耕作措施对红壤坡耕地土壤CO_(2)排放的影响 被引量：2

1

作者 颜科宇 李靖 +3 位作者 陈正发 段青松 王道祥 胡燕梅 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期140-149,157,共11页

[目的]探析红壤坡耕地不同耕作措施对土壤二氧化碳(CO_(2))排放的影响,为红壤坡耕地绿色低碳耕作模式构建与耕作措施优化提供理论依据。[方法]通过设置横坡垄作(RT)、顺坡垄作(DT)、覆膜耕作(PM)和传统耕作(CT)4种典型耕作措施试验小区... [目的]探析红壤坡耕地不同耕作措施对土壤二氧化碳(CO_(2))排放的影响,为红壤坡耕地绿色低碳耕作模式构建与耕作措施优化提供理论依据。[方法]通过设置横坡垄作(RT)、顺坡垄作(DT)、覆膜耕作(PM)和传统耕作(CT)4种典型耕作措施试验小区,采用结构方程模型探究了土壤理化性状与土壤CO_(2)排放间的响应关系,并采用综合评价模型定量分析了不同耕作措施的降碳增产综合效益。[结果]RT的土壤有机碳和全氮含量总体较高,可显著增加土壤总孔隙度,降低土壤容重(p<0.05),DT则相反;PM的土壤温度及含水率显著高于其余耕作措施,RT和DT为代表的垄作措施显著高于CT。在作物生育期内,不同耕作措施的土壤CO_(2)排放通量在60.53~818.90 mg/(m^(2)·h),呈先升高后降低的波动趋势,耕作措施间土壤CO_(2)累计排放量大小关系为PM>DT>CT>RT,RT可显著减少3.4%~22.4%(p<0.05),而作物生育期间为花粒期>穗期>苗期。降雨侵蚀对红壤坡耕地土壤CO_(2)排放具有明显“Birch效应”,降雨侵蚀后耕作措施间土壤CO_(2)排放通量大小关系为DT>PM>CT>RT。红壤坡耕地主要通过调节土壤温度、土壤含水率、全氮和容重来影响土壤CO_(2)排放通量。[结论]RT对降低土壤CO_(2)排放及增加作物产量具有积极作用,可优先在南方红壤坡耕地进行推广。 展开更多

关键词 土壤CO_(2)排放 耕作措施 红壤坡耕地 作物生育期

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耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响 被引量：1

2

作者 毛燕俊 颜科宇 +5 位作者 陈正发 段青松 胡燕梅 王道祥 杨晓峰 董辰晨 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期15-26,共12页

[目的]探究耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响及耦合协同机制,为红壤坡耕地通过优化耕作措施调控土壤有机碳流失/淋失提供科学依据。[方法]通过布设覆膜耕作(PM)、横坡垄作(RT)、顺坡垄作(DT)和传统耕作(CT)4种耕作措... [目的]探究耕作措施对红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失过程的影响及耦合协同机制,为红壤坡耕地通过优化耕作措施调控土壤有机碳流失/淋失提供科学依据。[方法]通过布设覆膜耕作(PM)、横坡垄作(RT)、顺坡垄作(DT)和传统耕作(CT)4种耕作措施试验小区,采用精细化室内人工模拟降雨的研究手段,并结合结构方程模型(SEM),探析降雨侵蚀过程不同耕作措施对红壤坡耕地有机碳流失/淋失的影响机制。[结果]地表径流和壤中流量大小关系分别为PM>DT>CT>RT、RT>CT>DT>PM,其中,PM、RT、DT和CT小区地表径流分别占总径流量的60.6%、34.9%、53.4%、45.8%,PM、DT产流形式以地表径流为主,RT、CT以壤中流为主。降雨过程产流产沙及有机碳流失/淋失均受耕作措施、生育期和降雨强度三者交互作用的显著影响(p<0.01),其中,DT侵蚀产沙总量最大,较其他耕作措施增大2.00~8.28倍(p<0.05),不同耕作措施和生育期的土壤有机碳流失/淋失总量关系分别为DT>CT>PM>RT,穗期>花粒期>苗期,RT可显著抑制有机碳流失/淋失,较其他耕作措施减少4.9%~52.8%(p<0.05)。地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中有机碳流失/淋失量分别为总损失量的56.1%、18.1%和25.8%。SEM分析表明,耕作措施和降雨强度均可通过影响地表径流量、壤中流量及侵蚀泥沙量进而对土壤有机碳流失/淋失过程产生间接影响,其中通过地表径流量对土壤有机碳流失/淋失的影响系数最大,其次为侵蚀泥沙量和壤中流量。[结论]地表径流和侵蚀泥沙是红壤坡耕地土壤有机碳流失/淋失的主要途径,RT在减少红壤坡耕地地表径流量、侵蚀泥沙量及阻控土壤有机碳的流失/淋失方面表现出显著优势,可作为红壤坡耕地耕作管理中的优先推广措施。 展开更多

