【目的】农田磷流失风险与磷肥用量密切相关，鉴于土壤胶体在土-水界面磷素迁移转化过程中的重要作用，探讨施用磷肥对紫色土坡面胶体态磷流失的影响及其与产流产沙之间的关系，为从土壤胶体视角认识磷素迁移机制提供科学依据。【方法】试验采用人工模拟降雨和室内分析相结合的方法，开展4个磷肥施用量0(P0）、20(P20）、40(P40）和100(P100)mg·kg~(-1)下紫色土坡面产流产沙及胶体态磷流失特征研究。【结果】地表径流量受磷肥施用量影响较小,侵蚀产沙量受磷肥施用量影响较大，施磷后坡面初始产沙量显著降低了49.3%—68.7%,P100处理累积产沙量较其他施磷处理显著降低了26.5%—30.9%。地表径流是紫色土坡面水分散性总磷（WTP）和胶体态磷（CP）的主要流失途径，其流失比例分别占总流失量的57.5%—93.9%和62.3%—94.8%，且CP是地表径流WTP流失的主要形态，占WTP流失量的72.1%—80.7%。施磷显著增加了磷素流失风险，与P0处理相比，施磷后地表径流WTP、CP、DP（溶解态磷）累积流失负荷量分别提高了2.56—20.97倍、2.72—22.21倍、1.17—10.40倍，侵蚀泥沙WTP、CP、DP的累积流失负荷量分别提高了0.24—0.92倍、0.05—1.09倍、0.47—0.76倍。【结论】紫色土坡面胶体态磷流失的主要途径为地表径流，胶体态磷流失与产流过程密切相关，流失负荷量主要取决于磷肥施用量。水分散性总磷与胶体态磷呈极显著相关关系,胶体态磷是紫色土坡面磷素流失主要形态，可以通过调控地表径流，合理减施磷肥以减少坡面CP流失。

【目的】研究重庆紫色土坡耕地"冬小麦-夏玉米"种植模式在不同施肥制度和耕作模式下由降雨而引发的水土流失特征及氮素流失规律,可为该区农业生产及生态环境保护提供科学依据。【方法】设置4种施肥制度(顺坡耕作对照、顺坡耕作农家肥和化肥配合施用、顺坡耕作单施化肥、顺坡耕作单施化肥增量)和2种耕作模式(顺坡耕作单施化肥、横坡垄作单施化肥),采用野外径流小区长期(2008—2012年)定位监测,研究施肥与耕作对坡面土壤侵蚀及氮素流失的影响。【结果】不同施肥制度和不同耕作模式间产流量、产沙量、氮素流失量差异均显著,不施肥处理产流量、产沙量及氮素流失量均最大,施肥、横坡垄作均能有效降低坡面产流产沙及氮素流失量。...

为了解甘蔗种植体系中施肥对氮肥和磷肥利用率的影响,对不同氮磷施肥量下甘蔗对氮肥和磷肥的利用率进行研究。结果表明,施肥量是影响肥料利用率的最主要因素,不同施肥处理的氮肥利用率3年平均为19.1%～26.3%,磷肥利用率平均为12.0%～15.3%。其中优化施肥的氮肥利用率和磷肥利用率均为最高,在优化施肥的基础上增加50%的施氮量或50%的施磷量均显著降低氮肥利用率或磷肥利用率。在当地的试验条件下,每公顷施用300 kg N不仅能获得较高的甘蔗产量,而且能达到提高氮肥利用率的目的,氮肥利用率达到45.6%。

【目的】本文探索了长江上游紫色土旱坡地麦玉轮作系统减少农田磷素流失和有效提高磷肥利用率的最佳施肥模式,以期降低磷对水体富营养化的影响。【方法】2011-2015年,以紫色土旱坡地典型农作冬小麦和夏玉米为材料,在西南大学试验农场进行田间定点试验。试验采用随机区组设计,共设置7个田间小区试验,依次为不施用磷肥(P0)、优化施肥(P)、倍量施磷肥(2P)、优化施肥+秸秆还田(SP)、优化施肥+猪粪有机肥(MP)、优化施肥量磷肥减量20%+猪粪有机肥(MDP)、优化施肥量磷肥减量20%+秸秆还田(SDP)。测定了

