稻田氮磷面源污染现状
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我国农业面源污染现状及综合防控措施我国是农业大国,农业面源污染对环境和人民健康造成了一定的危害。
农业面源污染是指农业生产和经营过程中,由农业废物、农药、化肥、畜禽粪便等污染物直接或间接进入水环境、大气和土壤,导致水质恶化、环境生态破坏等问题。
农业面源污染已成为我国水环境污染的重要来源之一。
农业面源污染主要表现在以下几个方面:1.面源污染是水体富营养化的主要原因之一。
农田排水、农药冲刷、化肥施用等行为导致农田中的营养物质流失到水体中,使水体中的氮、磷等营养物质含量过高,从而引发水体富营养化现象。
2.面源污染影响水体生态系统平衡。
农业面源污染导致水体中的溶解氧度下降,水生生物无法正常呼吸,从而影响水体的生态平衡。
3.面源污染加剧土壤质量恶化。
长期化肥和农药的过度使用使得土壤中的微生物生命受到破坏,土壤质地变差,土壤肥力下降,导致土壤质量恶化。
1.加强法律法规的制定和实施。
政府应制定相关的法律法规,加大对农业面源污染的处罚力度,同时加强对农民的宣传教育,提高农民的环保意识。
2.推行低碳农业、绿色农业。
推广有机农业、精细化农业和生态农业,在农作物的种植、施肥、用药等方面采用环保的方法,减少农业面源污染的产生。
3.加强农田水利建设。
加强农田水利建设,建设农田排水系统,优化农田排水布局,减少农业面源污染对水环境的影响。
4.合理使用化肥和农药。
制定合理的施肥和用药方案,减少化肥和农药的过度使用,避免其大量流失到水体中。
5.加强农业废弃物的处理与利用。
加强农业废弃物的回收利用,采取有效措施减少农业废弃物对环境的污染。
6.加强监测和评估工作。
建立农业面源污染监测系统,及时掌握农业面源污染的情况,加大对农业面源污染的评估工作,为农业面源污染的综合防控提供科学依据。
农业面源污染是当前我国面临的重要环境问题之一。
通过加强农业面源污染的综合防控,可以有效减少农业面源污染对环境和人民健康的危害,促进农业可持续发展。
南四湖区农田氮磷流失特征及面源污染评价一、本文概述本文旨在对南四湖区农田氮磷流失特征进行深入研究,并对该地区的面源污染进行评价。
南四湖区作为我国重要的农业区,其农田氮磷流失问题日益严重,对湖泊水质和生态环境造成了严重影响。
因此,了解南四湖区农田氮磷流失的特征和规律,对于制定有效的面源污染控制策略具有重要意义。
本文首先介绍了南四湖区的地理位置、气候特点、农业种植结构等基本情况,为后续研究提供了背景信息。
接着,通过收集南四湖区农田氮磷流失的相关数据,运用统计分析方法,深入分析了农田氮磷流失的主要特征和影响因素。
结合湖泊水质监测数据和生态风险评估方法,对南四湖区农田氮磷流失引起的面源污染进行了综合评价。
通过本文的研究,期望能够全面了解南四湖区农田氮磷流失的现状和问题,为制定针对性的面源污染控制措施提供科学依据。
也为其他地区农田氮磷流失和面源污染的研究提供参考和借鉴。
二、南四湖区农田氮磷流失特征分析南四湖区作为我国重要的农业区,其农田氮磷流失问题日益受到关注。
氮磷流失不仅影响湖泊水质,还对农业生产和生态环境构成威胁。
因此,深入分析南四湖区农田氮磷流失特征,对制定有效的面源污染控制措施具有重要意义。
季节性变化明显。
受降雨、灌溉等自然因素影响,农田氮磷流失量在不同季节存在较大差异。
一般来说,降雨丰沛的夏季和灌溉频繁的春季是氮磷流失的高峰期。
空间分布不均。
受土地利用类型、土壤类型、地形地貌等多种因素影响,南四湖区农田氮磷流失在空间分布上呈现出较大的差异。
一般来说,地势平坦、土壤肥沃的农田区域氮磷流失较为严重。
氮磷比例失衡。
在农业生产过程中,为了追求产量,农民往往过度使用化肥和农药,导致农田氮磷比例失衡。
这种失衡状态不仅降低了农作物的产量和品质,还加剧了农田氮磷流失的风险。