关键词 土壤有机碳 水土流失/淋失 红壤坡耕地 耕作措施 地表径流 壤中流 降雨侵蚀

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工程扰动对低纬高原亚高山草甸土壤质量的影响

3

作者 胡燕梅 张丽梅 +5 位作者 陈正发 刘辉 颜科宇 段青松 张川 杨晓峰 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期122-131,142,共11页

[目的]探究不同工程扰动强度对低纬高原亚高山草甸土壤质量的影响,为亚高山草甸土壤保护和草甸生态系统修复提供科学依据。[方法]以昆明市寻甸县高本山风电场3个不同工程扰动区(未扰动、轻度扰动、强度扰动)土壤为研究对象,分析不同工... [目的]探究不同工程扰动强度对低纬高原亚高山草甸土壤质量的影响,为亚高山草甸土壤保护和草甸生态系统修复提供科学依据。[方法]以昆明市寻甸县高本山风电场3个不同工程扰动区(未扰动、轻度扰动、强度扰动)土壤为研究对象,分析不同工程扰动强度土壤理化性质变化,采用主成分分析(Principal component analysis,PCA)方法建立最小数据集(minimum data set,MDS)评价指标体系,并采用土壤质量指数(Soil quality index,SQI)模型定量评价不同扰动强度亚高山草甸土壤质量变化。[结果](1)随着工程扰动强度的增强,土壤颗粒分形维数呈增大趋势,土壤颗粒组成由以砂粒为主逐渐向粉粒和黏粒为主演变,轻度扰动区和强度扰动区黏粒含量相比未扰动区增加36.69%和50.04%。(2)扰动后土壤结构遭到破坏,团聚体稳定性显著降低(p<0.05),与未扰动区相比,轻度扰动和强度扰动区土壤微团聚体增加30.00%和15.46%;与未扰动区相比,轻度扰动区和强度扰动区团聚体平均质量直径(MWD)分别减少36.50%,10.99%,团聚体几何平均直径(GMD)分别减少37.95%,18.44%。(3)随着扰动强度的增加,土壤pH呈现小幅增加趋势,速效钾先增加后减小,而土壤有机质、全氮、有效磷均随着扰动强度的增加而显著降低(p<0.05)。(4)工程扰动导致土壤质量水平呈现显著减小趋势(p<0.05),未扰动区土壤质量水平处于“较高”水平,而轻度扰动区、强度扰动区则分别处于“较低”“中等”水平。[结论]工程扰动会导致低纬高原亚高山草甸土壤理化性质发生显著改变,扰动后土壤质量指数显著降低(p<0.05),不同工程扰动土壤质量指数表现为未扰动>强度扰动>轻度扰动。 展开更多

