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文檔簡(jiǎn)介
1、本研究以“源頭控制”為基本出發(fā)點(diǎn),在PAM改良土壤研究的基礎(chǔ)上,試圖添加不同強(qiáng)化劑,通過(guò)強(qiáng)化劑與PAM聯(lián)合作用,有效地提高PAM改良土壤結(jié)構(gòu),固定表土、減少?gòu)搅?,使氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)最大程度的保留于土壤的能力,更加有效的實(shí)現(xiàn)作物——土壤系統(tǒng)養(yǎng)分的良性循環(huán),達(dá)到養(yǎng)分高效的利用。通過(guò)室內(nèi)物理化學(xué)試驗(yàn)、模擬淹水試驗(yàn)、土柱模擬試驗(yàn)和人工降雨坡面氮素徑流試驗(yàn)等綜合研究手段,研究PAM與強(qiáng)化劑聯(lián)合作用對(duì)土壤氮素遷移、轉(zhuǎn)化和淋失的效應(yīng)。據(jù)此,在不需改變
2、現(xiàn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局、無(wú)需大量投資和工程建設(shè)的情況下,通過(guò)本研究篩選出最佳的強(qiáng)化劑和PAM組合,在PAM控制土壤N素流失研究領(lǐng)域里探索出一條更加高效、經(jīng)濟(jì)的實(shí)用控制技術(shù),對(duì)于控制農(nóng)業(yè)面源污染,保護(hù)重慶市水環(huán)境安全,特別是三峽庫(kù)區(qū)水質(zhì)的保護(hù)具有重大理論和實(shí)踐意義。研究獲得的主要結(jié)論有: (1)PAM明顯影響土壤對(duì)NH+4—N的吸附性能,單施PAM可以有效提高土壤對(duì)銨態(tài)氮的吸附性能,而PAM與強(qiáng)化劑聯(lián)合施用可以進(jìn)一步提高其吸附能力,作用
3、的大小和方向與強(qiáng)化劑施用種類具有密切關(guān)系。除石灰處理外,其他強(qiáng)化劑處理的最大吸附量與單施PAM處理(CK1)比較均增加37.5%-83.3%,差異均達(dá)顯著水平(p<0.05)。施用PAM和強(qiáng)化劑后主要影響土壤在慢速吸附階段對(duì)銨態(tài)氮的吸附能力,其中以PAM聯(lián)合沸石處理和檸檬酸處理對(duì)銨態(tài)氮的吸附效果最好,與單施PAM(CK1)處理比較,平均吸附量分別增加了34.1%和120.6%;最大吸附量分別增加了51.7%和83.3%。采用Langmu
4、ir方程、Freundlich方程和Temkin方程對(duì)其結(jié)果進(jìn)行擬合,各處理均能很好的反映土壤對(duì)NH+4—N的吸附反應(yīng),相關(guān)系數(shù)均達(dá)極顯著水平。施用PAM雖然可以很好的增加土壤對(duì)氮的吸持容量,但所吸附的氮容易被釋放出來(lái),難以有效提高土壤對(duì)氮的保蓄能力。而加入強(qiáng)化劑之后可以一定程度上彌補(bǔ)這一缺陷,其中以配施沸石效果最好,與完全空白對(duì)照(CK)相比其平均解吸率降低了21.3%,差異達(dá)到顯著水平(p<0.05)。 在模擬淹水條件下,經(jīng)
5、PAM和強(qiáng)化劑聯(lián)合處理后的土壤可很好的抑制水體中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化的速率,并且能夠使氮素向水體的釋放過(guò)程快速地達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,使水體中TN濃度維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的濃度水平。其中檸檬酸處理不僅可以抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉(zhuǎn)換,同時(shí)對(duì)于TN的抑制作用也很明顯,在淹水后第4天TN濃度達(dá)到最大峰值85.271xg/ml后就一直持續(xù)下降,到試驗(yàn)?zāi)┢?,向上覆蓋水中釋放氮的總量為14.13μg/ml,低于完全空白對(duì)照(CK)的16.96μg/ml。