流失形式多样。
南四湖区农田氮磷流失包括地表径流、土壤侵蚀、地下渗漏等多种形式。
这些形式之间相互影响、相互转化,共同构成了复杂的农田氮磷流失体系。
28中国减灾论坛 lun tan农业面源污染,是指在农业生产活动中,农田中的泥沙、营养盐、农药及其它污染物,在降水或灌溉过程中,通过农田地表径流、壤中流、农田排水和地下渗漏,进入水体而形成的面源污染。
这些污染物主要来源于农田施肥、农药、畜禽及水产养殖和农村居民。
农业面源污染是最为重要且分布最为广泛的面源污染,农业生产活动中的氮素和磷素等营养物、农药以及其他有机或无机污染物,通过农田地表径流和农田渗漏形成地表和地下水环境污染。
农业面源污染正在成为我国农村生态环境恶化的主要原因之一,严重制约了农业和农村经济环境的可持续发展。
推动农村经济社会又好又快发展,必须有效防治农业面源污染。
一、农业面源污染的主要来源农业面源污染主要来自化肥、农药、农膜、畜禽养殖、农村生活污水及废弃物等。
目前,我国是世界上使用化肥、农药最多的国家之一。
此外,农药、农膜、畜禽养殖、生活污水及废弃物等导致的其他污染问题也十分严重。
1.氮肥污染由于氮肥施用过量、利用率过低,中国每年有超过1500万吨的废氮流失到了农田之外,并引发了环保问题:污染地下水;使湖泊、池塘、河流和浅海水域生态系统营养化,导致治理农业污染形势严峻● 段玉杰中国农业面源污染现状及改善对策多年来,农药使用量每年基本稳定在23万吨左右(有效成分),各种制剂(实物量包括有效成分和各种辅剂)约120万吨,已注册登记投入使用的农药品种约600多种。
农药同样存在过度施用问题,目前中国农药的过量施用在水稻生产中达40%,在棉花生产中超过了50%。
我国目前使用的农药主要以杀虫剂为主,许多被禁止的农药依然在使用,其中高毒农药品种仍然占有相当高的比例,不仅对环境造成损害,而且导致了在食品中的有害残留。
二、农业面源污染的主要危害由于农业生产导致的面源污染具有排放分散、隐蔽,排污随机、不确定、不易监测等特点,使得对面源污染的管理成本大大增高。
再加上单位面积上的污染负荷小,人们往往忽视其宏观效应,但积累到一定临界点,释放时会产生巨大的累加效应,使农村环境甚至整个生态环境发生突如其来的“病变”。
我国农业面源污染现状及综合防控措施随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,农业面源污染日益突出,成为影响农业可持续发展和生态环境安全的重要问题。
农业面源污染主要包括农业化肥、农药、畜禽粪便和农田面源污染等,对水质、土壤质量和生态系统造成严重危害。
针对我国农业面源污染的现状,需要采取综合的防控措施,促进农业可持续发展,保护生态环境。
一、我国农业面源污染的现状1. 化肥和农药污染我国是世界上农药使用量最大的国家之一,每年农药使用量达到百万吨,其中大部分用于农作物的生产。
长期大量使用化肥和农药会导致土壤和地下水的污染,对生态环境和人类健康造成严重影响。
2. 畜禽粪便污染随着畜禽养殖规模的不断扩大,畜禽粪便排放也不断增加,造成环境污染。
畜禽粪便中的氮、磷等营养物质会通过径流和渗漏进入水体和土壤,引起水体富营养化和土壤污染,影响农田生态系统的平衡。
3. 农田面源污染农田面源污染主要包括土壤侵蚀和水土流失。
现阶段,我国农田面源污染主要集中在水土流失和土壤侵蚀严重的地区,造成土壤质量下降、水质恶化等问题。
二、综合防控措施1. 推广绿色农业技术为减少农业化肥和农药的使用量,可以通过推广绿色农业技术来改善农业生产方式。
利用生物有机肥替代化肥,采用生物防治技术替代化学农药,加强土壤保护和修复,推广水稻、小麦等高效特色农作物品种,减少对农药和化肥的依赖。
2. 实施农田环境整治针对农田面源污染,可以采取农田环境整治措施,包括建设农田水利工程,加强水土保持,推广植被覆盖和轮作休耕等措施,减少水土流失,改善土壤质量。