关键词 土壤质量 人为土壤侵蚀 工程扰动 土壤质量指数 最小数据集 亚高山草甸 低纬高原

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生物炭添加条件下红壤坡耕地土壤入渗特性研究

4

作者 陶俊霖 阮电荣 +5 位作者 屈昌鸿 解杰 赵耀 胡燕梅 陈正发 郭镒维 《农业工程》 2025年第2期134-139,共6页

南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型... 南方红壤坡耕地区是典型雨养农业区,在季节性干旱条件下提升土壤持水及入渗性能至关重要。设置0%、1%、3%和5%(按质量比计)4种生物炭添加量的试验小区,探析红壤坡耕地不同生物炭添加量对土壤入渗性能的影响,并优选出适宜的土壤入渗模型。试验结果表明,(1)添加生物炭相比未添加生物炭处理的试验小区,土壤孔隙度显著增加0.91%~3.41%,土壤容重显著减低1.67%~6.53%,土壤含水率显著增加6.62%~23.93%,以5%生物炭添加量处理提升土壤持水性能最佳。(2)随着生物炭量添加量的增加,土壤初始、稳定、平均入渗率分别减小27.22%~80.41%、25.10%~81.10%和26.28%~82.06%,不同生物炭添加量条件下的土壤累计入渗量具体表现为0%>1%>3%>5%。(3)对比Philip、Kostiakov和Horton 3种土壤水分入渗模型拟合结果,Kostiakov模型拟合结果优于其他两种模型。研究结果表明,施加生物炭可抑制降雨及灌溉过程土壤水分入渗,减少水分流失,增强土壤持水性能。该研究可为提升季节性干旱条件下土壤持水性能及改善土壤结构功能提供借鉴。 展开更多

关键词 生物炭 土壤入渗性能 土壤入渗模型 红壤坡耕地

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云南红壤水力参数差异较大的原因探究

5

作者 王莹 李重庆 +1 位作者 刘清圣 卢麒麟 《湖北农业科学》 2024年第12期24-30,共7页

为探究造成云南红壤水力参数与周边地区差异较大的原因,分别采集原状土农田以及土地平整后农田的土壤样品,测定红壤的基本水力参数;同时开展持续2 h的田间地表滴灌入渗试验,将土壤剖面分为0~15 cm、15~25 cm、25~40 cm、40~55 cm共4层,... 为探究造成云南红壤水力参数与周边地区差异较大的原因,分别采集原状土农田以及土地平整后农田的土壤样品,测定红壤的基本水力参数;同时开展持续2 h的田间地表滴灌入渗试验,将土壤剖面分为0~15 cm、15~25 cm、25~40 cm、40~55 cm共4层,基于HYDRUS-1D模型的Kosugi经验模型构建不同反演模型,分析不同反演方式对土壤水力参数的影响。为保障反演模型在田间条件下收敛,将滴头接触半径假定在(1.0±0.2)cm范围采用试错法进行率定,选出精度最高的条件用于后续分析。结果表明,将0.84 L/h灌溉流量通过试错法率定,在滴头接触半径为0.9 cm、上边界定通量为2.75 cm/min的条件下反演模型的模拟精度最高,其R^(2)为0.92618,AIC值为-65.62,BIC值为-62.04;适用于田间红壤的反演方式为将实测各层状土的饱和含水量、残余含水量、饱和导水率固定不变来反演拟合参数,鉴于红壤表层在田间滴灌期间会形成阻水层,表层土壤的饱和导水率也需进行反演。此外,云南原状红壤受地理、紫外线辐射、干湿季节气候等因素影响具有极高的保水性以及较强的透水性,但对土地平整后的农田进行采样或是通过数值模型基于不准确的土壤参数进行反演,可能得出红壤保水性、透水性较差的结论。 展开更多

