田面水是什么水3篇田面水是什么水 第34卷第1期2020年2月水土保持学报JournalofSoilandWaterConservationVol.34No.1Feb.下面是小编为大家整理的田面水是什么水3篇,供大家参考。
篇一：田面水是什么水
34 卷第 1 期2020 年 2 月水土保持学报JournalofSoilandWaterConservationVol. 34No. 1Feb.,2020收稿日期: 2019-07-07
资助项目:国家重点研发计划项目( 2016YFD0200800 )
第一作者:金树权( 1981 —),男,博士,副研究员,主要从事农业面源污染控制与河湖水环境治理研究。
E-mail : jinshuq@126. com
通信作者:陈若霞( 1962 —),女,硕士,研究员,主要从事水稻减肥减药栽培技术研究。
E-mail : crx900@163. com不同氮肥运筹模式对稻田田面水氮浓度和水稻产量的影响金树权,陈若霞,汪 峰,姚红燕,谌江华(宁波市农业科学研究院生态环境研究所,浙江 宁波 315040 )摘要:通过构建包括不同氮肥类型、氮肥用量、施肥方式和施肥次数的 6 种氮肥运筹模式,分析了不同氮肥运筹模式对稻田田面水各形态氮浓度变化和水稻产量的影响。结果表明:不同时期施用缓控释肥和尿素后,总氮和铵态氮浓度均在 1 天达到峰值,硝态氮浓度在 2~3 天达到峰值,之后逐渐下降趋于稳定。铵态氮为各处理施肥后初期的主要氮形态,1 天时铵态氮占总氮比例达 50. 6%~92. 8% ,而硝态氮仅占 3. 8%~22. 6% 。田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小与氮肥类型、施用用量和施肥方式均存在相关性,等氮量施用条件下,田面水总氮和铵态氮峰值浓度大小顺序为撒施尿素处理 > 撒施缓控释肥处理 > 侧深施缓控释肥处理,在 N 施用量 48kg / hm2 条件下,撒施尿素处理、撒施缓控释肥处理、侧深施缓控释肥处理的总氮和铵态氮平均峰值浓度分别为 38.44 , 16. 44 , 7. 55mg / L 和 34. 39 , 13. 00 , 3. 82mg / L 。等氮施用量和相同施肥次数条件下,基肥采用侧深施缓控释肥的处理 4 , 5 , 6 比相应的撒施缓控释肥的处理 1 , 2 , 3 的产量分别提高2. 8% , 3. 5% , 2. 7% 。基肥采用侧深施缓控释肥和“一基一穗” 2 次施肥的处理 6 的水稻产量,在氮肥总施用量减少 30% 条件下,仅比基肥采用撒施缓控释肥和“一基一蘖一穗” 3 次施肥的处理 1 的水稻产量减少0. 3% 。侧深施缓控释肥可以有效降低施肥初期田面水铵态氮峰值浓度,从而减少氨挥发和降低径流流失风险,并在一定程度减量条件下不会对水稻产量产生影响。关键词:氮肥管理;田面水;氮浓度;水稻产量中图分类号: S153.5
文献标识码: A
文章编号: 1009-2242 ( 2020 ) 01-0242-07DOI : 10. 13870 /j.cnki. stbcxb. 2020. 01. 035EffectsofDifferentNitrogenFertilizerApplicationModesontheVariationofNitrogenConcentrationinPaddyFieldSurfaceWaterandtheYieldofRiceJINShuquan , CHENRuoxia , WANGFeng , YAO Hongyan , CHENJianghua( EcolgoyandEnvironmentalInstitute , NingboAcademyofAgriculturalScience , Ningbo , Zhejiang 315040 )Abstract : Theeffectsofdifferentnitrogenapplicationmodesonthevariationofnitrogenconcentrationsinpaddyfieldsurfacewaterandriceyieldwereanalyzed , throughconstructingsixnitrogenapplicationmodeswithdifferentfertilizertypes , fertilizeramounts , fertilizationmodesandtimes.Theresultsshowedthatafterslow-controlledfertilizationandureaapplication , theconcentrationoftotalnitrogenandammonuimreachedpeakin1day , andtheconcentrationofnitratereachedpeakin2~3days , andthengraduallydecreasedtoastablelevel.Ammoniumnitrogenwasthemainformofnitrogenintheinitialstageafterfertilization , andtheproportaionofammoniumnitrogenintotalnitrogenconcentrationreached50. 6% ~ 92. 8%in1day , whilenitratenitrogenonlyaccountedfor3. 8% ~22. 6%.Thepeakconcentrationoftotalnitrogenandammoniumnitrogeninsurfacewaterwascorrelatedwithfertilizertype , fertilizeramountandfertilizationmode.Undertheconditionofequalnitrogenfertilization , theorderofpeakconcentrationoftotalnitrogenandammoniumnitrogeninsurfacewaterwasasfollows : Sprayingureatreatment> sprayingslow-releasefertilizertreat-ment>side-deepapplicationofslow-releasefertilizertreatment.Under48kg/ hm2 Nfertilizationcondition ,theaveragepeakconcentrationsoftotalnitrogenandammoniumnitrogeninthetreatmentsofsprayingurea ,sprayingslow-releasefertilizer , andside-deepapplicationofslow-releasefertilizerwere38. 44 , 16. 44 , 7. 55mg/ L , and34.39 , 13. 00and3. 82mg / L , respectively.Underthesameamountofnitrogenapplicationandtimesoffertilization , theyieldsoftreatments4 , 5 , and6withside-deepslow-releasefertilizerwere2. 8% ,3. 5% , and2. 7%higherthanthoseoftreatments1 , 2and3withcorrespondingsprayingslow-releasefertiliz-er , respectively.Undertheconditionthatthetotalamountofnitrogenfertilizerwasreducedby30% , the
