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| 1 | 中国北方农田氮磷淋溶损失污染与防控机制显示文摘突破厚包气带农田根层氮磷淋溶与地下水污染复杂定量关系和阻控机理是国际研究难点。本文系统梳理了重点研发专项'农田氮磷淋溶损失污染与防控机制'项目取得的主要进展,项目包括以下4方面研究内容:1)北方主要农区农田根层氮磷淋溶时空规律;2)根层-深层包气带氮磷淋溶机制和主控因子;3)黑土、潮土和褐土氮磷淋溶阻控机制及其效果;4)典型农区氮磷淋溶风险与区域消减途径。主要科学发现包括:1)受土地利用类型、地下水埋深、包气带岩性、水文地质条件等综合因素的影响,黑土区、潮土区和褐土区根层氮磷淋溶规律与地下水硝酸盐超标率体现出空间不一致和较大差异性。黑土区虽然根层淋溶较小,然而受地形地貌影响,地下水水质对淋溶响应更强烈,应该进一步研究黑土区地下水水质对淋溶的响应机制。华北潮土区和褐土区厚包气带具有明显氮阻控能力,应该进一步加强厚包气带对氮磷淋溶减排机理与途径研究。2)基于长期施肥定位试验和12 m深观测井对包气带农田土壤氮盈余累积特征和淋失规律的研究发现,华北平原区的环境安全施氮量约为200kg(N)·hm-2·a-1,超过环境安全阈值的多投入氮肥中有51%淋失到1m根层以下,不合理灌溉、强降水、大孔隙和裂隙是造成土壤硝酸盐淋溶的主要因素,对包气带累积硝态氮的淋失作用可影响至6m以下土层。3)利用深层取样和生物学方法结合,对厚包气带0~10.5m原位土壤微生物的反硝化活性和微生物区系组成的研究结果表明,表层土壤是微生物进行反硝化的主要场所,深层土壤中反硝化作用显著减弱,'碳饥饿'是限制底层土壤反硝化微生物丰度与活性的关键因素;室内培养试验证实添加碳源可有效激活土壤微生物的反硝化活性,为'根层截氮包气带脱氮'的淋溶阻控机理找到了突破口。4)利用黑土、潮土和褐土区氮磷淋溶阻控试验、全国农业面源污染国控监测网、北方农区地下水硝酸盐监测网和NUFER (NUtrient flows in Food chains, Environment and Resourcesuse)模型,提出了养分损失脆弱区区划和区域氮磷污染削减草案,可为农业绿色发展和面源污染阻控提供科学依据。 | 马林 王洪媛 刘刚 胡克林 梁超 杜连凤 郭胜利 柏兆海 王凤花 李晓欣 王仕琴 胡春胜 | 2021 | 中国生态农业学报(中英文)2021，29，1： | 9 |
| 2 | 控释掺混肥对菜田土壤脲酶和氮转化功能基因影响及硝酸盐淋溶削减研究显示文摘以西蓝花为对象,研究了露地菜田不同施肥方式下土壤氮转化酶、氮转化功能基因及氮吸收量的差异,监测了西蓝花生育期内不同时期0~100 cm土壤硝态氮含量动态变化.结果表明:①施氮处理(CF、CU80%和CU60%)土壤脲酶活性是缺氮处理(PK)的1.78~3.11倍,差异显著(p<0.05),并且其AOA、AOB、nirS、nirK和nosZ丰度分别较PK处理分别增加了26.35%~50.98%、57.69%~126.73%、50.76%~120.79%、31.41%~118.07%和39.45%~282.95%.减氮20%控释掺混肥一次性底施处理(CU80%和CU60%)与传统底追结合施肥处理(CF)之间的脲酶活性和氮转化功能基因丰度均无显著差异(p>0.05).②不同施肥处理植株全氮含量和吸氮量无显著差异(p>0.05).③与CF处理相比,CU80%处理提高了0~20 cm土壤硝态氮供应,其含量是CF处理的1.97~15.22倍.④试验开始后第31 d,施肥、灌溉和降雨导致试验地块40~60 cm和60~80 cm土壤硝态氮平均含量分别增加到种植前的3.37倍和7.33倍,且80~100 cm土壤硝态氮含量高达23.22 mg·kg^(-1).