以云光109为材料,采用精确定量栽培技术、不同氮肥水平(B0、B1、B2、B3、B4、B5)与磷肥运筹(A1、A2)相结合,研究云光109叶长、剑叶SPAD值变化,并分析对其产量及结构的影响。结果表明,云光109在磷肥运筹A2时叶长顺序为倒2>倒3>倒4>倒1>倒5,在磷肥运筹A2各不同氮肥施用量的叶长、抽穗灌浆期剑叶的SPAD值大于磷肥运筹A1。通过不同氮肥水平与磷肥运筹措施,明确了云光109在生育后期施磷可以使其在抽穗期增加叶长,提高剑叶叶片的叶绿素含量,氮肥施用量为B3与磷肥运筹A2组合产量最高,达11.88 t/hm2。

【目的】研究川中丘陵区紫色土零散坡耕地在玉米成熟期由降雨引发的水土流失及磷素流失特征,为该区坡耕地养分流失预测评价、防治以及协调区域土地管理,改善生态环境提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨和微小区试验相结合的方法,在玉米成熟期,对平作、顺坡垄作及横坡垄作3种耕作方式的地块进行人工降雨,降雨强度为1.7 mm.min-1,历时40 min。研究人工降雨对地表侵蚀、壤中流量及其磷素流失的影响。【结果】顺坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量均最大,其壤中流及磷素流失最小;横坡垄作地表侵蚀量及磷素流失量最小,而壤中流损失较大。不同耕作方式下壤中流总量虽然较地表径流少,但是其磷素含量却很高,总磷浓度均达到了...

利用人工模拟降雨实验，比较了长江中上游地区两种代表性土壤(红壤和紫色土)的产流产沙特征，从而为统筹配置水土保持措施，控制长江流域水土流失提供本底数据支撑。人工模拟实验降雨历时为60 min,设置小中大三组雨强(0.8、1.1、1.4 mm/min)和四组坡度(10°、15°、20°、25°)。结果表明：(1)两种土壤的初损历时都随雨强的增大而减小，红壤的初损历时小于紫色土；(2)在相同雨强和坡度情况下，红壤的径流深大于紫色土，且红壤先达到稳定状态；(3)小雨强时红壤的侵蚀速率大于紫色土，但中大雨强时情况与之相反。该结果主要是由于两种土壤机械组成差异所造成的。由于红壤黏粒含量较高，在雨强较小时，雨水在红壤坡面入渗少产流量大，因此红壤坡面遭受更强的细沟间侵蚀，致使红壤的侵蚀速率更大。当雨强增大后，红壤与紫色土坡面均出现较大产流，但由于紫色土粉粒含量较高，致使紫色土坡面出现细沟侵蚀，从而进一步加剧了紫色土坡面的侵蚀，导致紫色土坡面侵蚀速率反超红壤坡面。

跌坑是坡面土壤特性和薄层水流动力的耦合作用形成,而跌坑对坡面漫流的集中导致了水流流速、流深和切应力的变化,进一步塑造了侵蚀坡面形态导致跌坑贯穿发生细沟;目前关于跌坑与水动力耦合作用的研究相对较少。采用人工模拟降雨试验方法,分析了跌坑对径流特征的影响,定义了径流集中度Kc,回归调查了径流集中后切应力与跌坑贯穿下切速率的关系。结果表明:紫色土曼宁糙度系数随雨强增大而减小,漫流区坡面曼宁糙度系数变化介于0.014～0.026,沟道曼宁糙度系数变化介于0.008～0.015;薄层水流流速和流深顺坡增大,在跌坑处集中后流速剧增,雨强越大流速越大、流深越小;径流切应力顺坡增大,跌坑集中薄层水流而切应力剧增...