yieldofriceoftreatment6withside-deepapplicationofslow-releasefertilizerduringbasefertilizerperiodandtwo-timesfertilizationonlydecreasedby0.3% comparedwiththattreatment1withsprayingslow-releasefertilizerduringbasefertilizerperiodandthree-timesfertilization.Theresultsshowedthatsidedeepapplica-tionofslow-releasefertilizercouldeffectivelyreducethepeakconcentrationofammoniumnitrogeninsurfacewaterattheinitialstageoffertilization , thusreducingtheriskofammoniavolatilizationandrunoffloss , andwouldnotaffectriceyieldundercertainreductionconditions.Keywords : nitrogenfertilizermanagement ; surfacewaterofpaddyfiled ; nitrogenconcentration ; yieldofrice
农业面源污染目前已经成为全世界关心的重要环境问题之一 [1-2 ] ,而农田氮素流失作为农业面源污染的重要来源尤其受到关注 [3-5 ] 。目前,由于过量或不合理施用肥料,我国稻田氮肥利用率仅有 30%~35%[ 6 ] ,大量氮肥施入稻田后通过径流、淋洗、氨挥发、 N2 O 排放等途径排放到大气和水环境中,引发一系列如水体富营养化、温室效应等环境问题 [7-9 ] 。已有研究 [10-13 ] 表明,农田氮素损失主要受氮肥类型、用量、施肥方式和次数等各种因素影响,尿素等化肥施入农田后,在厌氧或好氧条件下均能首先转化为铵态氮,化肥施入后早期铵态氮浓度过高存在较大的径流流失风险和氨挥发损失。王强等 [14 ] 指出,施氮后总氮和铵态氮在 1 天后达到极大值,施氮后 9 天内是防止氮大量流失的关键时期;俞映倞等 [15 ] 研究表明,田面水铵态氮与稻田氨挥发通量呈极显著相关关系。可见施肥后初期是水稻田农业面源污染控制的关键时期,如何降低施肥后初期的田面水总氮和铵态氮浓度十分重要。缓控释肥能够控制肥料中养分释放速度,可以减少氮素损失,提高水稻氮素利用率。近年来,随着现代农业技术不断提升和务农劳动力的日益缺乏,采用插秧机械侧深施一体化机械操作越来越受到欢迎,目前水稻侧深施技术研究较多关注对产量的影响 [16-17 ] ,而对田间氮素的变化研究相对较少。本研究以减少田间氮素损失和水稻不减产为双重目标,通过构建包括不同氮肥类型、氮肥用量、施肥方式和施肥次数的 6 种氮肥运筹模式,跟踪分析不同氮肥运筹模式对稻田田面水各态氮浓度变化和水稻产量的影响,以期为农业面源污染减排工作提供技术依据。1 材料与方法1. 1 试验设计本试验于 2018 年 6 月 18 日至 11 月 21 日在浙江省宁波市鄞州区邱隘镇上万龄村(121°39. 607"E ,29°49. 735"N )进行。水稻田前茬无作物,单季种植。供试水稻品种为“甬优 1540 ”,籼粳杂交品种, 5 月 24日播 种 育 苗, 6 月 18 日 机 械 移 栽,采 用 井 关PZ60ADLF 型带侧深施肥功能的插秧机,缓控释肥可与插秧同步进行,分别在 6 月 18 日、 7 月 4 日和 7月 27 日施用基肥、分蘖肥和穗肥,田间种植密度 30cm×22cm 。供试土壤为水稻土,pH为 5.67 ,有机质含量为 35.3g/kg,全氮含量为 2.97g/kg,碱解氮含量为 249.7mg/kg,有效磷含量为 65.6mg/kg ,速效钾含量为 159.6mg/kg。试验中采用缓控释肥( N∶P2 O 5 ∶K 2 O 为 20∶14∶16 )和尿素( N=46% ) 2 种氮肥,共设置 6 个氮肥运筹模式处理和 1 个不施肥处理,各处理重复 3 次,其中处理 1 ,2 , 4 , 5 采用“一基一蘖一穗” 3 次施肥,处理 3 ,6 采用“一基一穗” 2 次施肥,各处理在穗肥期统一追施氯化钾。各处理氮肥类型、用量、施用方式和次数的运筹方案见表 1 。表 1 不同处理的氮肥运筹方案单位:kg/ hm 2处理 基肥 蘖肥 穗肥 总量处理 1 ( 100%NSS-3 )96 ( SS ) 72 ( SU ) 72 ( SU ) 240处理 2 ( 70%NSS-3 )48 ( SS ) 48 ( SU ) 72 ( SU ) 168处理 3 ( 70%NSS-2 )96 ( SS ) 0 72 ( SU ) 168处理 4 ( 100%NDS-3 )96 ( DS ) 72 ( SU ) 72 ( SU ) 240处理 5 ( 70%NDS-3 )48 ( DS ) 48 ( SU ) 72 ( SU ) 168处理 6 ( 70%NDS-2 )96 ( DS ) 0 72 ( SU ) 168处理 7 ( 0N )0 0 0 0
注: SS 代表撒施缓控释肥; DS 代表侧深施缓控释肥; SU 代表撒施尿素; -2 , -3 代表施肥次数。1. 2 采样与测定方法水样采集与测定:分别于 2018 年 6 月 18 日、 7月 3 日和 7 月 29 日进行基肥,分蘖肥和穗肥的施用,施肥后统一在 1 (次日), 2 , 3 , 5 , 7 , 9 , 11 天上午 9 : 00左右进行各小区田面水取样,过滤后进行水质总氮( TN )、铵态氮( NH 4 + -N )和硝态氮( NO 3 - -N )测定,其中 TN 采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测定,铵态氮采用纳氏试剂分光光度法测定,硝态氮采用紫外分光光度法 [18 ] 测定。1. 3 数据处理常规数据处理采用 Excel2007 ,方差分析采用SPSS19. 0 处理,采用 LSD 法进行差异显著性分析(P <0. 05 ),制图采用 Origin7. 5 软件。3 4 2第 1 期
金树权等:不同氮肥运筹模式对稻田田面水氮浓度和水稻产量的影响