西蓝花采收后,试验区各土层硝态氮平均含量均降到8 mg·kg^(-1)以下,表明西蓝花种植期间发生了明显的硝酸盐淋溶.⑤追肥、灌溉和降雨导致CF处理40~60、60~80和80~100 cm土壤硝态氮含量分别增加到55.98、51.69和36.04 mg·kg^(-1),而CU80%处理相应土层的硝态氮含量分别仅为CF处理的5.91%、18.61%和26.69%.综上结果表明,减氮20%控释掺混肥一次性底施(CU80%)在满足土壤氮转化、耕层氮供应和作物吸氮的前提下,有效削减了硝态氮淋溶,显著降低了农田面源污染. | 张雪莲 王学霞 金强 杜晓玉 刘自飞 张梦佳 赵青春 廖洪 于跃跃 刘彬 张新刚 崔同华 张海伶 文方芳 | 2022 | 环境科学学报2022，42，2： | 7 |
| 3 | 自然降雨下蔬菜地土壤侵蚀及氮素流失特征显示文摘为探究自然降雨下露天蔬菜地土壤侵蚀及氮素养分流失特征,基于径流小区原位观测试验,设置叶菜类和果菜类这2种处理,测定次降雨下不同类型蔬菜地坡面地表径流、侵蚀及其氮素(铵态氮和硝态氮)流失量,探讨露天蔬菜种植坡面土壤侵蚀及氮素流失特征及影响因素.结果表明:(1)果菜类(茄子-辣椒)蔬菜地的地表径流、侵蚀量及铵态氮、硝态氮流失量显著高于叶菜类(油麦菜-红薯叶),是后者的1.27~2.00倍.不同处理下第二季蔬菜坡面地表径流、侵蚀及其铵态氮和硝态氮流失占总流失量的50.86%~68.83%,是第一季蔬菜的1.03~2.04倍.蔬菜地坡面地表径流、侵蚀及其氮素流失集中在6月和7月,地表径流和侵蚀泥沙中氮素主要以地表径流中的硝态氮形式流失.(2)次降雨下,不同处理蔬菜地坡面地表径流、侵蚀及其养分流失在蔬菜生长期内呈波动变化,且流失量主要集中在几场典型降雨.整体上不同处理下第一季蔬菜地表径流和侵蚀泥沙中硝态氮和铵态氮流失量及含量低于第二季蔬菜,果菜类地表径流、侵蚀量及铵态氮、硝态氮流失量高于叶菜类.(3)蔬菜地坡面地表径流、侵蚀及其铵态氮和硝态氮流失量与降雨量和最大30 min降雨强度等降雨参数呈极显著正相关关系.大雨降雨等级是引起蔬菜地土壤侵蚀及其铵态氮和硝态氮养分流失的主要降雨等级,其次是暴雨和中雨,分别贡献了29.58%~46.68%、24.54%~36.79%和24.01%~39.13%的流失量,且不同蔬菜处理坡面地表径流、侵蚀与铵态氮和硝态氮流失对降雨等级的响应存在明显不同.研究结果有助于明晰南方露天蔬菜地土壤侵蚀及养分流失规律. | 宁嘉丽 黄艳荟 李桂芳 陈钊柱 王坚桦 | 2023 | 环境科学2023，44，1： | 0 |
| 4 | 蔬菜营养特性与施肥技术显示文摘施肥和灌水是提高蔬菜产量的必要措施。菜田合理施肥能提高蔬菜总产量和经济产量,提高蔬菜的营养价值和品质。在介绍蔬菜营养基本特性的基础上,分析了蔬菜生产中化肥使用的突出问题,阐述了蔬菜施肥基本原则及施肥技术,解决了蔬菜生产化肥不合理施用的问题。 | 李想 | 2023 | 河南农业2023，，3： | 0 |
| 5 | 水肥运筹对新疆灰漠土露地菜田水渗漏量和氮淋溶量的影响显示文摘为探究长期不同水肥管理模式下露地菜田土壤灌水渗漏和氮素淋溶损失特征,利用新疆平原露地菜田国控监测点2014-2017年监测数据,分析常规生产模式、关键减排模式、综合减排模式下土层深度0~90 cm处的产流量、氮素淋溶量。结果显示,常规生产模式下,平均年产流量285.2 m^(3)/hm^(2),产流系数8.8%,总氮淋溶量为16.8 kg/hm^(2),是当季氮肥施用量的4.2%,其中硝态氮6.3 kg/hm^(2)、铵态氮0.16 kg/hm^(2),总氮淋溶量为当季氮肥施用量的4.2%。