盐主要通过地表径流流失,10°小区和15°小区中,各处理地表径流的正磷酸盐流失通量分别占总流失通量的55.35%87.49%和59.85%88.83%;施秸秆处理较其他处理有效降低了土壤正磷酸盐流失通量,与同坡度优化施肥处理相比,10°小区和15°小区分别下降了63.67%和63.37%;同一处理下,除CK和常规施肥处理的正磷酸盐总流失通量表现为15°小区高于10°小区外,其他处理呈相反趋势。施肥会增加颗粒态磷的流失通量,其中10°小区中常规施肥处理提升幅度最大,是10°CK处理的2.06倍,而15°小区中施生物炭处理提升幅度最大,是15°CK处理的1.34倍;无论10°小区还是15°小区,施秸秆处理均有效降低了颗粒态磷流失通量,与对应坡度优化施肥处理相比分别降低了60.28%和85.56%。全磷主要通过泥沙流失,10°小区通过泥沙流失的全磷含量占比达到63.74%78.74%,而15°小区中占比为53.34%90.74%,壤中流流失通量占比最小。各施肥处理中,无论10°小区还是15°小区,施生物炭处理的全磷流失通量均为最大,分别为1.01 kg·hm-2·a-1和1.44 kg·hm-2·a-1;而施秸秆处理均为最小,分别为0.41 kg·hm-2·a-1和0.30 kg·hm-2·a-1。施生物炭会增加紫色土旱坡地的全磷流失通量,但可以降低正磷酸盐流失通量,而对颗粒态磷流失通量无明显影响;施秸秆处理对所有磷素流失均起到很好的控制作用。(4)各处理的玉米季土壤铵态氮和碱解氮含量均明显高于油菜季,其中常规施肥处理的土壤铵态氮最高,10°小区和15°小区分别为16.88 mg·kg-1和15.82 mg·kg-1;而土壤碱解氮在10°小区中施生物炭处理最高(40.83 mg·kg-1),15°小区中施秸秆处理最高(为49.29 mg·kg-1)。施秸秆可以有效提高10°小区和15°小区油菜季的土壤有效磷含量,均高于同坡度其他处理。玉米季各施肥处理的土壤全氮含量均高于CK处理,其中10°小区和15°小区中均表现为施秸秆处理的玉米季土壤全氮含量最高,分别为0.59 g·kg-1和0.60 g·kg-1,但各施肥处理之间差异不显着。施肥也能增加土壤全磷的含量,但玉米季各施肥处理之间无显着差异,且同一处理油菜季和玉米季的全磷含量差异不大。各施肥处理的油菜、玉米产量均显着高于对照CK处理,其中10°小区各施肥处理的油菜和玉米产量(油菜产量为20302606 kg·hm-2,玉米产量为60567607 kg·hm-2)均高于15°小区对应施肥处理(油菜产量为19622328 kg·hm-2,玉米产量为47655838 kg·hm-2)。油菜、玉米植株的全氮和全磷含量均集中在籽粒部分。油菜中根系和茎杆的全氮含量低于果壳,而茎杆、根系、果壳的磷含量差异不大;玉米中,各施肥处理植株穗轴的氮、磷含量均为最低。油菜季,各减量施肥处理较常规处理均提高了氮肥和磷肥的农学利用率,而在玉米季,各施肥处理肥料利用率有明显差异,其中10°小区中施生物炭处理肥料农学利用率最高,15°小区中施秸秆处理肥料农学利用率最高。
陈成龙[7](2017)在《三峡库区小流域氮磷流失规律与模型模拟研究》文中进行了进一步梳理三峡库区是长江中上游地区重要的生态屏障,对整个长江流域生态安全发挥着重要作用。但三峡库区特殊的生态环境条件、人口资源、社会经济状况和来自于三峡工程建设对生态环境的压力使农业面源污染问题十分尖锐,库区面临日趋严重的农业面源污染问题亟待解决。预防和控制库区农业面源污染就必须要了解和掌握其产生的机理、迁移转化的规律,有针对性地采取控制和管理措施,从源头将污染物截留,减少进入河流的污染物总量。作为一个相对独立的汇水单元,小流域是农业面源污染发生发展的源头,开展三峡库区典型小流域农业面源污染中氮磷流失规律和防控措施的研究,对减轻三峡库区水环境压力、维护库区生态环境可持续发展具有重要的理论意义和实践价值。本文以三峡库区腹心地带典型小流域王家沟为研究对象,基于长期田间原位监测和大量实地调研数据,从坡面、子流域尺度研究了不同时空变量因素影响下地表径流氮磷流失动态变化的规律,深入剖析了土地利用类型、稻田空间格局对地表径流氮磷流失的影响机制,探讨了坡面土壤氮磷养分含量与地表径流、浅层地下水氮磷浓度的关系,并在此基础上设计和选择相应的防控措施,利用Ann AGNPS模型对其削减效果进行定量评价,为三峡库区农业面源污染最佳管理措施的制定提供理论依据和参考方案。论文的主要研究结论如下:(1)地表径流氮磷流失时空变化规律及其影响因素研究。利用20142015年次降雨坡面、干渠地表径流样品分析得出,春秋两季作物时期地表径流氮磷流失浓度呈明显下降趋势,但春季作物时期(57月)下降迅速,秋季作物时期(1012月)缓慢;夏季空闲时期(89月)则呈上升趋势。不同空间监测点春季作物时期地表径流总氮(TN)、总磷(TP)流失浓度空间差异最大,且突出表现为水田监测点远低于其它监测点,夏季空闲时期差异逐渐缩小,秋季作物时期已无明显差异。对旱地、桑树套种地和水田3种主要农用地坡面分析得知,不同时空变量因素对不同形态氮磷流失影响作用不一:坡面地表径流TN流失浓度与所选的时空变量因素均具有显着相关性,硝态氮(NO3--N)与之相似,但坡面坡度和降雨强度对其影响作用不显着;铵态氮(NH4+-N)流失浓度与榨菜面积比显着正相关,与施肥间隔显着负相关;TP流失浓度与坡面坡度显着正相关,与水稻面积比、叶面积指数显着负相关;总溶解态磷(DTP)流失浓度则与所选变量均无显着性相关关系。坡面地表径流中TN流失以为NO3--N主,两者极显着正相关,且随着TN浓度的升高,NO3--N占TN的比重也逐步增加;TP则不同,随着TP浓度的升高DTP占TP的比重逐渐减小。子流域尺度上,地表日径流氮磷流失浓度和负荷随时间变化规律和特征更为明显,两个子流域氮磷流失的差异也在其高峰值时段凸显。基于2015年监测数据,两个子流域TN、NO3--N和TP月平均流失浓度25月稳步上升至年内第一个峰值后,67月迅速下降,且月内浮动较大;810月再次升高至年内第二个峰值,之后再次下降且月内浮动较小。子流域TN、NO3--N和TP全年排放负荷的高峰期集中体现在5月中旬至6月中下旬和9月中旬至10月上旬两个时段,其累积排放负荷占全年排放负荷的75.1%82.3%,两个子流域氮磷流失负荷的差异也突出表现在这两个时段。(2)土地利用类型对地表径流氮磷流失浓度影响。通过对旱地、桑树套种地和水田3种土地利用类型不同作物时期定量比较得出:春季作物时期3种地类TN、NO3--N平均流失浓度差异最大,旱地玉米地TN、NO3--N平均流失浓度分别是桑树套种地的1.45、1.42倍,是水田的3.32、4.94倍;水田秋季轮种榨菜后TN、NO3--N平均流失浓度分别上升了84.8%、167.8%,而旱地和桑树套种地则有所下降,此时,3种地类差异最小。春季作物时期水田的NH4+-N平均流失浓度最高,是桑树套种地的1.78倍,但其TP平均流失浓度最低,只有旱地玉米地的62.1%。次降雨事件进一步比较发现,春季作物时期不同土地利用类型TN流失浓度的差异主要体现在小到中雨事件中,中雨事件更明显,TP则主要体现在大雨事件中;夏季空闲时期有所不同,TN主要体现在大雨事件中,中雨或暴雨差异相对较小,而TP的流失浓度更多的受地表覆盖变化和坡度影响。坡面尺度上,由水田组合而成的复合型坡面春季作物时期TN、TP平均流失浓度显着低于单一型坡面。其中,上坡桑树套种梯田与下坡水田组合的复合坡面3个时期TN、TP平均流失浓度均为最低,旱地梯田单一型坡面均为最高,两者TN、TP平均流失浓度最大相差2.66倍、1.87倍。子流域尺度上,受其土地利用构成差异影响,春、秋两季作物时期的次降雨事件,子流域B的TN、NO3--N流失浓度平均高出子流域A约38.1%56.2%。选取两个子流域土地利用构成差异最大时期(2012年)的地表日径流样品进一步对比发现,从3月中下旬至12月底,子流域B地表日径流TN、NO3--N和TP平均流失浓度分别比子流域A高出33.3%、43.7%和67.9%。(3)稻田空间格局对地表径流氮磷流失浓度影响。选取流域内3个坡面稻田面积比、坡度水平相当且空间格局有明显差异的稻田坡面,利用20142015年春季作物时期12次自然降雨事件和2次降雨过程采集的样品分析得出:布局于坡底、田块整体性保持较好且最大田块优势度较高的稻田,在不同的雨型条件下对地表径流TN、NO3--N和TP平均去除率分别高出坡腰布局的稻田约12.2%、11.6%和18.4%,且中雨和大雨事件差异更为明显。次降雨过程中,3种空间格局稻田TN、NO3--N和TP流失浓度在大雨事件降雨前中期(3h左右)差异最明显,而中雨事件则为降雨中后期。与2010年相比,2015年两个子流域稻田减少对地表日径流氮磷流失浓度的影响主要表现为:小到中雨事件和基流时期TN流失浓度明显升高,中到大雨事件TP流失浓度极易呈现跳跃性浮动。(4)不同土地利用类型“土壤-水体”氮磷含量特征及其相互关系。