2 结果与分析2. 1 不同氮肥运筹模式对田面水总氮浓度变化的影响从图 1 可以看出,不同肥料处理的田面水总氮浓度均在施肥 1 天后达到浓度峰值,此后逐渐降低。田面水总氮的峰值浓度大小受肥料类型影响很大,如处理 2 在基肥期和蘖肥期分别撒施等氮量( N 施用量48kg/ hm2 )的缓控释肥和尿素,施肥 1 天后基肥期撒施缓控释肥处理的田面水总氮峰值浓度为 16.44mg/ L 显著低于蘖肥期撒施尿素处理的 38.04mg /L ,降低幅度达 56. 2% 。同时,田面水总氮的峰值浓度与肥料施用量相关,如高 N 量( 96kg / hm2 )撒施缓控释肥的基肥期处理 1 和减半 N 量( 48kg / hm2 )撒施缓控释肥的基肥期处理 2 的田面水总氮峰值浓度分别为 21.42 , 16. 44mg / L ,降低幅度为 23. 3% ;而分蘖期撒施尿素处理 1 , 4 ( N 施用量 72kg / hm2 )和低氮量蘖肥期撒施尿素的处理 2 , 5 ( N 施用量 48kg /hm2 )的田面水总氮峰值浓度分别为50.68 , 52.90mg/ L 和 38.04 , 37. 76mg / L ,平均下降了 26. 6% 。田面水总氮的峰值浓度还与氮肥施用方式相关,撒施缓控释肥的处理 1 ( N 施用量 96kg / hm2 )、处理 2 (N 施用量 48kg / hm2 )和侧深施缓控释肥的处理 4 (N 施用量 96kg / hm2 )、处理 5 (N 施用量 48kg / hm2 )的田面水总氮峰值浓度分别为 21.42 , 16. 44mg / L 和 10. 66 , 7. 55mg/ L 。可见,在低施肥量(48kg/ hm2 )条件下,采用缓控释肥加侧深施肥处理,可大幅度降低田面水总氮浓度峰值,与等氮量的撒施缓释肥处理相比,降低幅度为54. 1% ,与撒施尿素处理相比,降低幅度达 80. 2% 。图 1 不同施肥期的稻田田面水总氮浓度动态变化
蘖肥期和穗肥期的撒施尿素各处理田面水总氮浓度前 7 天下降最快,之后趋于稳定(图 1 );7 天时田面水总氮浓度仅为峰值浓度的 7.6%~12. 1% ,浓度值范围为 3.98~5. 95mg / L 。相同时间间隔比较,基4 4 2水土保持学报
第 34 卷
肥期的撒施缓控释肥处理 1 , 2 , 3 在 7 天时田面水总氮浓度为峰值浓度的 29.3%~31. 4% ,浓度值范围为6. 43~8. 13mg / L ;基肥期的侧深施缓控释肥处理 4 , 5 ,6 在 7 天时田面水总氮浓度为峰值浓度的 53.8%~56. 4% ,浓度值范围为 4. 19~6. 61mg / L 。
11 天时,基肥期采用侧深施缓控释肥处理 4 , 5 , 6 的田面水总氮浓度略高于相应的撒释处理 1 ,2 , 3 。2. 2 不同氮肥运筹模式对田面水铵态氮浓度变化的影响与田面水总氮浓度变化相似,不同施肥处理的田面水铵态氮浓度均在施肥后 1 天达到浓度峰值,此后逐渐降低(图 2 )。同样,田面水铵氮的峰值浓度大小与肥料类型,肥料用量和施肥方式等相关。蘖肥和穗肥期 的撒施尿素各处理田面水铵态氮浓度前7 天下降最快,之后趋于稳定, 7 天时田面水铵态氮浓度为峰值时的 3.3%~5. 7% ,浓度值范围为 1. 55~2. 16mg / L 。相同时间间隔比较,基肥期的撒施缓控释肥处理 1 ,2 , 3 在 7 天时田面水铵态氮浓度为峰值浓度的 15.4%~19. 4% ,浓度值范围为 3. 66~4. 81mg/ L 。基肥期的侧深施肥处理 4 ,5 , 6 在 7 天时的田面水铵态氮浓度为峰值时的 41.1%~50. 6% ,浓度值范围为 2.64~3. 74mg / L 。
11 天时...
篇二：田面水是什么水
省城市饮用水水源地环境保护规划 （2011-2020 年）（ 征求意见稿）
规划编制组 二○一二年五月
目
录
前
言 .......................................................................................................................................1 一、 饮用水源保护现状与形势分析 .....................................................................................2 （ 一）
饮用水源保护现状
.............................................................................................................. 2 1、 水源地基本状况 ............................................................................................................................. 2 2、 水质现状 ......................................................................................................................................... 2 3、 管理状况 ......................................................................................................................................... 3 （ 二）
机遇与挑战 ............................................................................................................................... 4 二、 规划总则 .........................................................................................................................8 （ 一）
指导思想 ................................................................................................................................... 8 （ 二）
规划原则 ................................................................................................................................... 8 （ 三）
规划范围 ................................................................................................................................... 9 （ 四）