与常规生产模式相比,关键减排模式显著增产4.0%,分别削减产流量11.4%、产流系数12.3%、总氮淋溶量21.0%;综合减排模式显著增产20.6%,分别削减产流量25.3%、产流系数61.3%、总氮淋溶量36.9%。结果表明,新疆灰漠土区蔬菜的常规施肥灌水模式会导致灌水渗漏,引起氮淋溶损失,通过减少施氮量、改进施肥方式能增产并减少灌水渗漏、降低氮淋溶量,减少施肥量的同时降低灌溉量可以更大幅度减少氮淋溶量、增加产量,重点是减少秋季土壤残留氮数量以降低冬季降雪融水造成的氮淋溶损失。 | 金秀勤 牛新湘 蒲胜海 杨涛 马红红 李磐 彭银双 马兴旺 | 2023 | 华中农业大学学报2023，42，5： | 0 |
| 6 | 冷凉地区结球白菜氮肥总量控制试验显示文摘为探明高海拔冷凉地区结球白菜高效栽培的适宜施氮量,在武川县耗赖山乡开展氮肥总量控制试验,试验设无氮、70%荐氮量、荐氮量、130%荐氮量和不施肥5个不同施氮量处理.结果表明:不同施氮量处理中,以荐氮量330 kg·hm^(-2)的处理,结球白菜的商品性状、净菜增产率、纯收入增加值及氮肥农学效率均为最高;130%荐氮量429 kg·hm^(-2)的处理次之.试验综合分析可知,当地冷凉地区结球白菜的适宜氮肥施用量为330 kg·hm^(-2). | 张莉 乔旭 张帆 庞少磊 庞琢 | 2023 | 韶关学院学报2023，44，6： | 0 |
| 7 | 内蒙古中部冷凉地区结球甘蓝氮肥总量控制试验显示文摘【目的】研究内蒙古中部冷凉地区结球甘蓝高效栽培的最佳施氮量。【方法】在内蒙古武川县进行结球甘蓝氮肥总量控制试验,选择中甘628为试验品种,设无氮区(T1)、70%优化氮区(T2)、优化氮区(T3)、130%优化氮区(T4)和160%优化氮区(T5)5个不同施氮量处理,比较分析不同处理下结球甘蓝产量、商品净菜率、商品性状及经济效益。【结果】T4处理商品净菜产量最高(96878.8 kg/hm^(2)),T3处理次之(96313.1 kg/hm^(2)),分别比T1处理增产27.78%和27.03%。T3处理商品净菜率最高,为78.24%;T2处理次之,为77.32%。植株开展度随氮肥施入量的增加而增加,T5处理植株开展度最高(42.78 cm),比T1处理高18.24%;T4处理商品株单球质量最高(2.10 kg),T3处理次之(1.99 kg),分别比T1处理高33.76%和26.75%。T3处理纯收入增加值最高(21644.6元/hm^(2)),投产比为1.0∶7.4;T4处理次之(21455.0元/hm^(2)),投产比为1.0∶5.6。T3处理氮肥农学效率最高(45.54 kg/kg),T4处理次之(36.00 kg/kg)。【结论】以推进氮肥减量增效为目标,内蒙古中部冷凉地区结球甘蓝氮肥施用量以450 kg/hm^(2)为宜。 | 张莉 周军 乔旭 冯旭旺 刘红波 张帆 庞琢 | 2022 | 北方农业学报2022，50，5： | 0 |
| 8 | 陕西省主要农作物生产水足迹分析显示文摘农业生产对水资源的需求及消耗巨大,为探索区域性农业水资源利用的可持续性,为陕西省农业生产的水资源管理和农业可持续发展提供数据支撑,本研究运用水足迹理论,基于气象数据及农作物种植管理数据,分析了陕西省2011-2020年代表性农作物(夏玉米、冬小麦、大豆、苹果和露地蔬菜)生产在地级市尺度的单位面积水足迹数量及组成结构、地区特征及全省主要农作物生产的总水足迹及其占比和年际变化趋势。