【目的】探讨南方赤红壤蔗区基于甘蔗产量与土壤磷素平衡的磷肥施用量,为该地区农田磷素高效利用与科学施磷提供参考依据。【方法】于2014—2016年在广西甘蔗主产区(南宁市武鸣区)布置田间定位试验,共设5个磷肥施用量水平,分别是0(P0)、75 kg P_2O_5·hm~(-2)(P1)、150 kg P_2O_5·hm~(-2)(P2)、300 kg P_2O_5·hm~(-2)(P3)和600 kg P_2O_5·hm~(-2)(P4),连续3年测定甘蔗蔗茎、蔗叶产量和土壤Olsen-P含量,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并分析植株磷含量,计算甘蔗吸磷量,磷肥利用率和磷素表观平衡状况。【结果】与P1处理相比,P2处理蔗茎产量显著提高8.3%(2014年)、18.0%(2015年)和15.5%(2016年)。蔗叶和地上部产量均以P2或P3处理最高,但不同施磷量间蔗茎、蔗叶和地上部产量整体无显著差异。P2—P4处理蔗茎磷累积量、蔗叶磷累积量和地上部磷累积量也相当。土壤Olsen-P含量、磷素表观平衡量和磷素盈余率均随施磷量的增加而显著增加,而磷素表观回收率和磷素偏生产力随施磷量的增加逐渐下降,以P1处理最高,显著高于P3和P4处理。Mitscherlich方程拟合获得Olsen-P农学阈值为13.4 mg·kg~(-1)。相关分析表明,施磷量与磷素盈余率、磷素盈余率与土壤Olsen-P含量呈极显著的线性正相关关系(P<0.01);磷素盈余率与甘蔗蔗茎产量呈极显著二次相关(P<0.01),与磷素表观回收利用率、磷素偏生产力呈极显著指数相关(P

【目的】通过总结分析长期施肥处理下紫色土稻麦轮作土壤有效磷的变化特征,以及土壤磷素变化对作物产量的影响,为紫色土稻麦轮作磷素管理提供理论依据。【方法】依托国家肥力监测网紫色土肥力监测试验站27年的稻麦轮作定位试验,选取10种不同施肥处理:CK处理(只种作物不施肥);N、NP、NK、PK、NPK为不同氮(N)、磷(P)、钾(K)化肥配施处理;M、NPKS、NPKM、1.5NPK+M为有机肥(M)、秸秆还田(S)及其与化肥配施处理。试验数据涵盖1991—2018年,测定不同施肥处理下土壤有效磷含量和作物产量,计算100 kg籽粒磷素吸收量和磷肥利用率,分析土壤磷素变化对累积磷盈亏的响应,采用不同模型计算土壤磷素农学阈值。【结果】长期施用磷肥能够显著提高土壤有效磷含量,各施磷处理有效磷年均增量为0.80—2.32 mg·kg~(-1);而不施磷处理CK、N、NK和单施有机肥处理M的土壤有效磷含量则逐年下降至平稳状态。不施磷处理土壤磷素一直处于亏缺状态,施磷各处理27年后土壤累积磷盈余量为244.8—698.2 kg P·hm~(-2),其中1.5NPK+M处理累积磷盈余量最高;施磷处理土壤累积盈余量与土壤Olsen-P增量呈显著线性相关,土壤每盈余磷100 kg·hm~(-2),土壤有效磷含量提高4.27—6.5 mg·kg~(-1)。磷肥施用能显著提升稻麦轮作系统作物产量和吸磷量,100 kg水稻籽粒需磷量为0.17—0.41 kg,100 kg小麦籽粒需磷量为0.25—0.57 kg;试验各处理的磷肥利用率为10.3%—39.7%;4种模型(线性-平台模型、双直线模型、BoxLucas模型和米切里西模型)均能较好地拟合作物产量与紫色土有效磷含量的响应关系,其中双直线模型的拟合度最好,其计算的水稻和小麦的土壤有效磷农学阈值分别为13.28和9.93 mg·kg~(-1)。【结论】在紫色土水稻-小麦轮作体系中,合理施用磷肥能显著提高作物吸磷量、产量以及土壤有效磷含量。推荐双直线模型用于计算紫色土稻麦轮作体系下土壤有效磷的农学阈值,生产上应根据土壤有效磷含量及其农学阈值调整磷肥施用量。