利用20142015年采集的土壤样品和20122015年采集的浅层地下水样品分析得出:不同地类中,梯田的土壤TN平均含量显着高于其它地类;TP则不同,旱地坡耕地和桑树套种坡耕地土壤TP平均含量显着高于其它地类。坡面土地利用类型对浅层地下水TN、NO3--N浓度影响显着,但对TP浓度影响较小;浅层地下水TN浓度与NO3--N浓度显着相关,不同坡面浅层地下水中NO3--N对TN平均贡献率在67.8%78.5%之间;浅层地下水TN、NO3--N月平均浓度变化规律基本一致,春秋两季农作物施肥后均呈现明显上升趋势,TP略有不同。结合20142015年采集的坡面地表径流样品,对坡面土壤氮磷养分含量与浅层地下水、坡面地表径流氮磷浓度的相互关系分析得出:坡面土壤TN、NO3--N平均含量与浅层地下水TN、NO3--N浓度显着相关,其中,TN呈指数函数关系,NO3--N则呈对数函数关系;坡面土壤TN、NO3--N、TP平均含量与地表径流TN、NO3--N、TP浓度无显着相关性,但当坡面地表径流TP浓度大于0.1mg·L-1时,坡面土壤TP平均含量与其呈显着线性相关;坡面地表径流与浅层地下水TN、NO3--N浓度均呈显着的幂函数关系,且NO3--N相关性更强。(5)基于Ann AGNPS模型最佳管理措施效果模拟评价。构建了Ann AGNPS模型数据库,利用实测数据对模型的适应性进行校验。模型对径流量的模拟效果最优,总氮的模拟效果优于总磷,不同输出物模拟值与实测值可决系数R2值均大于0.909,Ann AGNPS模型较为适用于三峡库区小流域。不同污染物输出负荷空间分布模拟结果显示,由旱地坡耕地构成的分室单元总氮和总磷单位面积年产出负荷均为最高,平均分别为63.88 kg·hm-2·a-1、5.53 kg·hm-2·a-1。不同管理措施配置方案氮磷模拟削减效果比较来看,基于流域现有的土地利用结构进行优化调整的方案减控效果最明显,总氮、总磷削减率分别为54.3%、63.0%,溶解态和颗粒态氮磷削减率均在47.6%67.4%之间。由此表明,库区土地利用结构优化调整是农业面源污染治理的重要手段。坡改梯可有效防止颗粒态氮磷流失,将占流域面积约27.1%的旱地坡耕地设置为梯田后,颗粒态氮、磷输出分别减少44.2%、45.7%。减量施肥技术和保护性耕作措施简单易行,总氮、总磷削减率分别可达29.8%、24.3%,效果也较为理想,应作为现阶段三峡库区农业面源污染治理优先考虑的措施。
韩晓飞[8](2016)在《三峡库区农田土壤无机磷动态变化及其迁移特征》文中研究指明人口数量大,资源短缺和环境恶化是制约中国社会、经济发展和人们生活水平提高的三大障碍。当前,全世界范围内正面临着粮食增产与维护和改善农业生态环境质量的挑战,治理农业面源污染是其中的重要内容。党的“十八大”将生态文明建设与经济、政治、社会、文化建设摆在了同等重要位置,对治理农业面源污染高度重视,要求打好农业面源污染防治攻坚战。磷素是农业生产中最为重要的养分限制性因子,然而,由于其过量施用已经引起了严重的水体富营养化问题,大量研究已经表明,磷素是引发农业面源污染的主要元素之一,而且是关键性元素。所以建立兼顾作物高产和环境保护的土壤磷素推荐施肥体系及耕作措施对于农业生产和水环境保护具有重要意义。土壤磷对生态系统的作用机制是在土壤-水-大气-生物界面之间交换性迁移中形成的,土壤磷素农业面源污染具有明显的系统特征和地域特征。紫色土主要分布在长江中上游,占三峡库区耕地面积的78.7%,随着土地利用强度加大,水土流失日益严重,造成了土壤养分的流失和水体富营养化污染,加剧了生态环境恶化。因此,研究特定区域尺度内的土壤磷素流失强度、通量以及时空变异规律,配置科学技术,调整适地磷肥管理,发展有机生态农业,强化典型农作系统的磷素循环,探明磷素原位截留和生态拦截净化机理,达到进一步消减农田土壤磷素养分的输出之目的。综合减排是土壤磷农业面源污染机理与调控技术研究发展的新趋势,主要在土壤微生态方面弄清磷流失污染的过程,优化化学磷肥以及有机肥施用量和配施比例,综合降低磷污染物在土壤、水体等多界面上的发生量。本研究结合我国目前“一控两减三基本”的农业资源和环境对策,通过源头控制,中间阻控和末端消纳的技术手段,注重化肥减量优化以及有机无机肥配合施用,弄清了化肥和有机肥施用条件下紫色土农田土壤磷素流失源强及其径流和淋溶迁移特征,为全面认识三峡库区紫色土农田磷素流失和有效评价磷流失对水环境风险提供了科学依据。本文以我国三峡库区主要农田土壤紫色土为材料,采用田间长期定位试验与野外原位定点监测并结合室内实验分析的方法,通过22年水旱轮作长期定位试验从时间和空间尺度上研究了长期定位施肥和长期保护性耕作制度下紫色土无机磷变化特征,运用化学测试和系统的土-水-植并析的生态学观点,研究了紫色土旱坡地土壤无机磷迁移特征及主控因素以及稻-油水旱轮作紫色土无机磷素动态变化及其迁移特征,最后建立土-水-植耦合的紫色土农田磷素迁移流失模型,为预测三峡库区紫色土农田土壤磷素流失量,制定合理的施肥和耕作措施提供了较为可靠的科学依据和理论基础。获得的主要研究结论如下:1.应用蒋柏藩-顾益初无机磷分级体系对22年长期定位施肥试验紫色土0100cm土层各形态无机磷进行分级测定,研究了各形态无机磷在土壤剖面的分布及变化规律。结果表明,长期施用化学磷肥以及有机无机肥配施处理的土壤全磷、有效磷和各形态无机磷均较试验前有不同程度的增加,且以猪粪+npk(m+npk)处理土壤增加最多,其中有效磷含量增加了6倍;不施肥(ck)和单施氮肥(n)的处理土壤有效磷、全磷和各形态无机磷出现了下降,其中有效磷含量分别降低了51.1%和53.5%。除了fe-p和ca10-p含量下层高于上层外其余各形态无机磷都表现为耕层高于下层的特征。各处理ca2-p、al-p、ca8-p、o-p等无机磷的剖面分布较为相似,均呈2060cm下降比较迅速,80100cm变化不大或者稍微上升的趋势,而fe-p则表现为随土层深度增加呈上升趋势。相关分析表明各组分无机磷对紫色土有效磷的贡献为ca2-p(0.9569)>al-p(0.9265)>ca8-p(0.9100)>fe-p(0.8277)>ca10-p(0.7449)>o-p(0.7362)。长期有机无机肥配施可以显着增加磷素在土壤中的累积,并能减少土壤对磷素的固定,增强其在土壤中的移动,促进土壤磷素向有效态转化。2.以1990年建立的耕作制定位试验田紫色土为研究对象,分析了常规中稻-冬水田平作(cf)、中稻-冬水田垄作免耕1(rnt1)、中稻-小麦或油菜垄作免耕2(rnt2)和中稻-小麦或油菜水旱轮作(cr)等耕作方式对紫色土剖面不同形态无机磷分布演变特征的影响。结果表明:与试验前土壤相比,长期不同耕作处理的土壤上下层全磷、有效磷和各形态无机磷均有不同程度的增加,各处理土壤中不同形态无机磷含量大小顺序为rnt2>cf>cr>rnt1。除了fe-p含量下层土壤高于上部耕层外,ca2-p、ca8-p、al-p、ca10-p、o-p都表现为耕层高于下层的特征。不同耕作措施对紫色土剖面各形态无机磷含量影响显着,对各形态无机磷有效性影响效果为cr>rnt>cf。长期水旱轮作更有利于作物对磷的吸收。从各形态无机磷在不同剖面紫色土总无机磷中所占比重来看,ca10-p和o-p较大,钙磷整体所占比重最大。3.从不同施肥条件下紫色土旱坡地磷素年际流失特征可以看出,总磷(tp)和总可溶性磷(tdp)流失量有明显的差异。各处理tp和tdp变化范围比较大,分别为0.061.58kg·hm-2·a-1和0.0090.268kg·hm-2·a-1。从20112014年不同施肥处理tp和tdp平均流失总量可以看出,tp流失量大小依次为倍量施磷肥(2p)>优化施肥(p)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>不施磷肥(p0)。倍量施磷肥(2p)处理流失总磷量最高。优化施肥(p)处理分别是优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)处理和优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)处理的1.52倍左右。tdp流失量与tp流失量大小顺序稍有不同,各处理大小依次为倍量施磷肥(2p)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥(p)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>不施磷肥(p0)。各施肥处理磷素流失量与降雨量做相关性分析得出,总磷累积流失量和累积降雨量呈y?aln(x)-b,a?0(r2=0.83060.9473)对数关系相关,总可溶性磷累积流失量和累积降雨量呈y?ax?b,a?0(r2=0.93020.9803)线性关系相关(其中p0处理为对数关系相关)。同时采用野外径流小区对紫色土旱坡地2014年雨季(58月)3次典型降雨产流进行定点监测,研究了p、2p、mp、sp、mdp、sdp、p0等不同施肥方案对紫色土旱坡地地表径流和壤中流磷素流失的影响。