结果表明:(1)在省级尺度上,陕西省主要农作物单位生产面积的水足迹依次为苹果(10498.6m~3·hm~(-2))、露地蔬菜(10233.6m~3·hm~(-2))、大豆(5451.7m~3·hm~(-2))、夏玉米(4771.9m~3·hm~(-2))和冬小麦(3357.4m~3·hm~(-2)),露地蔬菜和苹果生产的单位面积水足迹是粮食作物的2倍以上,非自然降水水资源(蓝水和灰水)消耗占比分别达农业生产水资源消耗的75.7%和55.3%。(2)陕西省10a平均农作物生产总水足迹依次为苹果(69.1亿m~3)、露地蔬菜(37.7亿m~3)、冬小麦(33.7亿m~3)、夏玉米(26.8亿m~3)和大豆(8.9亿m~3);露地蔬菜灌溉水资源消耗量高于其他农作物,苹果和露地蔬菜因氮肥施用而消耗的水资源量高于其他农作物;种植面积占全省农作物总面积31%的水果和蔬菜作物,其水足迹占到农作物总水足迹的47%,优化蔬菜和水果种植生产过程的水肥管理益于高效释放陕西省农业节水潜力。(3)在市级尺度上,苹果生产水足迹集中于延安、咸阳和渭南地区(77.0%),露地蔬菜水足迹集中在关中和陕南地区(90.4%),夏玉米和冬小麦集中于关中地区(84.9%和87.1%),大豆生产主要集中于陕北和陕南地区(81.1%)。不同作物集中产区区域水资源高效利用及降低农作物生产水足迹策略需因地制宜,结合作物特性和当地实际实行集雨节水灌溉、高效节水灌溉技术及水氮耦合等农作管理措施进行综合调控,以实现农业生产节水增效目标。 | 何雨桐 谢立勇 靳泽群 李阔 柳瀛 郭李萍 | 2023 | 中国农业气象2023，44，7： | 0 |
| 9 | 不同水氮策略对马铃薯产量、品质及水氮利用的影响显示文摘为探究不同水氮策略对张家口坝上马铃薯根冠结构、产量、品质及其水氮利用的影响,设置双因素试验,因素1为施肥量:氮肥270 kg/hm~2(F_(100))、氮肥270 kg/hm~2+调理剂600 L/hm~2(PF_(100))、氮肥229.5 kg/hm~2+调理剂600 L/hm~2(PF_(85))、氮肥189 kg/hm~2+调理剂600 L/hm~2(PF_(70));因素2为灌水频率:高频灌溉,6 d 1灌(D6);中频灌溉,8 d 1灌(D8);低频灌溉,10 d 1灌(D10),分析不同水氮策略对马铃薯根冠结构、产量、品质及其水氮利用的变化特征。结果表明,灌溉频率和施肥量对马铃薯产量、品质及其水肥利用有显著影响。高频灌溉(D6)的马铃薯根长、根体积、根表面积、茎粗、产量和水分利用效率的平均值最大,分别为3 678.6 cm、34.7 cm~3、787.8 cm~2、72.3 cm、43 721 kg/hm~2和100 kg/(hm~2·mm);中频灌溉(D8)的可溶性糖平均值最大(184 kg/kg)。在同一灌水条件下,随施肥量减少,马铃薯产量和水分利用效率均下降,氮肥偏生产力提高。与F_(100)处理相比,D6和D8条件下PF_(85)处理的蛋白质含量分别显著提高88.6%和48.4%,还原糖含量分别降低1.23%和17.8%,以及D10条件下PF_(85)处理可溶性糖含量显著提升4.3%。基于主成分分析和TOPSIS分析方法,在张家口坝上沙土马铃薯种植地区在不减产条件下能够对马铃薯生长、品质和氮素利用产生积极影响的最佳水氮策略为:高频灌溉并施用85%氮肥+调理剂。得到的水氮最佳配比可为我国北方沙区及其他环境相似地区的灌溉施肥优化管理提供科学依据。 | 杨金翰 魏伟 郝喜英 张红杰 黄伟 丁洪峰 田小明 | 2023 | 江苏农业科学2023，51，13： | 0 |