3. 完善农业生态补偿机制政府可以建立健全的农业生态补偿机制,鼓励农民采取生态友好型种植方式,提高土地利用效率,保护农田生态环境。
加大对农村污水处理设施的建设和维护力度,减少畜禽粪便对水体的污染。
4. 加强监管和宣传教育政府部门应加强对农业面源污染的监测和治理工作,加大对污染源的排查力度,严格落实相关法规和政策。
农田面源污染现状及防治措施摘要通过探讨农田面源污染的特点、污染途径,提出农田面源污染防治的对策与措施。
关键词农田;面源污染;防治措施农田面源污染是指在农业生产活动中,氮素和磷素等营养物质、农药以及其他有机或无机污染物质,通过农田的地表径流和农田渗漏,形成的水环境的污染。
主要包括化肥污染、农药污染、集约化养殖场污染。
污染物主要是:重金属、硝酸盐、NH4+、有机磷农药等。
目前它已经成为了我国水体氮、磷富营养化的主要原因。
1农田面源污染途径不合理使用农药、化肥,影响土壤、水体和大气的环境质量。
农田面源污染的成因中,化肥、农药、没有综合利用的农作物秸秆等都是造成污染的重要因子。
1.1化肥用量过高,肥料配比不合理和流失严重我国化肥的施用量从1990年的2590万t增加到2002年的4124万t,达400kg/hm2,远远超过国际上为防止水体污染而设置的225kg/hm2化肥使用安全上限。
在肥料配比上,全国N∶P∶K比例为1∶0.45∶0.17。
氮肥用量偏高,重化肥,轻有机肥,造成土壤酸化、地力下降等。
化肥营养元素的流失构成了农业面源污染的最重要部分。
另外,我国的氮肥平均利用率只有35%,大部分除以氨和氮氧化物的形态进入大气外,其余大都随降水和灌溉进入水体,导致地下水中氮、磷物质含量增高、江河湖泊富营养化,成为重要农业面源污染物,致使相当一部分地区生产的蔬菜、水果中的硝酸盐等有害物质残留量超标,直接威胁人们身体健康。
1.2农药的污染严重农药使用水平不高,品种搭配不合理,尤其是高毒农药使用,通过各种渠道汇流到水体中,引起水质污染。
1999年我国农药使用量达132万t,除少部分被作物吸收外,大部分进入了水体、土壤及农产品中。
1.3水土流失、传统灌溉等加重农田面源污染和生态环境的恶化农业耕种带来的扰动活动实际上会增加农田的侵蚀,很多营养物流失与土壤流失有关,水土流失是导致发生面源污染的重要因素。
2农田面源污染的特点2.1分散性和隐蔽性与点源污染的集中性相反,面源污染具有分散性的特征。
农业面源污染是指在农业生产过程中产生的、未经合理处置的污染物对水体、土壤和空气及农产品造成的污染。
目前,随着农业的迅猛发展,农业面源污染的问题也越来越严重,已经成为了影响农产品的安全和破坏农村生态环境的最重要的因素之一。
在农业生产过程中,面源的污染问题需要引起严重重视,此问题对于生态农业建设会产生负面影响。
因此,就需要对目前农业面源污染的现状加强研究,了解导致面源污染的主要因素,然后通过相应的对策,对面源污染予以防御和控制,减轻危害,为生态农业建设发展提供优质保障。
本文就对此展开探讨,提出相关的建议,以供参考。
辽阳市隶属于辽宁省,是辽宁省下辖地级市,常住人口超过180万,城镇人口达到114万。
辽阳市是国家、省商品粮基地,农业发展的重要基地,辽阳市西部平原土质肥沃,盛产玉米。
根据数据统计,2018年辽阳市粮食作物播种面积达到13.55万hm2,其中玉米8.67万hm2。
辽阳市农作物种植面积十分广泛,同时也面临着面源污染的问题。
为了推动农业生产的升级转型,建立生态型农业,这就需要对面源污染问题加强研究,找到合理的防控措施,从而解决面源污染问题。
一、农业面源污染的特点1、具有随机性和不确定性特点农业的面源污染排放时间以及方式是不确定的,使得其很难展开监测与量化,农业面源污染的影响因子相对较多,污染物具有很大的不确定性。
绝大多数农田面源污染涉及随机的变量与影响。