目 标指标 ................................................................................................................................... 9 1、 规划总目 标 ................................................................................................................................... 10 2、
规划指标 ...................................................................................................................................... 10 三、 主要任务 .......................................................................................................................11 （ 一）
统筹优化， 提高全省饮用水源水质安全保障水平 ........................................................... 11 1、 系统优化水源布局和供水格局 .................................................................................................. 11 2、 强化供水河道保护力度 ............................................................................................................... 11 （ 二）
规范管理， 严格水源地环境保护制度 ................................................................................ 12
1、 规范划分和建设饮用水水源保护区 .......................................................................................... 12 2、 严格饮用水源保护区管理 ........................................................................................................... 12 （ 三）
加强治理， 着力解决影响水源水质的突出环境问题 ....................................................... 12 1、
加快供水河道和水库集雨区污水集中处理设施建设 ............................................................. 12 2、 加大农村环境综合整治力度 ...................................................................................................... 13 （ 四）
联防联控， 强化重点区域流域环境综合整治 ................................................................... 14 1、 深化重点区域流域水环境综合整治 .......................................................................................... 14 2、 加强重点工业园区的污染防治和监控 ...................................................................................... 14 （ 五）
保育结合， 加强水源生态修复与建设 ................................................................................ 15 1、 加快水源缓冲带和水源涵养区建设 .......................................................................................... 15 2、 加快重点河流、 水库及集雨区生态修复 .................................................................................. 15 （ 六）
防患未然， 建立健全水源应急与水质预警监控体系 ....................................................... 16 1、 加强饮用水源环境事故风险防范设施与备用水源建设.......................................................... 16 2、 建立与完善饮用水源水质监测预警体系 .................................................................................. 17 3、 建立饮用水源应急预警体系 ...................................................................................................... 17 四、 重点工程 .......................................................................................................................18 （ 一）
保护区规范化建设重点工程 ................................................................................................ 18 （ 二）
保护区污染整治重点工程 .................................................................................................... 18 （ 三）
集雨区减污重点工程 ............................................................................................................ 19 （ 四）
联防联控重点工程................................................................................................................. 19 （ 五）