关键词 红壤 土壤水力参数 参数反演 地表滴灌 数值模拟 云南省

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基于FSO算法的洱海流域土地利用分类适用性研究

6

作者 何紫玲 陈运春 +4 位作者 郭晓飞 张莹 黄玉南 柳兴鹏 曾维军 《农业工程》 2024年第9期126-133,共8页

精确提取土地利用类型是治理流域生态环境的重要途径,而分类算法繁多,针对分类的对象效果不一。洱海流域作为高原断陷湖泊具有其独有的特征,开展分类方法适用性研究具有重要意义。以洱海流域作为研究区,基于Sentinel-2影像数据,创新地... 精确提取土地利用类型是治理流域生态环境的重要途径,而分类算法繁多,针对分类的对象效果不一。洱海流域作为高原断陷湖泊具有其独有的特征,开展分类方法适用性研究具有重要意义。以洱海流域作为研究区,基于Sentinel-2影像数据,创新地融合了地物的光谱特征、几何结构和纹理特征,筛选出34个最优分类特征值,运用特征空间优化算法,对比分析支持向量机、随机森林和决策树3种分类方法在洱海流域的适用性。结果表明,在特征重要性排名中,红边指数(NDREI)相对于归一化植被指数(NDVI)和比值植被指数(RVI)表现出更为显著的优势,在所有特征中贡献率排名居首位;在优化特征空间后,支持向量机(SVM)的分类总体精度和Kappa系数效果最好,提高3.75和5.06个百分点,决策树(DT)效果最差,仅提高了1和1.17个百分点;相对于其他两种分类方法,优化特征空间的随机森林(RF)分类总体精度和Kappa系数最高,达到90.63%和88.87%,并且在细节上更符合真实地物分布,如在地物分布的细碎区域、区分湿地、水体和建设用地的效果明显。利用特征空间优化算法提高了分类方法的精度,随机森林对洱海流域的土地利用分类具有最强的适用性。 展开更多

关键词 洱海流域 红边指数 土地利用分类 FSO算法 适用性研究

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洱海流域土地利用冲突时空演变及多情景模拟预测 被引量：1

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作者 何紫玲 陈运春 +6 位作者 郭晓飞 张鋆 张莹 黄玉南 柳兴鹏 史钰炷 曾维军 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第5期1217-1228,共12页

为精确识别和测度区域土地利用冲突,清晰呈现其时空演化过程,本研究以洱海流域为研究对象,结合多尺度分割与随机森林算法精确提取四期土地利用数据,构建土地利用冲突测度模型,系统分析了1992-2022年土地利用冲突时空演变特征及规律,并... 为精确识别和测度区域土地利用冲突,清晰呈现其时空演化过程,本研究以洱海流域为研究对象,结合多尺度分割与随机森林算法精确提取四期土地利用数据,构建土地利用冲突测度模型,系统分析了1992-2022年土地利用冲突时空演变特征及规律,并创新地耦合多目标规划(MOP)与土地利用变化模拟(PLUS)模型模拟2035年4种发展情景下的土地利用格局并分析其土地利用冲突。结果表明:洱海流域1992-2022年的土地利用冲突呈先增后减的趋势,重度冲突区集中在城市的中心及周边地区,轻度冲突区域分布在苍山洱海等自然生态保护区。不同发展情景下流域土地利用结构分布中,经济发展情景(ED)的建设用地明显扩张,2035年面积占比比2022年增加了5.5个百分点,生态保护发展情景(TD)更注重流域生态环境保护,林地、湿地和水域的面积变化最大,面积占比比2022年分别增加了2.6、0.7个和10.0个百分点,可持续发展情景(SD)中各地类面积变化较为平衡,处于ED与TD情景的中间范围。SD情景下,流域整体的土地利用冲突水平最低,格局布局最优,斑块密度值为0.18,边缘密度值为7.9,各地类面积变化比其他情景更均衡,景观格局破碎度和复杂性最低。在当今政策规划下可持续发展情景为2035年洱海流域的最优土地利用布局。 展开更多

关键词 土地利用冲突 MOP模型 PLUS模型 格局优化 洱海流域

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生物炭对红壤坡耕地土壤持水及入渗特性的影响

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作者 胡燕梅 陈正发 +3 位作者 颜科宇 王道祥 段青松 张川 《干旱地区农业研究》 北大核心 2025年第2期192-203,共12页