结果表明:紫色土旱坡地地表径流和壤中流受降雨强度影响,雨季次降雨中雨到暴雨平均径流量为10.6852.32mm,泥沙量为13.5840.20kg·km-2,壤中流占总径流的53%以上,壤中流是雨季径流主要输出途径。而次降雨地表径流总磷(tp)平均含量和流失负荷都远高于壤中流,地表径流磷素流失是紫色土旱坡地雨季磷素流失主要方式。发现减磷配施有机肥对紫色土旱坡地坡面径流中磷素流失有显着消减效应,sdp、mdp分别比p处理的总磷含量降低57%和48%,配施秸秆效果好于配施猪粪有机肥。次降雨磷素平均流失负荷为0.010.47kg·hm-2,磷素平均流失负荷表现为2p>p>mp>sp>mdp>sdp>p0。减磷配施猪粪和秸秆有机肥对土壤磷素地表径流损失具有显着消减效应,但增加壤中流磷素淋失风险。因此要控制磷素流失首先要控制水土侵蚀,在平衡配施有机肥的同时要注意采取增厚土层,提升土壤有机质等综合治理措施。不同施肥处理对冬小麦-夏玉米生长发育和磷肥利用率的影响研究表明,冬小麦季和夏玉米季都以倍量施磷肥(2p)处理作物磷吸收量为最高,但是磷素表观利用率却不高。小麦季优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)和优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)处理分别比常规优化施肥(p)处理磷肥表观利用率高5.9%和4.2%。玉米季有机无机肥配施处理磷肥表观利用率也显着高于单施化肥处理(p<0.05)。尽管倍量施磷肥(2p)处理可以增加作物对磷素的吸收量,但是经济效益和利用率却大大降低,会导致肥料资源的浪费和环境的污染。有机无机肥配施可以显着提高作物对磷肥的吸收利用。紫色土旱坡地冬小麦和夏玉米适当减磷配施有机肥可以在不减产的前提下提高磷肥的利用率并能降低对水环境污染。4.优化及减磷配施有机肥对水稻、油菜生长发育和磷肥利用率的影响研究结果表明,在常规作物施肥基础上适当减少化学磷肥施用量,并配合施用有机肥,对作物产量并没有产生显着的减产效应,而且能在一定程度上减少农田磷素损失提高磷素利用率。水稻对磷肥的利用率总体表现为:优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)≈优化施肥(p),各处理磷肥利用率在20%25%之间。油菜对磷肥的利用率总体表现为:优化施肥量磷减20%+秸秆还田(sdp)>优化施肥量磷减20%+猪粪有机肥(mdp)>优化施肥+猪粪有机肥(mp)>优化施肥+秸秆还田(sp)>优化施肥(p),各处理磷肥利用率在17%29%之间。油菜不同生育期土壤磷素动态变化研究结果表明,有机无机肥配施可以显着提高土壤有效磷含量。蕾薹期土壤有效磷较苗期有一个明显的降低,但在油菜开花期和收获后期,土壤有效磷有一个明显的上升,油菜生长花期以后是土壤有效磷淋失的主要时期。不同施肥处理对稻田田面水tp含量动态变化研究表明,在水稻生长前一个月内,田面水总磷含量随着施磷水平的增加而增加,优化施肥(p)比不施磷肥(p0)处理总磷含量高4倍左右。各处理磷含量大小表现为p>mp>sp>mdp>sdp>p0。一个月后不同施肥处理田面水总磷含量基本一致,80天后各处理总磷含量接近不施磷处理。磷肥施用后的710天内是控制稻田磷素流失的关键时期,在此时期内任何降雨径流或者人为扰动以及农田排水都可能使得大量的磷素流失进入水环境之中,从而增加对水体污染的风险。为探索长江流域稻油轮作系统水稻季减少农田磷素流失的最佳施肥模式和有效耕作措施,降低其对长江水质的威胁。采用渗漏池长期田间原位定点试验并结合室内实验分析,研究了化肥配施猪粪有机肥和水稻秸秆还田对土壤磷素淋溶迁移的影响。结果表明在水稻生长期内土壤淋溶水中磷素浓度随时间延长呈逐渐下降的趋势,前期波动幅度大且下降迅速,到55天之后逐步稳定达到平衡。总可溶性磷(tdp)是渗漏水磷素的主要形态。土壤淋溶水中总磷(tp)和总可溶性磷(tdp)含量均表现为mp>sp>p>mdp>sdp>p0。土壤总磷(tp)淋失负荷在0.2950.493kg·hm-2之间。化学磷肥减量有利于降低土壤淋溶水中磷素淋失量。p0处理比p处理总磷淋失量降低39%。mdp和sdp处理比mp和sp处理三层总磷淋失量分别降低21.7%和19.6%。施用有机肥提高了淋溶水中的磷素含量,促进了土壤中磷素的淋失,同时显着提高了土壤中有效磷的含量,猪粪有机肥的促进作用比水稻秸秆大。通过本试验研究各施肥处理对作物生长、磷肥利用率和对土壤磷素有效性的贡献及其磷素淋失对水环境风险大小可以看出化学磷肥减量和秸秆配施是应对农业面源污染“控源节流”的较好措施。在综合考虑农业生产省本增效和控制农田面源污染的情况下,可以采取减量化肥配施有机肥的施肥模式。5.土-水-植耦合的紫色土农田磷素迁移流失模型可以较好的模拟预测水田田面水可反应性无机磷(MRP)含量变化特征和三峡库区紫色土旱坡地磷素迁移流失特征。其中稻田磷素流失模型中固定速率常数最敏感,对结果影响作用最大。施肥初期排水会导致磷素随排水损失增加,因此,合理排灌对控制紫色土稻田磷素流失有其积极意义。利用紫色土22年长期定位施肥试验和长期不同耕作制试验监测基地以及原状土壤渗漏池,从时间和空间尺度上,并兼顾水田、旱地土壤,系统研究了三峡库区紫色土中磷素的迁移转化特征,获得了大量的基础性监测数据和研究成果,为三峡库区紫色土农田土壤磷肥的优化管理以及施行合理的施肥和耕作制度提供了理论依据。全面系统的研究了不同磷素水平以及不同种类有机肥对三峡库区紫色土农田土壤无机磷迁移流失的影响,得出优化施肥量磷减20%配施秸秆有机肥可以作为一种从源头控制紫色土农田土壤磷素流失的较好措施加以推广。
杨东伟[9](2014)在《水田改旱作后土壤性态与土壤类型演变研究》文中认为水稻土(水耕人为土)是我国重要的土壤资源,其在维持我国粮食安全和环境健康方面具有积极的意义。近二十多年来,随着我国城市化进程的加快与种植业结构的调整,我国南方地区有大面积的水田被长期转变为蔬菜地、林地和旱地。为深入了解这一转变对土壤性态及土壤类型演变的影响,本文以我国南方地区不同类别的水稻土及其改旱作后的系列耕层土壤及剖面土壤为研究对象,开展了水田改旱作后土壤性态及类型演变的研究;采集的耕层土壤共4个系列,分别为腐心青紫泥田改旱系列(QY)、青紫泥田改旱系列(TS)、青粉泥田改旱系列(TJ)和粉泥田改旱系列(JY),共67个土样;采集的土壤剖面共5个系列,分别为腐心青紫泥田改旱系列(QYP)、青紫泥田改旱系列(TSP)、青粉泥田改旱系列(TJP)、小粉泥田改旱系列(JYP)和黄泥砂田改旱系列(QTSP),共15个土壤剖面,63个分层土样。本研究以耕层土壤理化性质、微生物学性质及土壤剖面形态特征、铁锰氧化物组成的演变为研究主线,应用物理、化学和分子生物学等分析手段,采用时空互代的研究方法,系统探讨了水田改旱作(简称水改旱)过程中土壤理化性质、微生物学性质演变规律及土壤发生学特性、氧化还原形态特征模式的变化特点,并以诊断层和诊断特性为基础探讨了水改旱后土壤类型演变及分类归属,为深入理解水田改旱作对土壤性态、类型及生态环境的影响,预测水改旱后土壤质量的长期变化趋势,完善我国土壤系统分类及促进土壤(地)资源的可持续利用提供理论依据。获得的主要结果如下:1.水田改旱作后耕层土壤性质的变化特点水改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田和粉泥田改旱系列耕层土壤中>0.25mm水稳定性团聚体含量呈下降趋势,其中粉泥田改旱系列耕层土壤中>0.25mm水稳定性团聚体含量降幅最大;随着水改旱年限的增加,耕层土壤pH值、有机质和盐基饱和度呈下降趋势,其中粉泥田改旱系列土壤pH值整体降幅最大,该系列土壤有机质含量降幅最小,粉泥田改旱系列土壤盐基饱和度降低最明显;改旱后,4个水改旱系列耕层土壤颗粒组成和阳离子交换量变化不明显。水改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田和粉泥田改旱系列耕层土壤全氮和碱解氮含量呈现降低趋势,其中粉泥田改旱系列耕层土壤全氮和碱解氮含量降幅最大,而腐心青紫泥田水改旱系列土壤全氮和碱解氮含量降幅最小。水改旱后,4个水改旱系列耕层土壤全磷、全钾和有效磷含量呈增加趋势,其中腐心青紫泥田改旱系列土壤全磷含量增幅最大,粉泥田改旱系列土壤全钾含量增加最明显,腐心青紫泥田和青粉泥田改旱系列土壤有效磷含量增幅最大;改旱后,腐心青紫泥田、青粉泥田和粉泥田改旱系列耕层土壤有效钾含量呈增加趋势,其中腐心青紫泥田改旱系列土壤有效钾含量增幅最大,青紫泥田改旱系列土壤有效钾含量先轻微降低后趋于稳定。水改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田和粉泥田改旱系列耕层土壤微生物生物量碳、氮及微生物商显着降低(P<0.01),其中粉泥田改旱系列土壤微生物生物量碳降幅最大;4个水改旱系列耕层土壤呼吸强度明显减弱(P<0.01);耕层土壤脲酶和酸性磷酸酶活性显着增加(P<0.05),耕层土壤过氧化氢酶活性显着降低(P<0.05)。