| 10 | 豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田硝态氮累积、固氮基因和净收益的影响显示文摘为降低河北省设施蔬菜种植区土壤硝态氮盈余累积量,降低地下水硝酸盐污染风险,2018—2022年连续5年,在华北典型褐土区设施菜田中,采用田间小区试验和实验室分析试验相结合的方法,以分析豆科作物轮作与有机肥+功能微生物肥减投配施对设施菜田产量和土壤硝态氮累积的影响,试验设置对照(CK)、常规施肥(T1)、减量施肥+功能微生物(T2)、减量施肥+功能微生物+豆科作物(T3)共4个处理。结果表明:相比T1处理,T2和T3处理可使番茄产量增加5.3%和25.8%;T2处理下油菜产量增加3.0%;农户年净收益提高4.4%和34.4%。5年间T2、T3处理的氮肥表观利用率较T1处理,番茄季增幅为13.5%~17.0%、11.3%~18.1%;T2处理油菜季增幅9.3%~36.6%。实时荧光定量(qPCR)结果显示,T2和T3处理土壤根际土固氮功能基因nifH拷贝数相比T1处理显著提高了16.1%和58.9%;nifH基因拷贝数与作物产量呈显著正相关关系,二者之间的回归方程为y=0.000 2x+30 355(R=0.741 2)。T2和T3处理0~100 cm土体硝态氮周年平均累积量,相比T1处理降低了51.6%和58.3%;5个轮作周期后,与T1处理相比,T2和T3处理有效降低了0~100 cm土体中55.3%和71.0%的硝态氮累积。综上,在减量施肥的背景下,选择引入豆科作物进行合理优化轮作,与有机肥+功能微生物肥配施,可从源头上减少设施蔬菜的氮肥投入,降低设施菜田土壤硝态氮淋失风险,提高作物产量和肥料利用率。 | 郜静 马铭泽 王策 刘蕾 李玭 肖广敏 王雪晴 茹淑华 孙世友 窦菲 潘丽佳 贾可 刘辉 王凌 | 2023 | 环境生态学2023，5，11： | 0 |
| 11 | 化肥氮素减施条件下生物炭施用对冬瓜产量和品质及土壤氮素淋失的影响显示文摘【目的】明确冬瓜产量、品质及土壤氮素淋失对化肥氮素减施与生物炭施用的响应,为珠三角地区蔬菜生产科学施用氮肥和生物炭提供理论依据。【方法】在佛山市三水区开展2年田间小区试验,试验设对照(Control)、常规施肥(100%N)、减氮30%(70%N)、减氮30%+生物炭10 t hm^(−2)(70%N+BC10)和减氮30%+生物炭20 t hm^(−2)(70%N+BC20)5个处理,测定各处理冬瓜产量与品质、土壤氮素淋失与养分指标等的变化。【结果】相较100%N处理,70%N处理2019年冬瓜产量降低27.4%;而70%N+BC10和70%N+BC20处理冬瓜产量较70%N处理2019年分别提高18.2%和32.6%,2020年分别提高13.8%和46.3%,其产量水平与100%N处理相当,说明施用生物炭对冬瓜有显著增产效果,且单位面积冬瓜数量、单瓜重及瓜长均有所提高。与70%N处理相比,生物炭与等氮量配施各处理冬瓜亚硝酸盐含量降低、维生素C含量提高,可溶性固形物、出汁率、总酸度等指标变化不显著,且以施用10 t hm^(−2)生物炭处理改善冬瓜品质效果更明显;2020年70%N+BC10和70%N+BC20处理的淋溶水硝态氮含量平均降低8.6%和7.2%,70%N+BC10处理的淋溶水平均总氮含量降低4.3%。化肥氮素减施30%条件下,生物炭施用处理土壤pH值提高0.81~1.55个单位,有机质含量提高4.0%~8.9%。【结论】在化肥氮素减施30%条件下,施用10 t hm^(−2)和20 t hm^(−2)生物炭可获得与常规施氮(不减施氮肥)处理相当的产量,且当生物炭施用量为10 t hm^(−2)时改善冬瓜品质效果明显;同时,施用生物炭能够矫正土壤酸度、提高有机质含量并减少氮素淋溶损失。 | 孙海军 吴思 萧洪东 李学文 刘家友 喻敏 施卫明 | 2023 | 土壤通报2023，54，3： | 0 |
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