生态修复与建设重点工程 .................................................................................................... 20 （ 六）
应急与预警重点工程 ............................................................................................................ 20
五、 保障措施 .......................................................................................................................22 （ 一）
加强组织协调， 明确责任分工 ............................................................................................ 22 （ 二）
建立健全制度， 创新工作机制 ............................................................................................ 23 （ 三）
加大资金投入， 创新融资机制 ............................................................................................ 24 （ 四）
强化监督检查， 落实评估考核 ............................................................................................ 26 （ 五）
加强人才建设， 提升科技支撑 ............................................................................................ 26 （ 六）
开展环保教育， 鼓励社会参与 ............................................................................................ 27 附表 1 城市集中式饮用水水源地基本情况 ................................................................................. 29 附表 2 饮用水源保护区规范化建设重点工程 ............................................................................. 30 附表 3 保护区污染整治重点工程 ................................................................................................. 31 附表 4 集雨区减污重点工程 .......................................................................................................... 34 附表 5 联防联控重点工程 .............................................................................................................. 36 附表 6 生态恢复与建设工程 .......................................................................................................... 38 附表 7 应急与预警重点工程 .......................................................................................................... 39
前
言
饮用 水安全关系 人民 群众身 体健康和经济社会可持续发展， 切实保障饮用水安全是落实科学发展观和维护人民群众根本利益的基本要求。
省委、 省政府高度重视饮用水源保护工作， 将其作为环保工作的重中之重常抓不懈。
多年来， 在我省经济社会持续快速发展的同时， 水环境综合整治和饮用水源保护工作取得积极成效， 水环境质量总体保持稳定， 集中式饮用水源水质达标率持续上升， 饮用水安全得到有力保障。
但是， 我省资源环境的特点和当前一段时期经济社会发展的形势表明， 工业化、 城市化高速发展带来的水环境保护工作压力越来越大， 饮用水安全面临的现实问题和潜在风险日 益突显， 建设幸福广东， 提升生活质量对饮用水源保护工作提出了 更高要求， 饮用水源保护工作面临更加严峻的挑战。
根据省人民政府的要求， 为 全面实施《全国城市饮用 水水源地环境保护规划（ 2008-2020 年）》， 深入贯彻经省政府同意由省环保厅、 公安厅等 11 个部门联合印发的《关于进一步加强饮用水源保护工作的意见》（ 粤环发〔2010〕 77 号）
精神， 进一步推动我省饮用水源保护工作， 服务科学发展， 为加快转变发展方式和建设幸福广 东创 造条件， 确 保饮用 水安全， 在总 结分析2007 年以来我省城市、 城镇、 典型乡 镇和部分农村饮用水水源地基础环境调查及评估工作成果的基础上， 编制《广东省城市饮用水水源地环境保护规划》（ 2010-2020）， 作为指导当 前和今后
一个时期全省城市饮用水水源地环境保护工作的指南。
一、 饮用水源保护现状与形势分析 （ 一）
饮用 水源保护现状 11、 水源地基本状况2010 年， 我省共有城市集中式饮用水水源地 257 个， 集中供水量 91.5 亿立方米， 服务人口 5508.5 万人。
按水源地类型分布， 河流型水源地 119 个， 集中供水量占总供水量的 71.6%， 服务人口 占总服务人口 的 66.7%； 水库型水源地 130 个， 集中供水量占 35.0%， 服务人口 占 32.8%； 地下水型水源地 8 个（ 全部位于湛江市）， 集中供水量占 0.6%， 服务人口 占 0.5%。
按流域分布， 西江流域饮用水源地 18 个， 北江流域 27 个， 东江流域 41个， 韩江流域 18 个， 珠江三角洲河网区 83 个， 粤东沿海诸河流域 33 个， 粤西沿海诸河流域 37 个； 其中， 珠三角河网供水量和服务人口 最大， 供水量占 62.3%， 服务人口 占 43.6%； 北江流域供水量和服务人口 最小， 供水量仅占 3.8 %， 服务人口 占 5.7%。
2、 水质现状全省 地表水环境质量总 体优良， 东江、 西江、 北江、 韩江、 漠阳江、 潭江等干流水质基本优于Ⅲ类； 跨省交界断面水质在Ⅱ ～ Ⅲ类， 但东江赣粤交界水质劣于Ⅲ类； 流经珠江三角洲城
1
年 ， 地级市数据来源于 2010 年广东省城市集中式饮用水水源环境状况评估报告， 广东省环境监测中心， 2011 年.