水改旱后,在土壤水分、养分及通气性等环境因子的影响下,水田与改旱作后土壤间土壤微生物群落结构和基因多样性差异明显;4个水改旱系列耕层土壤中微生物磷脂脂肪酸总量和种类显着降低(P<0.01),革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌比值显着下降(P<0.01),好氧细菌与厌氧细菌比值显着增加(P<0.01);4个水改旱系列耕层土壤中细菌、真菌、放线菌和原生动物在土壤微生物中所占比例均发生改变。改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田和粉泥田改旱系列耕层土壤养分胁迫都显着增强(P<0.01),土壤微生物多样性指数降低。冗余分析和聚类分析表明,土地利用方式对土壤微生物多样性的影响要大于利用年限对土壤微生物多样性的影响。2.水田改旱作后土壤剖面性态的变化特点水改旱后,由于土壤类型的差异,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田、小粉泥田和黄泥砂田改旱系列土壤剖面形态及发生学特性变化的趋势和速率略有差异;整体表现为表层和亚表层土壤形态及发生学性质变化较明显,而表下层土壤变化不太明显。水改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田、小粉泥田和黄泥砂田改旱系列土壤地下水位均呈下降趋势(水稻收获后),其中青紫泥田改旱后地下水位下降最为明显;青紫泥田、青粉泥田、小粉泥田和黄泥砂田改旱系列土壤剖面中土壤结构体的大小呈增大趋势,但腐心青紫泥田改旱系列土壤表层和亚表层土壤结构体由块状转变为碎块状结构,大小呈减小趋势。改旱后,5个水改旱系列土壤剖面表层和亚表层土壤基质颜色色值基本保持不变,但亮度和彩度增加,其中青粉泥田改旱系列土壤颜色变化最明显,5个水改旱系列土壤剖面中表下层土壤颜色整体变化不明显;水改旱后,各发生层土壤容重和坚实度整体上呈增加趋势,孔隙度呈降低趋势。改旱后,5个水改旱系列土壤剖面的表层和亚表层土壤中铁锈斑纹及锈色根孔等新生体数量明显减少,腐心青紫泥田、青紫泥田和小粉泥田改旱系列土壤剖面的表下层土壤新生体数量及大小变化不太明显,而青粉泥田改旱系列土壤剖面的表下层土壤新生体变化相对较明显。不同水改旱系列土壤剖面相对比,青粉泥田改旱系列土壤剖面的氧化还原强度变化较大,土壤淀积层中铁锰结核较多,并在改旱后数量增多,硬度增加,其它水改旱系列土壤剖面中铁锰结核数量较少,改旱后变化不明显。水改旱后,腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田、小粉泥田和黄泥砂田改旱系列土壤剖面中铁、锰氧化物形态变化略有差异,总体上水改旱对土壤氧化铁的全量和游离态含量及其剖面垂直分布模式的影响不大;随着水改旱年限的增加,表层和亚表层土壤活性铁、络合铁、亚铁及水溶性铁含量总体上呈降低趋势,表下层(Br层、C层和G层)土壤活性铁、络合铁、亚铁和水溶性铁含量仅有轻微变化或变化不明显;剖面中土壤氧化铁的活化度总体呈现降低趋势,而铁氧化物的晶胶比呈现增加趋势。由于锰元素较铁元素活泼,因而改旱后锰元素在土壤剖面中的变化更加复杂多样。改旱后表层和亚表层土壤中全锰和游离锰含量较水田含量高,这可能与改旱后锰淋失减弱有关;由于游离锰主要以活性态存在,因而腐心青紫泥田、青紫泥田、青粉泥田和黄泥砂田改旱后表层和亚表层土壤中活性锰含量也较水田含量高,而5个水改旱系列土壤剖面表下层土壤活性锰含量变化不明显;随着旱作年限的延长和土壤剖面深度的增加,土壤络合锰含量呈降低趋势;水改旱后,土壤剖面中二价锰含量总体上呈现减少趋势,其中以表层土壤中二价锰含量变化为最明显。3.水田改旱作后土壤类型的变化按照《中国土壤系统分类检索》(第三版)检索顺序,根据检索出的诊断层和诊断特性,确定了供试土壤的系统分类类型。水改旱后,人为滞水水分状况消失,半个月以上时间因受水耕搅拌而具泥糊化的状况随之消失,因而水耕表层不复存在;且上界位于水耕表层底部的水耕氧化还原层也随之消失。界定水耕人为土的两个重要的土壤诊断层(水耕表层和水耕氧化还原层)消失后,这些土壤就不再满足水耕人为土的特征,因而它们在土壤系统分类中的地位也发生相应变化。水改旱后,在长期水耕条件下形成的粘化层和一些诊断特性依然保留在土壤中,并形成了一些新的诊断特性。依据上述检索出的诊断层和诊断特性,进一步确定改旱作土壤的系统分类类型。结果表明,长期种植水稻的腐心青紫泥田在系统分类中属于普通潜育水耕人为土,其改旱后的土壤可暂归为腐殖简育常湿淋溶土;青紫泥田在系统分类中属于底潜铁渗水耕人为土,其改旱后的土壤可暂归为普通简育常湿淋溶土;青粉泥田在系统分类中属于普通铁聚水耕人为土,其改旱后的土壤可暂归为普通简育常湿淋溶土;小粉泥田在系统分类中属于普通简育水耕人为土,其改旱后的土壤可暂归为普通简育常湿淋溶土;黄泥砂田在系统分类中属于普通铁聚水耕人为土,其改旱后的土壤可暂归为斑纹铁质湿润淋溶土。水改旱后样区不同类型水耕人为土转化为淋溶土纲中相应类型的土壤,表明人为的强烈影响可使土壤类型在短时间尺度内发生改变。
陆扣萍,谢寅峰,闵炬,施卫明[10](2011)在《不同施氮量对太湖地区新增设施菜地土壤硝态氮累积的影响》文中指出采用田间小区试验,研究了太湖地区大棚蔬菜不同施N量对土壤NO3--N累积及其土壤电导率、pH和蔬菜产量品质的影响。结果表明:土壤NO3--N的累积与施N量呈正比,种植两季蔬菜后,农民习惯施N下的土壤NO3--N从35 mg/kg上升到221.35 mg/kg;土壤电导率、pH与NO3--N含量显着相关,其中电导率与NO3--N的关系更为密切,相关系数达到0.832。NO3--N的累积导致蔬菜的产量与品质下降,与莴苣、芹菜施N量分别为312、384 kg/hm2的处理相比,农民习惯施N处理下的莴苣和芹菜产量分别下降了11.8%和33.9%,Vc含量下降了17%和36.6%,而硝酸盐含量增加了22.3%和32%,农民习惯施N处理下的两季蔬菜硝酸盐含量均达到三级污染,可危害人体健康。
二、水田、旱坡地改种蔬菜后土壤养分含量的变化(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水田、旱坡地改种蔬菜后土壤养分含量的变化(论文提纲范文)
(1)小区和流域尺度氮磷流失的年际变化特征 ——以三峡库区紫色土为例(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 农田氮磷流失途径及影响因素研究进展 |
1.1.1 农业面源污染的概述 |
1.1.2 氮磷流失的途径 |
1.1.3 氮磷流失的影响因素 |
1.2 不同尺度下农田氮磷流失研究 |
1.2.1 径流小区尺度下氮磷流失 |
1.2.2 田块尺度下氮磷流失 |
1.2.3 小流域尺度下氮磷流失 |
1.3 秸秆和生物炭还田对氮磷流失和土壤养分的影响 |
1.3.1 秸秆还田对氮磷流失和土壤养分的影响 |
1.3.2 生物炭对氮磷流失和土壤养分的影响 |
1.4 三峡库区农田氮磷流失研究现状 |
1.4.1 三峡库区水体污染现状 |
1.4.2 三峡库区小流域农业面源污染研究 |
1.5 小结 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景及意义 |
2.2 研究目标 |
2.3 技术路线 |
2.4 材料与方法 |
2.4.1 研究区概况 |
2.4.2 试验设计与处理 |
2.4.3 采样与分析方法 |
2.5 数据处理 |
第3章 紫色土旱坡地小区尺度下氮素流失年际变化特征 |
3.1 引言 |
3.2 结果分析 |
3.2.1 不同施肥处理对小区产流产沙的影响 |
3.2.2 不同施肥处理下土壤铵态氮流失年际变化 |
3.2.3 不同施肥处理对土壤硝态氮流失年际变化 |
3.2.4 不同施肥处理对颗粒态氮流失年际变化 |
3.2.5 不同施肥处理下全氮浓度流失年际变化 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第4章 紫色土旱坡地小区尺度磷素流失年际变化特征 |
4.1 引言 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 不同施肥处理下土壤正磷酸盐流失年际变化 |
4.2.2 不同施肥处理下土壤颗粒态磷流失年际变化 |
4.2.3 不同施肥处理下土壤全磷流失年际变化 |
4.2.4 不同施肥处理下各形态磷流失通量年际变化 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第5章 小区尺度不同施肥处理对作物产量和土壤养分影响 |