6、 (2)土壤經(jīng)PAM與強(qiáng)化劑處理后,對(duì)土壤中氮素的遷移淋溶特性產(chǎn)生了明顯影響,處理效果與施用不同的強(qiáng)化劑種類有關(guān),秸稈和堿化秸稈分別與PAM聯(lián)合對(duì)控制土壤氮素的流失的效果尤為顯著。石膏和沸石分別與PAM聯(lián)合作用對(duì)控制氮素的流失也有一定的效果,其對(duì)抑制土壤氮素的效用在淋溶的后期才會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。前期其聯(lián)合作用對(duì)控制氮素的流失影響不大。經(jīng)秸稈與PAM和堿化秸稈與PAM處理后土壤對(duì)銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的流失均起到了很好的抑制作用,其銨態(tài)氮的累積淋溶
7、量較單施PAM對(duì)照(CK1)分別減少了15.1%和30.3%,差異均達(dá)顯著水平;硝態(tài)氮的累積淋溶量較單施PAM對(duì)照(CK1)分別減少了25.5%和38.4%,差異也均到達(dá)顯著水平;而PAM分別聯(lián)合石膏和沸石處理土壤后對(duì)控制銨態(tài)氮的流失效果不大,其效用主要表現(xiàn)在對(duì)硝態(tài)氮的控制上,兩個(gè)處理的硝態(tài)氮累積淋溶量較單施PAM對(duì)照(CK1)分別減少了16.5%和14.4%。從總氮的淋失情況看,各處理的總氮累積淋失量除磷石膏處理外均小于對(duì)照CK,秸稈
8、、堿化秸稈、石膏和沸石4個(gè)處理其累積總氮淋失量較單施PAM對(duì)照(CK1)分別減少了18.2%、27.9%、10.6%和10.4%,其中秸稈和堿化秸稈處理與對(duì)照CK1的差異均達(dá)顯著水平(p<0.05)。 (3)PAM與強(qiáng)化劑聯(lián)合施用對(duì)氮素的徑流流失具有很好的的控制效果,在不同土壤坡度、降雨強(qiáng)度的條件下表現(xiàn)出的對(duì)土壤氮素流失的控制效果不同。 在坡度15°、雨強(qiáng)33.7mm/h條件下,不同種類的強(qiáng)化劑與PAM聯(lián)合作用均能有效的
9、減少氮素的徑流流失,其效果受強(qiáng)化劑種類的影響。添加強(qiáng)化劑之后對(duì)于氮素的徑流流失的控制效果要優(yōu)于僅單施PAM時(shí)對(duì)氮素流失的控制效果,沸石、堿化秸稈和檸檬酸分別與PAM聯(lián)合旌用,其效果較單施PAM對(duì)照(CK)分別減少了33.7%、57.1%和59.7%。由此可得,強(qiáng)化劑的添加對(duì)于PAM控制土壤氮素流失可以起到很好的促進(jìn)作用,其效果是顯著的。同時(shí)控制銨態(tài)氮和硝態(tài)氮的效果以檸檬酸處理最佳,兩次降雨的平均土壤銨態(tài)氮流失速率為0.375mg/min
10、,較單施PAM對(duì)照減少了70.6%;硝太氮流失速率為1.56 mg/min,較單施PAM對(duì)照減少了53.5%;堿化秸稈處理控制土壤硝態(tài)氮效果最佳,其平均流失速率為1.53 mg/min,較單施PAM對(duì)照減少了54.4%。 在雨強(qiáng)為33.70mm/h,PAM用量為8g/m2,堿化秸稈用量為300g的條件下,坡度對(duì)PAM與強(qiáng)化劑聯(lián)合控制土壤氮素流失的效果有影響。在坡度比較小的情況下,堿化秸稈與PAM聯(lián)合作用對(duì)控制銨態(tài)氮的流失受坡度的
11、影響不大,隨著坡度的逐漸增加其影響才逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。各坡度條件下硝態(tài)氮流失速率,兩次降雨的平均速率大小為8°(1.23 mg/min)<15°(1.53mg/min)<20°(2.39 mg/min),坡度越大,硝態(tài)氮的流失就越嚴(yán)重。另外,隨著坡度的增加,氮素流失總量增加幅度增大,15°和120°時(shí)其氮索流失量較8度時(shí)分別增加了17.5和87.1%,由此可見(jiàn)坡度的增加不利于堿化秸稈與PAM聯(lián)合作用控制氮素流失效果的發(fā)揮。 在坡度1
12、5°,PAM用量8g/m2,堿化秸稈為300g條件下,不同的雨強(qiáng)通過(guò)影響徑流量來(lái)影響其攜帶的養(yǎng)分流失量。兩次降雨在施用堿化秸稈和PAM基礎(chǔ)上,整個(gè)NH+4—N流失速率曲線均比較平緩,說(shuō)明PAM能使土壤表面保有NH+4,隨著降雨進(jìn)行而慢速浸出。大雨強(qiáng)在二個(gè)次降雨中均保持高水平的餃態(tài)氮流失,兩次降雨的NH+4—N流失速率大小均為:大雨(0.47mg/min)>中雨(0.78 mg/min)>小雨(0.65 mg/min)??梢?jiàn),堿化秸稈同P
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