县和县级市 水源数据来源于广东省城镇饮用水水源地基础环境调查更新数据， 广东省环境科学研究院， 2010
市江段及部分水量较小的支流污染较严重， 水质为Ⅳ类～ V 类；主要湖库水质一般优于Ⅲ类， 营养状况主要为贫营养和中营养。
城市集中式饮用水源水质较好， 2010 年 98.1%（ 252 个）
的水源和 96.5%的供水量水质达标； 257 个水源中， 水质为Ⅰ 类的水源占 0.8%（ 2 个）， Ⅱ 类占 61.1%（ 157 个）， Ⅲ类占 36.2%（ 93 个）， Ⅳ类占 1.9%（ 5 个）， 无Ⅴ类和劣Ⅴ类水源地； 不达标水源主要分布在广州市和揭阳市。
3、 管理状况（ 1）
法律法规建设 我省 先后 制 （ 修）
订了 《广 东省 珠江三角 洲 水质保护条例》、《广东省韩江流域水质保护条例》、《广东省东江水系水质保护条例 》、 《广东省跨行政区域河流交接断面水质保护管 理条例》、《广东省饮用水...
篇三：田面水是什么水
生物炭配施缓控释肥对稻田田面水氮素动态变化及径流流失的影响 斯林林1,2,3 ，周静杰 1,2,3 ，吴良欢 1,2,3 * ，胡兆平 2（1. 浙江大学环境与资源学院，浙江省农业资源与环境重点实验室，杭州 310058；2. 金正大生态工程集团股份有限公司，养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，临沂 276000；3. 浙江大学环境与资源学院，教育部环境修复与生态健康重点实验室，杭州 310058）
摘要 ：
在太湖流域，通过田间试验研究了控释肥（CRF）、生物炭配施控释肥（BC+CRF）、生物炭配施稳定性肥（BC+SF）、生物炭配施控释肥和稳定性肥（BC+CRF+SF）4 种施肥处理对稻田田面水 pH、氮素动态变化、氮素径流流失的影响. 结果表明，田面水平均 pH 介于 5.64~8.15，生物炭配施控释肥和稳定性肥田面水 pH 降低 3.16%~4.48%. 田面水平均全氮（TN）质量浓度介于 19.05~25.23 mg∙L -1 ，生物炭配施控释肥和稳定性肥田面水 TN 质量浓度显著降低 4.75%~6.58%. 田面水无机氮素以铵态氮（NH 4 + -N）为主，NH 4 + -N 和硝态氮（NO 3 - -N）平均质量浓度分别介于 0.01~17.26 mg∙L -1 和 0.24~3.11 mg∙L -1 . 与单施控释肥相比，各处理田面水 NH 4 + -N 和 NO 3 - -N 质量浓度分别显著降低 35.89%~48.78%和 20.54%~37.01%. 生物炭配施稳定性肥显著降低了田面水 NH 4 + -N 和 NO 3 - -N 质量浓度，有效减少无机氮素径流流失风险. TN、NH 4 + -N、NO 3 - -N 径流流失量分别介于 16.24~18.09、1.76~2.22、0.76~1.38 kg∙hm -2 . 与单施控释肥相比，各处理 TN、NH 4 + -N、NO 3 - -N 径流流失均有不同程度削减. 生物炭配施控释肥和稳定性肥显著削减了氮素径流流失，有效降低区域稻田氮素面源污染风险. 关键词 ：
生物炭；控释肥；稳定性肥；氮素；田面水；径流 中图分类号：X820 文献标识码：A 文章编号：0250-3301（2018）
DOI：10.13227/j.hjkx.201803182
Dynamics and Runoff Losses of Nitrogen in Surface Water from Paddy Field under Combined Application of Biochar and Slow/Controlled Release Fertilizer SI Lin-lin 1,2,3 , ZHOU Jing-jie 1,2,3 , WU Liang-huan 1,2,3* , HU Zhao-ping 2
(1. Zhejiang Provincial Key Laboratory of Agricultural Resource and Environment, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China；2. State Key Laboratory of Nutrition Resources Integrated Utilization, Kingenta Ecological Engineering Group Co., Ltd., Linyi 276000, China; 3. Ministry of Education Key Laboratory of Environmental Remediation and Ecosystem Health, College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China) Abstract: Field experiments were conducted to investigate the effects of four fertilization treatments, i.e., controlled-release fertilizer (CRF), biochar combined with controlled-release fertilizer (BC+CRF), biochar combined with stabilized fertilizer (BC+SF) as well as biochar combined with controlled-release fertilizer and stabilized fertilizer (BC+CRF+SF) on dynamics of pH and nitrogen mass concentration as well as runoff losses of nitrogen in surface water from paddy field in the Taihu Lake Basin. The results show that the average pH of surface water is decreased by 3.16%-4.48% in BC+CRF+SF, being in the range of 5.64-8.15. The average total nitrogen (TN) mass concentration of surface water ranges from 19.05 to 25.23 mg∙L -1 . A significant decrease of 4.75%-6.58% in TN mass concentration of surface water is observed in BC+CRF+SF. The average ammonium (NH 4 + -N) and nitrate (NO 3 - -N) mass concentration of surface water vary from 0.01-17.26 mg∙L -1