5.1 引言 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 不同施肥处理对作物产量和肥料农学利用率的影响 |
5.2.2 不同施肥处理对土壤氮素的影响 |
5.2.3 不同施肥处理对土壤磷素的影响 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第6章 石盘丘小流域氮磷流失年际变化特征 |
6.1 引言 |
6.2 结果分析 |
6.2.1 小流域氮、磷形态流失年际变化 |
6.2.2 小流域氮、磷流失通量年际变化 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间所发表的文章 |
(2)三峡库区农业生产方式改变及其对水土流失与面源污染影响 ——以万州区五桥河流域为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 农业生产方式变化 |
1.2.2 农业生产方式对水土流失与面源污染影响 |
1.2.3 当前研究不足 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究思路及技术路线 |
1.4 拟解决的关键问题 |
第2章 研究区概况 |
2.1 三峡库区概况 |
2.2 万州区概况 |
2.3 五桥河流域概况 |
第3章 农业生产方式变化及其成因 |
3.1 研究方法 |
3.1.1 问卷调查 |
3.1.2 无人机遥感调查 |
3.1.3 资料收集 |
3.2 农业生产方式改变 |
3.2.1 作物种植结构 |
3.2.2 复种指数 |
3.2.3 化肥投入强度 |
3.2.4 耕地撂荒 |
3.2.5 规模化经营 |
3.3 农业生产方式改变原因 |
3.3.1 作物种植结构改变的原因 |
3.3.2 复种指数改变的原因 |
3.3.3 化肥投入强度改变的原因 |
3.3.4 耕地撂荒的原因 |
3.3.5 规模化经营的原因 |
3.4 农业生产方式变化趋势 |
3.5 小结 |
第4章 不同种植模式对水土流失与面源污染影响 |
4.1 研究方法 |
4.1.1 径流小区天然降雨观测试验 |
4.1.2 人工模拟降雨实验 |
4.2 不同种植模式水土流失与面源污染 |
4.2.1 产流降雨 |
4.2.2 坡面产流 |
4.2.3 坡面产沙 |
4.2.4 氮、磷流失特征及差异 |
4.3 不同类型作物水土流失特征及差异 |
4.3.1 玉米产流产沙 |
4.3.2 红薯产流产沙 |
4.3.3 小麦产流产沙 |
4.4 小结 |
第5章 撂荒的水土流失与面源污染响应 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 试验布设 |
5.1.2 样品采集与分析 |
5.1.3 数据处理 |
5.2 撂荒对地表覆盖的影响 |
5.3 撂荒前后土壤性质的变化 |
5.4 撂荒前后水土流失特征及差异 |
5.4.1 产流降雨 |
5.4.2 坡面产流 |
5.4.3 坡面产沙 |
5.5 撂荒前后氮、磷流失特征及差异 |
5.5.1 径流氮、磷浓度 |
5.5.2 侵蚀泥沙养分 |
5.5.3 氮、磷流失负荷 |
5.6 撂荒前后水土流失与面源污染对降雨响应 |
5.7 讨论 |
5.8 小结 |
第6章 规模化经营的水土流失与面源污染响应 |
6.1 研究方法 |
6.1.1 试验布设 |
6.1.2 样品采集与分析 |
6.1.3 数据处理 |
6.2 不同经营类型水土流失特征及差异 |
6.2.1 产流降雨 |
6.2.2 坡面产流 |
6.2.3 坡面产沙 |
6.3 不同经营类型氮、磷流失特征与差异 |
6.3.1 径流氮、磷浓度 |
6.3.2 氮、磷流失负荷 |
6.3.3 氮、磷流失对降雨的响应 |
6.4 典型降雨对规模化经营氮、磷流失影响 |
6.4.1 典型降雨对坡面产流影响 |
6.4.2 典型降雨对氮、磷流失影响 |
6.4.3 典型降雨的污染物冲刷效应 |
6.5 讨论 |
6.6 小结 |
第7章 生产方式优化对策 |
第8章 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 本论文创新点 |
8.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)基于传统文化的喀斯特石漠化草地承载力与牛羊健康养殖技术调控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
前言 |
一 研究现状 |
(一)传统文化与草地承载力 |
(二)基于传统文化的石漠化草地承载力与牛羊健康养殖 |
(三)传统文化下草地承载力与牛羊健康养殖研究进展及展望 |
二 研究设计 |
(一)研究目标与内容 |
(二)技术路线与方法 |
(三)研究区选择与代表性 |
(四)实验方案与资料数据获取可信度分析 |
三 文化对石漠化草地承载力的变化影响 |
(一)传统文化类型及其对草地畜牧业的影响 |
1 耕种文化 |
2 牧养文化 |
3 饮食文化 |
4 风俗习惯 |
(二)文化因素对草地承载力变化的影响 |
1 传统生产方式的影响 |
2 传统文化思想的影响 |
3 传统文化观念的影响 |
四 石漠化草地承载力与牛羊健康养殖耦合机制 |
(一)牛羊健康养殖对草地承载力的影响 |
1 牛羊健康养殖对草地土壤的影响 |
2 牛羊健康养殖对草地牧草的影响 |
(二)草地承载力对牛羊健康养殖的影响 |
1 草地承载力对牛羊健康养殖环境的影响 |
2 草地承载力对牛羊养殖成本的影响 |
五 草地承载力与牛羊健康养殖技术研发与应用示范验证 |
(一)石漠化地区现有技术及成熟技术 |
1 草地播种技术 |
2 草地刈割技术 |
3 草地放牧技术 |
4 牛羊养殖技术 |
(二)石漠化地区共性关键技术创新 |
1 牧草混播技术 |
2 牧草刈割机装置设计 |
3 粉碎筛选机装置设计 |
4 牛羊圈舍收集粪便装置设计 |
5 伸缩式食槽装置设计 |
6 饲料破碎机装置设计 |
(三)石漠化草地承载力与牛羊健康养殖技术应用示范验证 |
1 示范点的选择与代表性论证 |
2 示范点建设目标与建设内容 |
3 畜牧业养殖现状评价与措施布局 |
4 措施设计与应用示范过程 |
5 示范点建设成效与验证分析 |
六 结论与讨论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读硕士学位期间主要研究成果 |
(4)施肥对不同利用模式下紫色土氮磷累积特征的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 化肥对作物生产的贡献 |
1.2 长期施肥对土壤氮、磷含量的影响 |
1.3 土壤剖面氮磷迁移变化研究 |
1.4 土壤氮磷储量测算 |
1.5 土壤氮磷安全阈值研究 |
1.6 过量施肥对水环境的影响研究 |
1.7 小结 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景及意义 |
2.2 研究目标 |
2.3 研究内容 |
2.4 技术路线 |
2.5 研究方法 |
2.5.1 试验区概况 |
2.5.2 土样采集 |
2.5.3 测定项目及方法 |
2.5.4 数据处理及分析 |
第3章 水稻-冬水田利用模式下紫色土氮磷累积特征 |
3.1 施肥处理对水稻-冬水田土壤表层氮、磷含量的影响 |
3.1.1 施肥处理对土壤表层全氮、碱解氮含量的影响 |
3.1.2 施肥处理对土壤表层全磷、有效磷、水溶性磷的影响 |
3.2 施肥对水稻-冬水田利用模式下土壤氮、磷剖面分布的影响 |
3.2.1 施肥处理对土壤全氮、碱解氮剖面分布的影响 |
3.2.2 施肥处理对土壤全磷、有效磷剖面分布的影响 |
3.3 水稻-冬水田土壤氮、磷与土壤pH和有机质间的相关关系分析 |
3.4 施肥处理对水稻-冬水田土壤全氮、全磷储量及累积速率的影响 |
3.5 讨论 |
3.5.1 施肥对水稻-冬水田土壤氮含量影响 |
3.5.2 施肥对水稻-冬水田土壤磷含量的影响 |
3.5.3 施肥对水稻-冬水田土壤氮、磷储量的影响 |
3.6 小结 |
第4章 水旱轮作(稻-菜)模式下紫色土氮磷累积特征 |
4.1 施肥处理对水旱轮作土壤表层氮、磷含量的影响 |
4.1.1 施肥处理对土壤表层全氮、碱解氮含量的影响 |
4.1.2 施肥处理对土壤表层全磷、有效磷含量的影响 |
4.2 施肥处理对水旱轮作土壤氮、磷剖面分布的影响 |
4.2.1 施肥处理对土壤全氮、碱解氮剖面分布的影响 |
4.2.2 施肥处理对土壤全磷、有效磷剖面分布的影响 |
4.3 水旱轮作土壤氮、磷含量与土壤有机质和pH间的相关关系分析 |
4.4 施肥处理对水旱轮作土壤全氮、全磷储量及累积速率的影响 |
4.5 讨论 |