为探究添加生物炭对红壤坡耕地土壤持水及入渗特性的影响,按土壤质量的0%(S0)、1%(S1)、3%(S2)、5%(S3)设置4种秸秆生物炭添加量,通过定位测定不同生物炭添加条件下土壤理化性质及电镜扫描微观结构变化,分析其持水性能特征;同时采用室... 为探究添加生物炭对红壤坡耕地土壤持水及入渗特性的影响,按土壤质量的0%(S0)、1%(S1)、3%(S2)、5%(S3)设置4种秸秆生物炭添加量,通过定位测定不同生物炭添加条件下土壤理化性质及电镜扫描微观结构变化,分析其持水性能特征;同时采用室内双环法测定土壤入渗特征参数,并优选出适宜的土壤入渗模型。结果表明:(1)随着生物炭添加量增加,土壤微团聚体(<0.25 mm)含量显著减少,在全生育期S1、S2、S3处理分别较S0处理的微团聚体平均值减少4.44%、5.89%、15.82%,而以0.25~0.5 mm、0.5~1.0 mm粒径为代表的大团聚体含量显著增加,在全生育期内S1、S2、S3处理与S0处理相比土壤大团聚体含量平均值分别增加了4.21%、5.58%、14.99%,在全生育期S1、S2、S3处理土壤容重平均值分别较S0处理减少2.30%、4.25%、6.48%(P<0.05),土壤总孔隙度、含水率及有机碳含量显著增加,在全生育期S1、S2、S3处理均值较S0处理的土壤总孔隙度分别增加1.37%、2.21%、3.96%,含水率分别增加10.04%、16.62%、19.30%,有机碳含量分别增加14.01%、38.26%、46.23%(P<0.05)。(2)电镜扫描结果显示,红壤微观颗粒呈片状结构,随着生物炭添加量增加,土壤颗粒比表面积显著增大,从而有利于土壤颗粒间的孔隙通道形成。(3)添加生物炭有利于提高土壤持水性能,但对土壤入渗过程表现出明显的阻滞效应,且随着生物炭添加量的增加,阻滞效应越明显。(4)Philip、Horton、Kostiakov、Green-Ampt和NRCS模型均可较好地描述生物炭添加条件下红壤坡耕地土壤入渗过程,其中Kostiakov模型拟合效果最优。 展开更多

关键词 红壤 坡耕地 土壤持水能力 土壤入渗特性 生物炭

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洱海流域稻田水分管理模式研究 被引量：3

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作者 刘清圣 王莹 +4 位作者 陈丽红 毕红春 杨文杰 张刘东 王树仿 《江西农业学报》 CAS 2023年第11期121-127,共7页

为明确洱海稻田水分管理模式,在洱海古生村开展大田试验,设置控制灌溉(控灌,C)和当地常规灌溉(常灌,CK)2种灌水模式,分生育阶段观测水稻的生理生长指标和水量平衡要素。研究结果表明:与常灌相比,控灌水稻的分蘖数、株高、干物质、产量... 为明确洱海稻田水分管理模式,在洱海古生村开展大田试验,设置控制灌溉(控灌,C)和当地常规灌溉(常灌,CK)2种灌水模式,分生育阶段观测水稻的生理生长指标和水量平衡要素。研究结果表明:与常灌相比,控灌水稻的分蘖数、株高、干物质、产量分别提高了12.0%、4.0%、32.0%、4.8%,水稻腾发量、田间渗漏量、灌溉用水量分别减少了10.8%、37.8%、48.0%,灌溉用水效率提高了1.81 kg/m^(3)。综上,在洱海流域采用控灌模式可改善当地水稻的生物学性状,在保证水稻不减产的前提下,可减少洱海的灌溉用水量和污水排放量,对洱海流域水资源保护具有重要意义。 展开更多

关键词 洱海流域 稻田 水分管理 控制灌溉

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耕作模式对红壤坡耕地典型作物不同生育期土壤入渗特性的影响 被引量：6

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作者 王道祥 李建兴 +4 位作者 王建文 陈正发 颜科宇 胡燕梅 陶俊霖 《贵州师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期44-52,共9页