and 0.24-3.11 mg∙L -1 , respectively. Inorganic nitrogen is dominated by NH 4 + -N in surface water. Compared to individual CRF, other treatments significantly reduce NH 4 + -N mass concentration of surface water by 35.89%-48.78% and NO 3 - -N mass concentration of surface water by 20.54%-37.01%. BC+SF shows a significant reduction in NH 4 + -N and NO 3 - -N mass concentration of surface water, which greatly lowers the risk of inorganic nitrogen losses via runoff. The runoff loss of TN, NH 4 + -N and NO 3 - -N are in the range of 16.24-18.09, 1.76-2.22 and 0.76-1.38 kg∙hm -2 , respectively. Compared to individual CRF, the runoff loss of TN, NH 4 + -N and NO 3 - -N in other treatments reduce more or less. BC+CRF+SF shows a significant
收稿日期：2018-03-27；修订日期：2018-05-25 基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项（2014ZX07101-012）
作者简介：斯林林（1987~），男，博士研究生，主要研究方向为植物营养与环境生态，E-mail: sdarling2011@163.com *通信作者，E-mail: finm@zju.edu.cn 网络出版时间：2018-06-21 15:33:09网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1895.X.20180621.1532.011.html
2 reduction in runoff losses of nitrogen, which greatly lowers the risk of nitrogen non-point source pollution from paddy field. Key words: biochar; controlled-release fertilizer; stabilized fertilizer; nitrogen; surface water of paddy field; runoff
稻田是我国尤其是南方地区主要的农田利用方式. 我国水稻种植面积约占全球18.5%，水稻产量约占全球27.7%，水稻单产已从1949年的1.89 t∙hm -2 提高到2013年的6.72 t∙hm -2[1] . 肥料在作物增产中发挥着不可替代的作用，据报道 [2] ，施肥可提高粮食作物单产55%. 近5年，我国农用化肥施用量维持在5.84×10 7 ~6.02×10 7
t∙a -1 的历史高位 [3] . 但由于养分管理措施不当，肥料利用率较低 [4] . 过度和低效地施用肥料会对水体、土壤、气候、生物多样性等产生不利影响 [5] . 来自工业的点源污染得到有效控制的状况下，面源污染尤其是农业面源污染正逐渐成为水体污染的主要来源 [6] . 太湖流域，农业面源污染对水体总氮污染的贡献率高达59% [7] . 随着生活污水的排放和相关农业生产活动的进行，稻田中过量的养分负荷通过径流汇入湖泊、溪流、地下水从而导致太湖严重的地表水污染和频繁地出现水华 [8] . 有研究表明 [9,10] ，径流是稻田氮素流失的主要途径之一. 因此，控制稻田氮素径流流失对于水环境保护具有重要意义. 生物炭是生物质在限氧环境下经高温裂解后的一种固态富碳产物 [11] . 目前，在国内外治理面源污染研究中，生物炭主要用于吸附和降解土壤有机污染物和重金属 [12] . Yin等 [13] 的研究发现改性大豆秸秆生物炭可有效去除富营养化水体中的NH 4 + -N和NO 3 - -N. 郑小龙等 [14] 通过生物炭与肥料配施分析了稻田田面水养分的变化，指出生物炭可适量吸收田面水中的氮、磷、钾，降低养分流失风险. 而利用生物炭和缓控释肥削减氮素径流流失的田间尺度研究相对较少. 鉴于此，本文以稻田径流为切入点，研究太湖流域生物炭与不同缓控释肥配施条件下氮素流失特征，以期为该地区农业面源污染的源头控制提供科学依据. 1 材料与方法 1.1 试验区概况 田间试验于 2017 年 6~11 月在太湖苕溪流域杭州市余杭区径山镇小古城村（30°40" N，120°87" E）进行. 该地区属典型亚热带季风气候，年均气温 15.3~16.2 °C，年均降雨量 1 150~1 550 mm，降雨主要集中在 4~10 月. 试验地土壤为典型潴育型水稻土，耕作层土壤 pH 5.49，全氮 2.83 g∙kg -1 ，全磷 0.41 g∙kg -1 . 据调查，当地稻田主要耕作制度为单季稻制或稻麦轮作制，其中单季稻农民习惯施肥 N 用量 225 kg∙hm -2 ，P 2 O 5用量 82 kg∙hm -2 ，K 2 O 用量 225 kg hm -2 . 1.2 供试材料 供试水稻品种为宁波市种子有限公司选育的高产杂交粳稻“甬优 538”. 单质肥料为市售氯化钾（60%）；控释肥（CRF，22%-8%-12%）为山东金正大生态工程集团股份有限公司提供的掺混肥；稳定性肥（SF，22%-8%-16%）为浙江巨隆化肥有限公司提供的含硝化抑制剂三氯甲基吡啶（CP）的复合肥；生物炭（BC）由南京勤丰秸杆科技有限公司提供，该生物炭是水稻秸秆在 600 °C 左右隔氧裂解 1 h 的产物，其 pH 9.71，全碳 44.30%，全氮 0.64%，全磷 0.09%，全钾 2.82%. 1.3 试验设计 试验采用随机区组设计，设4种施肥处理：控释肥（CRF）、生物炭+控释肥（BC+CRF）、生物炭+稳定性肥（BC+SF）、生物炭+控释肥+稳定性肥（BC+CRF+SF），具体施肥方案见表1. 基肥于播种前一天（0 d）翻入土壤，追肥于播种后第36 d施入土壤，所有处理N、P 2 O 5 、K 2 O施用总量均与农民习惯施肥保持一致.