4.5.1 施肥对水旱轮作田土壤氮、磷含量的影响 |
4.5.2 施肥对水旱轮作田土壤剖面氮磷分布的影响 |
4.6 小结 |
第5章 旱坡地(玉米-小麦)紫色土氮磷累积特征 |
5.1 施肥处理对旱坡地土壤氮、磷含量的影响 |
5.1.1 施肥处理对土壤表层全氮、碱解氮含量的影响 |
5.1.2 施肥处理对表层土壤全磷、有效磷及水溶性磷的影响 |
5.2 施肥处理对旱坡地土壤氮、磷剖面分布的影响 |
5.2.1 施肥处理对土壤氮素剖面分布的影响 |
5.2.2 施肥处理对土壤磷素剖面分布的影响 |
5.3 旱坡地土壤氮磷含量与土壤有机质和pH间的相关关系分析 |
5.4 施肥处理对旱坡地土壤全氮、全磷的表层储量及累积速率的影响 |
5.5 施肥对不同利用模式紫色土氮、磷累积特征的影响 |
5.5.1 施肥对不同利用模式紫色土氮、磷含量的影响 |
5.5.2 施肥对不同利用模式紫色土氮、磷储量的影响 |
5.6 讨论 |
5.6.1 施肥对旱坡地土壤氮含量的影响 |
5.6.2 施肥对旱坡地土壤磷含量的影响 |
5.7 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文及参加课题 |
(5)三峡库区石盘丘小流域氮磷非点源污染特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 非点源污染概述 |
1.1.1 非点源污染概念 |
1.1.2 非点源污染的来源 |
1.1.3 非点源污染特征 |
1.1.5 非点源污染的危害 |
1.2 非点源污染研究进展 |
1.3 我国主要水体及三峡库区污染现状 |
1.3.1 我国主要水体的污染状况 |
1.3.2 三峡库区水污染现状 |
1.3.3 三峡库区小流域农业非点源污染研究 |
1.4 小结 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景 |
2.2 研究意义 |
2.3 研究目标 |
2.4 研究内容 |
2.5 技术路线 |
2.6 研究方案 |
2.6.1 研究区概况 |
2.6.2 研究方法 |
2.7 数据处理与计算 |
2.7.1 试验区计算 |
2.7.2 小流域各氮、磷素年流失通量计算 |
第3章 不同土地利用类型下地表径流氮、磷流失特征 |
3.1 引言 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 不同土地利用类型下地表径流的氮形态流失特征 |
3.2.2 不同土地利用类型下地表径流的磷形态流失特征 |
3.2.3 不同土地利用类型下地表径流氮、磷流失通量 |
3.3 讨论 |
3.3.1 不同土地利用类型对地表径流氮流失的影响 |
3.3.2 不同土地利用类型对地表径流磷流失浓度的影响 |
3.3.3 不同土地利用类型对地表径流氮、磷流失通量的影响 |
3.4 小结 |
第4章 不同土地利用类型下土壤氮、磷含量特征 |
4.1 引言 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 土壤有机质及容重的变化特征 |
4.2.2 土壤氮形态变化特征 |
4.2.3 土壤总磷与速效磷的变化特征 |
4.2.4 土壤pH及 CEC变化特征 |
4.2.5 土壤理化性质相关性分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 不同土地利用类型对土壤有机质、CEC和 pH的影响 |
4.3.2 不同土地利用类型对土壤氮素的影响 |
4.3.3 不同土地利用类型对土壤磷素的影响 |
4.4 小结 |
第5章 石盘丘小流域氮磷流失特征及规律 |
5.1 引言 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 小流域氮形态流失特征 |
5.2.2 小流域磷形态流失特征 |
5.2.3 小流域氮、磷流失通量 |
5.3 讨论 |
5.3.1 石盘丘小流域氮素各形态流失特征 |
5.3.2 石盘丘小流域磷素各形态流失特征 |
5.3.3 小流域氮磷流失与不同土地利用类型下的氮磷相关性分析 |
5.4 小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的论文 |
(6)不同施肥处理对紫色土旱坡地氮磷流失及作物效应的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 农业面源污染概述 |
1.1.1 农业面源污染来源 |
1.1.2 氮磷流失研究现状 |
1.1.3 氮磷流失的途径 |
1.1.4 农业面源污染发生机制 |
1.2 氮磷流失的影响因素 |
1.2.1 降雨 |
1.2.2 施肥 |
1.2.3 地形因子 |
1.3 秸秆和生物炭还田对氮磷流失的影响 |
1.3.1 秸秆还田对氮磷流失的影响 |
1.3.2 生物炭还田对氮磷流失的影响 |
1.4 小结 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景及意义 |
2.2 研究目标 |
2.3 研究内容 |
2.4 技术路线 |
2.5 材料与方法 |
2.5.1 研究区概况 |
2.5.2 试验设计与处理 |
2.5.3 采样与分析方法 |
2.6 数据处理 |
第3章 不同施肥处理对旱坡地土壤氮流失的影响 |
3.1 引言 |
3.2 结果分析 |
3.2.1 施肥对旱坡地产流产沙的影响 |
3.2.2 施肥对旱坡地土壤铵态氮流失的影响 |
3.2.3 施肥对旱坡地土壤硝态氮流失的影响 |
3.2.4 施肥对旱坡地土壤颗粒态氮流失的影响 |
3.2.5 施肥对旱坡地土壤全氮流失的影响 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第4章 不同施肥处理对旱坡地土壤磷流失的影响 |
4.1 引言 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 施肥对旱坡地土壤正磷酸盐流失的影响 |
4.2.2 施肥对旱坡地土壤颗粒态磷流失的影响 |
4.2.3 施肥对旱坡地土壤全磷流失的影响 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第5章 不同施肥处理对土壤养分和作物效应的影响 |
5.1 引言 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 施肥对土壤铵态氮和硝态氮含量的影响 |
5.2.2 施肥对土壤速效养分含量的影响 |
5.2.3 施肥对土壤全量养分的含量影响 |
5.2.4 施肥对植株全氮、全磷含量的影响 |
5.2.5 施肥对作物产量和肥料利用率的影响 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文及参加课题 |
(7)三峡库区小流域氮磷流失规律与模型模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 文献综述 |
1.1 农业面源污概述 |
1.1.1 农业面源污染来源 |
1.1.2 农业面源污染发生机制 |
1.2 农业面源污染氮磷流失研究 |
1.2.1 氮磷流失的时空变化规律 |
1.2.2 氮磷流失的主要影响因素 |
1.3 农业面源污染模型研究 |
1.3.1 农业面源污染模型研究进展 |
1.3.2 AnnAGNPS模型研究进展 |
1.4 最佳管理措施(BMPS)研究 |
1.5 展望 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景 |
2.2 研究目的和意义 |
2.3 研究目标 |
2.4 研究内容 |
2.5 技术路线 |
2.6 研究区概况 |
2.6.1 地理位置 |
2.6.2 气候 |
2.6.3 地形地貌 |
2.6.4 土壤 |
2.6.5 社会经济状况 |
2.6.6 土地利用现状 |
2.6.7 农业污染源调查 |
2.7 样品采集与测定 |
2.7.1 地表径流样品采集与测定 |
2.7.2 土壤、浅层地下水样品采集与测定 |
第3章 三峡库区小流域氮磷流失时空变化规律 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 坡面、干渠空间插值样品选取 |
3.1.2 时空变量影响因素选取 |
3.1.3 数据统计与分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 坡面、干渠地表径流氮磷流失浓度时空变化规律 |
3.2.2 坡面地表径流氮磷流失浓度影响因素分析 |
3.2.3 坡面地表径流氮磷流失形态构成变化特征 |
3.2.4 子流域地表日径流氮磷流失浓度变化规律 |