【目的】在等氮施用的条件下,研究几种农业有机物料与化肥配合施用对蔬菜连作种植模式的菜地土壤氮形态及温室气体的动态变化的影响,为菜地化肥减量施用及绿色环保提供科学依据。并从温室气体减排角度,为旱地土壤的培肥提供理论参考。【方法】通过田间原位试验,设置了对照即不添加化肥和物料(CK)、常规化肥(F)、秸秆+化肥(SF)、菌渣+化肥(MF)、生物质炭+化肥(BF)、牛粪+化肥(CF)等处理,分析土壤铵态氮、硝态氮、碱解氮和全氮分布特征。同时采用静态箱-气相色谱法,对比分析在化肥减量的基础上,添加物料处理的紫色土(莴笋-卷心菜-辣椒轮作)CO_2、CH_4、N_2O动态变化和温室效应。【结果】等养分投入的条件下,有机物料的添加改变土壤氮形态分布,SF和MF处理主要在料还田前期能增加土壤铵态氮含量,CF处理能提高莴笋和卷心菜季的土壤铵态氮含量,BF处理则提高了辣椒季硝态氮和碱解氮含量。在整个试验观测期内,N_2O、CO_2、CH_(4 )3种气体的排放具有一定的季节变化规律,各气体均在夏季出现了排放高峰,且在施肥灌水后也会出现气体的排放峰。与F处理相比,试验期内BF处理的N_2O平均排放量降低了7.5%,而CF处理则显著增加了233.5%。有机物料与化肥配施较CK和F处理增加了CO_2排放,其中MF和CF处理最为明显,平均排放通量较F处理分别提高了35.6%和31.3%,BF处理则推迟CO_2排放峰,且在高温多雨的夏季增加CO_2排放量。各处理的CH_4排放多为负值,表现为大气中CH_4汇,且在辣椒季波动较为明显,其中BF处理在高温多水的短期内可达到CH_4排放峰值(668.7μg·m~(-2)·h~(-1));SF、MF和BF较F处理的CH_4平均排放通量分别显著下降了104.85%、175.2%和77.5%,其中SF和MF处理分别为-0.1和-1.3 kg·hm~(-2),较其他处理能促进CH_4吸收,减少CH_4产生和排放。但有机物料与化肥配施处理的温室气体的增温潜势较CK和F处理分别增加了26.7%—52.4%和18.1%—42.0%,其中SF处理的增温潜势最低,其次为BF处理。【结论】不同的有机物料对土壤氮形态分布及N_2O、CO_2、CH_4排放的影响各不相同。几种有机物料中,生物质炭、秸秆与化肥配施还田相较于其他处理能增加有效氮含量,减少温室气体的排放,而牛粪与化肥配施则会增加温室气体排放。

三峡库区紫色土坡耕地分布广，水土流失严重。对５个小区降雨连续２ａ的观测和泥沙养分分析，证明免耕植橙、石坎梯地、纵横向沟等是保持水土较好的耕作利用方式。在此基础上，增加植被覆盖度、加强夏作的表土保护，能显著地控制紫色土坡耕地的水土流失。

通过人工降雨模拟试验,研究紫色土坡地泥沙全氮、全磷与泥沙三者流失的耦合特征及其受降雨和地形的影响。结果表明,泥沙全氮流失量随坡度及雨强的增加而减小,而全磷的流失量受雨强及坡度的影响均较小;相关性分析表明泥沙流失量愈大,全氮流失量愈小,而全磷愈大。全氮与泥沙流失随降雨时间而呈峰值特征,而全磷随时间变化较小。泥沙养分流失量的累积过程与泥沙累积过程一致,随泥沙累积量的增加而增加,且全氮流失累积量明显低于全磷流失累积量;坡地泥沙流失养分的富集比具差异性,即泥沙流失量愈大,氮富集比越低,磷富集比越高。分析坡地泥沙流失养分的富集比,可知全磷与泥沙的耦合稳定性较全氮高,更易呈现影响下游水质的滞后效应。

【目的】揭示紫色土地区坡耕地不同施肥方式在不同雨强条件下对土壤养分流失途径及流失量的影响规律,为紫色土坡耕地肥料管理及养分流失治理提供理论依据。【方法】采用两因素、三水平随机区组试验,利用自然降雨和人工降雨相结合的方法,采用模拟径流小区观测地表径流量、壤中流量、泥沙侵蚀量,取样分析养分流失量。【结果】一次性施肥显著提高了玉米生育前期地下水中氮浓度,加大了氮的径流损失,降低了氮肥利用率,使玉米生育后期供肥不足,造成玉米减产。氮的主要损失载体是壤中流,平均损失量达5.08 kg.hm-2,对环境造成了较大压力。氮损失受雨强影响小,受施肥方式影响大,一次性施肥显著加大了氮的损失量。磷损失的主要载体是...