3 表1
不同处理施肥方案/kg∙hm -2
Table
1 Fertilization plan under different treatments/kg∙hm -2
处理 基肥
追肥 氯化钾 控释肥 稳定性肥 生物炭
氯化钾 控释肥 稳定性肥 CRF 85 511 0 0
85 511 0 BC+CRF 85 511 0 2 250
85 511 0 BC+SF 51 0 511 2 250
51 0 511 BC+CRF+SF 68 256 256 2 250
68 256 256 本试验小区面积为 18 m 2 （3×6 m），每个小区重复 3 次，共 12 个小区. 小区四周筑埂，并用塑料薄膜包埋，防止田面水侧渗和串流. 各小区设灌水口和排水口，排水口均高出稻田表土 8 cm，末端接溢流桶. 单季稻于 2017 年 6 月 6 日播种，直播密度 15 kg∙hm -2 ，11 月 8 日收获，水稻全生育期 156 d. 水稻生育期内采取适度干湿交替灌溉，其他田间管理措施与当地大田生产相同. 1.4 水样采集与测定方法 试验点气温和降雨量通过当地小型自动气象站记录. 径流水收集视降雨而定，产流的田面水通过溢流桶收集. 田面水采集时间依据施肥和降雨情况确定，分别于水稻播种后第 8、18、30、42、68、77、110、117、133 d 采集 9 次田面水. 采样时，用 100 mL 医用注射器，各小区随机取 5 点田面中上层水样混入 500 mL 塑料瓶，然后立即将水样带回实验室放置 4 °C 冰箱待测. 水样 pH 采用 FE20 pH 计（Mettler Toledo 上海公司）测定；硝态氮氮（NO 3 - -N）采用紫外分光光度法测定；铵态氮（NH 4 + -N）采用靛酚蓝比色法测定；总氮（TN）采用碱性过硫酸钾-紫外分光光度法测定. 采用式（1）对径流量进行计算：
（ ）
式中，F 代表径流量（mm），V 代表溢流桶水样体积（L），A 代表小区面积（m 2 ）. 采用式（2）对氮素径流流失量进行计算 [8] ：
（ ）
式中，L代表氮素径流流失量（kg∙hm -2 ），n代表径流发生次数，c i 代表第i次氮素径流流失质量浓度（mg∙L -1 ），F i 代表第 i 次径流量（mm）. 采用式（3）对氮素径流流失率进行计算 [15] ：
（ ）
式中，R 代表氮素径流流失率（%），L 代表氮素径流流失量（kg∙hm -2 ），N 代表作物施氮量（kg∙hm -2 ）. 1.5 数据分析 利用 Microsoft Excel 2010 进行数据处理，运用 SPSS 13.0 进行统计分析，运用 Duncan 新复极差法进行多重比较和差异显著性检验（P<0.05），采用 SigmaPlot 10.0 制图. 2 结果与分析 2.1 田间降雨量和径流量 水稻生育期内田间降雨量和径流量如图 1 所示. 试验期间共有 57 d 发生降雨，累积降雨量达 553.5 mm. 降雨是决定稻田发生径流的主要因素，降雨共引发 3 次径流，分别是水稻播种后第 8、30、110 d，均发生在大雨或暴雨之后，累积径流量达 75.7 mm. 单季稻生育期内环境温度较高，田面水蒸发较快，但连续降雨导致土壤饱和与田面积水，稻田田面水高度不断上升超过排水口即引发径流.
4 播种后天数/d0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156累积径流量 /mm0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0降雨量 /mm0.020.040.060.080.0100.0120.0140.0累积径流量降雨量 图 1
水稻播种后降雨量和累积径流量 Fig. 1
Rainfall and accumulated surface runoff amounts after rice seeding 2.2 田面水 pH 动态变化 不同施肥处理田面水 pH 动态变化如图 2 所示. 试验期间，田面水 pH 介于 5.64~8.15，总体呈现先上升后下降的趋势. 各处理田面水 pH 出现峰值的时间不一，但主要集中在水稻生长前期（≤42 d），随着水稻的生长，田面水 pH 逐渐下降直至接近耕作层土壤 pH 初始值（5.49）. 播种后天数/d0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156pH0.002.004.006.008.0010.00CRF BC+CRF BC+SF BC+CRF+SF
图 2
不同施肥处理田面水 pH ...