3.2.5 子流域地表日径流氮磷排放负荷动态变化规律 |
3.3 本章小结 |
第4章 三峡库区小流域土地利用类型对地表径流氮磷流失浓度影响 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 不同土地利用类型坡面选取 |
4.1.2 数据统计与分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同土地利用类型地表径流氮磷流失浓度定量比较 |
4.2.2 坡面土地利用构成对地表径流氮磷流失浓度影响 |
4.2.3 子流域土地利用构成对地表径流氮磷流失浓度影响 |
4.3 本章小结 |
第5章 三峡库区小流域稻田空间格局对地表径流氮磷流失浓度影响 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 稻田坡面选取 |
5.1.2 地表径流监测点布设方法 |
5.1.3 坡面稻田空间格局特征 |
5.1.4 数据统计与分析 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 坡面稻田空间格局对地表径流氮磷流失拦截净化能力的影响 |
5.2.2 次降雨过程坡面稻田地表径流氮磷流失浓度动态变化特征比较 |
5.2.3 子流域稻田空间格局变化对地表日径流氮磷流失浓度影响 |
5.3 本章小结 |
第6章 三峡库区小流域不同土地利用类型“土壤-水体”氮磷含量特征及其相互关系 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 浅层地下水采样点布设和样品采集 |
6.1.2 地表径流采样点布设和样品采集 |
6.1.3 土壤采样点布设和样品采集 |
6.1.4 数据统计与分析 |
6.2 结果分析 |
6.2.1 不同土地利用类型土壤氮磷养分含量特征 |
6.2.2 浅层地下水氮磷浓度时空变化特征 |
6.2.3 坡面土壤氮磷含量与浅层地下水氮磷浓度关系 |
6.2.4 坡面土壤氮磷含量与地表径流氮磷浓度关系 |
6.2.5 坡面地表径流与浅层地下水氮磷浓度关系 |
6.3 本章小结 |
第7章 基于AnnAGNPS模型三峡库区小流域农业面源污染最佳管理措施研究 |
7.1 AnnAGNPS模型结构 |
7.2 模型数据库的构建以及校准和验证 |
7.2.1 模型数据库建立和主要参数确定的方法 |
7.2.2 模型参数的校正与检验 |
7.3 农业面源污染负荷的空间分布特征 |
7.4 最佳管理措施(BMPS)效果评价 |
7.4.1 最佳管理措施设计 |
7.4.2 最佳管理措施削减效果评价 |
7.5 本章小结 |
第8章 主要结论、创新点及建议 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究不足与建议 |
参考文献 |
致谢 |
已发表论文 |
(8)三峡库区农田土壤无机磷动态变化及其迁移特征(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 文献综述 |
1.1 土壤磷的来源以及转化方式 |
1.1.1 土壤磷的来源及形态 |
1.1.2 土壤磷的转化方式 |
1.2 土壤磷流失进入水体的途径及形态 |
1.2.1 土壤磷素流失途径 |
1.2.2 土壤磷流失形态 |
1.3 土壤磷流失的影响因素 |
1.3.1 土壤磷径流流失的影响因素 |
1.3.2 土壤磷淋溶流失的影响因素 |
1.4 土壤磷素迁移流失预测 |
1.4.1 土壤磷素淋溶的预测 |
1.4.2 旱坡地土壤磷素迁移预测 |
1.5 展望 |
第2章 绪论 |
2.1 研究背景 |
2.2 目的意义 |
2.3 研究目标 |
2.4 研究内容 |
2.4.1 长期定位施肥条件下紫色土无机磷变化特征 |
2.4.2 长期保护性耕作制度下紫色土无机磷变化特征 |
2.4.3 紫色土旱坡地土壤无机磷素迁移转化特征及主控因素研究 |
2.4.4 稻-油水旱轮作紫色土无机磷动态变化及其迁移特征 |
2.4.5 土-水-植耦合的紫色土农田土壤磷素迁移流失模型 |
2.5 技术路线 |
第3章 长期定位施肥条件下紫色土无机磷变化特征 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试土壤与试验处理 |
3.1.2 测定项目及其方法 |
3.1.3 数据处理 |
3.2 结果与分析与统计分析方法 |
3.2.1 长期定位施肥对紫色土耕层土壤全磷、无机磷、有效磷含量的影响 |
3.2.2 长期定位施肥对紫色土耕层土壤各形态无机磷含量的影响 |
3.2.3 长期定位施肥对紫色土耕层无机磷各组分相对含量的影响 |
3.2.4 长期定位施肥对紫色土无机磷各组分剖面分布的影响 |
3.2.5 土壤各形态磷与土壤pH和有机质之间的相关关系分析 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第4章 长期保护性耕作制度下紫色土无机磷变化特征 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试土壤与试验处理 |
4.1.2 测定项目及其方法 |
4.1.3 数据处理与统计分析方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 长期保护性耕作对紫色土耕层土壤全磷、无机磷、有效磷含量的影响 |
4.2.2 长期保护性耕作对紫色土耕层土壤不同形态无机磷含量的影响 |
4.2.3 长期保护性耕作对紫色土无机磷各组分相对含量的影响 |
4.2.4 长期保护性耕作对紫色土无机磷各组分剖面分布的影响 |
4.2.5 土壤各形态磷及其与土壤基本理化性质之间的相关关系分析 |
4.2.6 长期不同耕作耕层土壤无机磷对有效磷的贡献 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第5章 紫色土旱坡地土壤无机磷迁移转化特征及主控因素研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 供试土壤与试验处理 |
5.1.2 样品采集与测定项目及方法 |
5.1.2.1 土壤样品的采集与分析 |
5.1.2.2 植株样品的采集与分析 |
5.1.2.3 水样的采集与分析 |
5.1.3 数据处理与统计分析方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 不同施肥处理对作物生长发育的影响 |
5.2.2 不同施肥处理对作物产量和磷吸收利用的影响 |
5.2.3 不同施肥处理条件下紫色土旱坡地磷素年际流失特征 |
5.2.4 次降雨条件下不同施肥处理对旱坡地坡面产流、产沙的影响 |
5.2.5 次降雨条件下不同施肥处理对紫色土旱坡地坡面径流和壤中流磷素含量的影响 |
5.2.6 次降雨条件下地表径流和壤中流耦合对紫色土旱坡地磷素流失的影响 |
5.2.7 不同施肥处理条件下次降雨磷素流失量与降雨量相关关系 |
5.2.8 不同施肥处理对紫色土旱坡地土壤磷含量的影响 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第6章 稻-油水旱轮作紫色土无机磷动态变化及其迁移特征 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 试验地点与材料 |
6.1.2 试验设计 |
6.1.3 田间管理 |
6.1.3.1 水稻季田间管理 |
6.1.3.2 油菜季田间管理 |
6.1.4 小区监测 |
6.1.5 监测及样品分析方法 |
6.1.6 数据处理与统计分析方法 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 不同施肥处理对水稻和油菜生长和磷肥利用率的影响 |
6.2.1.1 不同施肥处理对水稻SPAD的影响 |
6.2.1.2 优化及减磷配施有机肥对水稻地上部各器官生物量以及磷肥利用率的影响 |
6.2.1.3 优化及减磷配施有机肥对油菜地上部各器官生物量以及磷肥利用率的影响 |
6.2.2 稻油水旱轮作紫色土农田磷素动态变化特征 |
6.2.2.1 水稻季稻田土壤磷素动态变化 |
6.2.2.2 油菜季作物不同生育期土壤磷素动态变化 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
第7章 土-水-植耦合的紫色土农田磷素迁移流失模型 |
7.1 材料与方法 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 紫色土稻田磷素迁移流失模型 |
7.2.1.1 稻田土壤水分运移特征 |
7.2.1.2 稻田土壤磷素运移转化特征 |
7.2.1.3 土-水-植耦合的紫色土稻田磷素流失模型 |