以南方红壤区典型作物玉米为试验作物,设置顺坡垄作(Downslope ridge tillage,DT)、横坡垄作(Cross-slope ridge tillage,RT)、传统耕作(Conventional tillage,CT)、覆膜耕作(Plastic mulching tillage,PM)4种耕作模式试验小区,利用环... 以南方红壤区典型作物玉米为试验作物,设置顺坡垄作(Downslope ridge tillage,DT)、横坡垄作(Cross-slope ridge tillage,RT)、传统耕作(Conventional tillage,CT)、覆膜耕作(Plastic mulching tillage,PM)4种耕作模式试验小区,利用环刀法测定土壤入渗速率和累积入渗量,探析了耕作模式对红壤坡耕地作物不同生育期土壤入渗特性的影响,同时还对5种典型入渗模型在红壤坡耕地上的适宜性进行了评价。结果表明:(1)作物不同生育期土壤入渗速率和累积入渗量曲线差异明显,RT、PM的土壤入渗过程变化相对较大,而CT、DT的土壤入渗过程变化相对较小;(2)总体来看,RT、PM初始入渗率较大,且入渗速率变化较大,而DT、CT初始入渗率较小,入渗速率变幅也较小,饱和导水率总体表现为CT>RT>PM>DT;(3)不同耕作模式下的土壤初始入渗率与土壤容重呈负相关,与土壤有机质呈正相关,而稳定入渗率和饱和导水率则与土壤全氮含量呈正相关;(4)5种入渗模型均可较好地对不同耕作模式的红壤坡耕地土壤入渗过程进行拟合,其中Horton模型的拟合效果总体最优。研究结果可为红壤坡耕地降雨径流调控和坡耕地水土流失防治提供理论依据。 展开更多

关键词 土壤入渗 耕作模式 红壤坡耕地 作物生育期 入渗模型

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耕作方式对红壤坡耕地土壤持水及入渗性能的影响

11

作者 赵耀 解杰 +4 位作者 陶俊霖 罗贤 李永胜 王道祥 陈正发 《农业工程》 2024年第11期112-116,共5页

采取合理的耕作方式是提高红壤坡耕地抗旱保墒能力的关键。以云南省红壤坡耕地为研究对象,设置传统耕作、覆膜耕作、横坡垄作和顺坡垄作4种耕作方式的微试验小区,探明不同耕作方式条件下土壤持水及入渗参数变化特征。结果表明,覆膜耕作... 采取合理的耕作方式是提高红壤坡耕地抗旱保墒能力的关键。以云南省红壤坡耕地为研究对象,设置传统耕作、覆膜耕作、横坡垄作和顺坡垄作4种耕作方式的微试验小区,探明不同耕作方式条件下土壤持水及入渗参数变化特征。结果表明,覆膜耕作对降低土壤容重、增大土壤孔隙度效果显著,土壤含水率相比其他耕作方式增大5.35~11.71个百分点;覆膜耕作与横坡垄作土壤入渗参数变幅相对较大,横坡垄作累计入渗量相比其他耕作方式增大20.24%~85.42%;覆膜耕作的土壤蓄水保墒能力较好,横坡垄作的土壤供水性能较好,而顺坡垄作则在蓄水保墒能力方面均较差。 展开更多

关键词 耕作方式 土壤持水性 土壤入渗性能 红壤坡耕地 季节性干旱

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洱海流域灌水模式对稻田可溶性氮磷浓度的影响

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作者 贺文保 王莹 +3 位作者 陈丽红 刘清圣 陆金文 王根茂 《现代农业科技》 2024年第15期86-91,112,共7页

面源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮磷污染是面源污染重要的组成部分。为了探索洱海流域水稻种植较优的灌水模式以促进农业生产和减少面源污染,开展了稻田不同灌水模式施肥后地表水、土壤水和地下水的氮磷浓度变化试验... 面源污染是全球水环境污染治理面临的严峻挑战之一,氮磷污染是面源污染重要的组成部分。为了探索洱海流域水稻种植较优的灌水模式以促进农业生产和减少面源污染,开展了稻田不同灌水模式施肥后地表水、土壤水和地下水的氮磷浓度变化试验研究。结果表明,相同施肥量处理下,稻田地表水中铵态氮和磷酸盐浓度在施肥后1 d达到峰值,7 d达到最低值,之后趋于相对稳定。土壤水和地下水的峰值滞后2 d。与常规淹灌模式相比,控制灌溉模式同一指标浓度总体较高,有利于提高水肥利用率,同时渗漏量较低,使得通过渗漏进入地下水中的污染物降低。 展开更多

关键词 稻田 灌水模式 控制灌溉 常规淹灌 可溶性氮磷 洱海流域

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