7.2.2 紫色土旱坡地磷素迁移流失模型 |
7.2.2.1 旱坡地磷素迁移流失模型建立 |
7.2.2.2 旱坡地磷素迁移流失模型参数选取及预测结果检验 |
7.3 小结 |
第8章 主要结论、创新点及展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 研究不足及展望 |
参考文献 |
致谢 |
发表论文及参加课题 |
(9)水田改旱作后土壤性态与土壤类型演变研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1 研究背景与目的意义 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的 |
2 国内外相关研究现状分析 |
2.1 水稻土(水耕人为土)的发生及分类研究现状 |
2.1.1 水稻土的内涵 |
2.1.2 水稻土的形成条件及主要成土过程 |
2.1.3 水稻土在国际上土壤分类系统中的地位 |
2.1.4 我国水稻土的分类进展 |
2.2 利用方式变化对土壤理化性态的影响 |
2.2.1 对土壤物理性质的影响 |
2.2.2 对土壤酸碱度的影响 |
2.2.3 对土壤有机质积累及组分的影响 |
2.2.4 对氮、磷、钾等养分的影响 |
2.3 土地利用变化对土壤微生物学特性的影响 |
2.3.1 土壤微生物学特性主要研究方法 |
2.3.2 土壤微生物学特性对土地利用变化的响应 |
2.4 水田改旱作后土壤性态变化的相关研究进展 |
2.4.1 水田改作旱动因分析 |
2.4.2 水田改旱作后土壤性态的变化 |
2.5 需要进一步研究的问题 |
3 研究的内容与技术路线 |
3.1 研究内容 |
3.2 技术路线 |
第二章 水田改旱作后耕层土壤理化性质的变化 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 究区域概况 |
2.1.1 地理概况 |
2.1.2 地貌类型 |
2.1.3 成土环境与母质 |
2.1.4 气候 |
2.1.5 植被 |
2.1.6 人为活动 |
2.2 供试土壤 |
2.2.1 采样情况 |
2.2.2 样品采集与处理 |
2.3 研究方法 |
2.4 统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 水田改旱作后土壤物理性质的变化 |
3.1.1 水分条件 |
3.1.2 水稳定性团聚体 |
3.1.3 颗粒组成 |
3.2 水改旱后土壤化学性质和养分的变化 |
3.2.1 酸碱度 |
3.2.2 阳离子交换量和盐基饱和度 |
3.2.3 有机质 |
3.2.4 氮素 |
3.2.5 磷素 |
3.2.6 钾素 |
3.3 水田改旱作后土壤理化性质变化的综合分析 |
3.3.1 腐心青紫泥田改旱系列 |
3.3.2 青紫泥田改旱系列 |
3.3.3 青粉泥田改旱系列 |
3.3.4 粉泥田改旱系列 |
4 讨论 |
4.1 水田改旱作后耕层土壤理化性质演变规律 |
4.2 水田改旱作的环境生态效应 |
5 本章小结 |
第三章 水田改旱作后耕层土壤微生物学特性的变化 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 供试土壤 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 土壤微生物生物量碳、氮的测定 |
2.2.2 土壤呼吸强度的测定 |
2.2.3 土壤脲酶活性的测定 |
2.2.4 土壤酸性磷酸酶活性的测定 |
2.2.5 土壤过氧化氢酶活性的测定 |
2.2.6 土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)分析 |
2.2.7 DNA提取及变性梯度凝胶电泳法分析 |
2.3 统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 水田改旱作后土壤微生物生物量碳氮的变化 |
3.2 水田改旱作后土壤呼吸强度的变化 |
3.3 水田改旱作后土壤微生物商的变化 |
3.4 水田改旱作后土壤酶活性的变化 |
3.4.1 脲酶活性 |
3.4.2 磷酸酶活性 |
3.4.3 过氧化氢酶活性 |
3.5 水田改旱作后土壤微生物群落结构多样性的变化 |
3.5.1 主要微生物类群的特征脂肪酸含量及比率 |
3.5.2 微生物PLFA的冗余分析 |
3.6 水田改旱作后土壤微生物基因多样性的变化 |
3.6.1 微生物DGGE指纹图谱及聚类分析 |
3.6.2 微生物群落基因香农-威那多样性指数分析 |
3.6.3 微生物DGGE指纹图谱的发育树分析 |
4 讨论 |
4.1 水田改旱作后耕层土壤微生物群落结构演变过程及特征 |
4.2 水田改旱作后耕层土壤微生物基因多样性演变过程及特征 |
5 本章小结 |
第四章 水田改旱作后土壤剖面形态特征及发生学特性的演变 |
1 引言 |
2 材料与方法 |
2.1 供试土壤 |
2.2 研究方法 |
2.3 统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 土壤水分条件和地下水位的变化 |
3.2 土壤颜色的变化 |
3.3 土壤结构的变化 |
3.4 土壤坚实度的变化 |
3.5 土壤容重和孔隙度的变化 |
3.6 土壤颗粒组成的变化 |
3.7 土壤pH值的变化 |
3.8 土壤有机质的变化 |
3.9 土壤阳离子交换量的变化 |
3.10 土壤粘土矿物组成的变化 |
3.11 土壤剖面铁锰相关形态特征的变化 |
3.11.1 铁锰斑纹 |
3.11.2 鳝血斑 |
3.11.3 铁锈根孔 |
3.11.4 铁锰结核 |
3.12 土壤铁氧化物组成的变化 |
3.12.1 全铁 |
3.12.2 游离铁 |
3.12.3 活性铁 |
3.12.4 络合铁 |
3.12.5 铁 |
3.12.6 水溶性铁 |
3.13 土壤锰氧化物组成的变化 |
3.13.1 全锰 |
3.13.2 游离猛锰 |
3.13.3 活性锰 |
3.13.4 络合锰 |
3.13.5 二价锰 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第五章 水田长期改旱作后土壤诊断特征及土壤类型的演变 |
1 引言 |
2 水田改旱作后土壤诊断层和诊断特性的变化 |
2.1 水分状况 |
2.2 水耕表层 |
2.3 水耕氧化还原层 |
2.4 粘化层 |
2.5 氧化还原特征 |
2.6 潜育特征 |
3 不同类别水稻土(水耕人为土)改旱作后土壤类型的演变 |
3.1 腐心青紫泥田改旱后土壤类型的演变 |
3.2 青紫泥田改旱后土壤类型的演变 |
3.3 青粉泥田改旱后土壤类型的演变 |
3.4 小粉泥田改旱后土壤类型的演变 |
3.5 黄泥沙田改旱后土壤类型的演变 |
4 讨论 |
5 本章小结 |
第六章 研究结论、创新点及展望 |
1 研究结论 |
1.1 水田改旱作后耕层土壤性质的变化特点 |
1.2 水田改旱作后土壤剖面性态及发生学特性的变化特点 |
1.3 水田改旱作后土壤类型的变化 |
2 创新点 |
3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士期间主要研究成果 |
四、水田、旱坡地改种蔬菜后土壤养分含量的变化(论文参考文献)
- [1]小区和流域尺度氮磷流失的年际变化特征 ——以三峡库区紫色土为例[D]. 朱浩宇. 西南大学, 2021
- [2]三峡库区农业生产方式改变及其对水土流失与面源污染影响 ——以万州区五桥河流域为例[D]. 严坤. 中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所), 2020(12)
- [3]基于传统文化的喀斯特石漠化草地承载力与牛羊健康养殖技术调控[D]. 郭涛. 贵州师范大学, 2020
- [4]施肥对不同利用模式下紫色土氮磷累积特征的影响[D]. 苟桃吉. 西南大学, 2019(01)
- [5]三峡库区石盘丘小流域氮磷非点源污染特征研究[D]. 黎嘉成. 西南大学, 2019(01)
- [6]不同施肥处理对紫色土旱坡地氮磷流失及作物效应的影响[D]. 徐国鑫. 西南大学, 2019(01)
- [7]三峡库区小流域氮磷流失规律与模型模拟研究[D]. 陈成龙. 西南大学, 2017(12)
- [8]三峡库区农田土壤无机磷动态变化及其迁移特征[D]. 韩晓飞. 西南大学, 2016(01)
- [9]水田改旱作后土壤性态与土壤类型演变研究[D]. 杨东伟. 浙江大学, 2014(12)
- [10]不同施氮量对太湖地区新增设施菜地土壤硝态氮累积的影响[J]. 陆扣萍,谢寅峰,闵炬,施卫明. 土壤, 2011(06)