举个简单的例子予以说明,农作物在生产的过程当中常常会受到天气因素的影响,由于降雨量的情况变化,也会直接影响到农药、化肥等对水体的污染程度。
农业面源污染发生的随机性势必会直接引起水环境容量计算结果呈现出不确定性的特点。
所以在处理农业面源污染的过程中,也就需要从各个角度展开着手,力求能够采取科学化的措施来应对这些存在的问题,进而使得农业面源污染的工作处理水平得到根本性的保障。
2、滞后性以及不易监测性特点一般降雨的情况下,农药和化肥常常会对水环境产生较大程度的影响,假如在实施农药以及花费的时候,遇到了降雨的天气,那么所造成的面源污染势必会大大的加重。
我国农业面源污染的现状与控制技术研究我国农业面源污染的现状与控制技术研究一、引言农业是我国的基础产业,为了满足人民对食物的需求,农业生产中采用了大量的农药和化肥,但同时也带来了农业面源污染问题。
农业面源污染主要指农田农药和化肥的残留物、农田排水中的养分、土壤侵蚀和水土流失等问题,这些问题对农田生态环境和水质产生了严重影响。
二、农业面源污染的现状1. 农田农药和化肥残留物农药和化肥的大量使用导致了农田中的残留物增加。
常见的农药残留物有有机磷类、氨基甲酸酯类、吡虫啉类等,而化肥残留物主要包括氮、磷、钾等养分。
这些残留物在农田中逐渐积累,进而进入土壤和水体中,对周边环境造成威胁。
2. 农田排水中的养分农田排水中含有大量的养分,特别是氮和磷。
这些养分通过农田排水渗入水体,导致水体富营养化,并引发藻类过度生长、水体缺氧等问题。
富营养化的水体不仅影响水生生物的生命周期,也会对水质造成负面影响。
3. 土壤侵蚀和水土流失随着农田的大规模开垦和管理方式的变化,土壤侵蚀和水土流失日益突出。
在作物生长期间,土壤表层会因为降雨、风蚀等原因而被剥离,丧失肥沃的农业土壤。
大量泥沙通过水流被带到水体中,对河流和湖泊造成淤积和污染。
三、农业面源污染的控制技术1. 农田管理技术合理的农田管理技术是控制农业面源污染的关键。
首先,合理施肥和农药使用是保护土壤和水体的重要手段。
通过科学测量土壤养分含量,并根据作物需求进行合理施肥,能有效减少养分流失。
其次,选择合适的农作物栽培和轮作模式,具有一定的抗病虫害和抗逆性,可以减少农药的使用。
2. 农田水利设施建设农田水利设施的建设对农业面源污染的控制非常重要。
完善的灌溉和排水系统能够减少农田排水对水体的污染。
在灌溉过程中,要注意减少水分浪费和养分流失。
同时,建立合理的农田排水系统,能有效控制水体中的氮磷流失。
3. 生物修复技术生物修复技术是一种利用生物体对农业面源污染进行治理的方法。
例如,利用某些微生物和植物的功能,可以将农田中的化肥和农药残留物降解为无害物质。
我国农业面源污染的现状与控制技术研究1. 农业面源污染概述农业面源污染是指农业生产活动中产生的溶解或固体污染物,如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便和生活垃圾等有机或无机物质,在降水和径流冲刷作用下,通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏等途径进入受纳水体(如河流、湖泊、水库、海湾),从而引起的水体污染。
这种污染不同于点源污染,其污染源分布广泛且不固定,具有随机性大、防治难度大等特点。
农业面源污染已成为全球性的环境污染问题,也是我国水体污染的主要原因之一。
根据相关数据,我国农业源COD(化学需氧量)、TN(总氮)和TP (总磷)排放量分别占总量的19和27,是导致水体富营养化的主要来源。
农业面源污染不仅对水体环境造成严重影响,还可能带来生态、社会和经济等多方面的危害。
研究和控制农业面源污染对于保护环境、促进农业可持续发展具有重要意义。
2. 农业面源污染的主要来源与成因农业面源污染是指在农业生产过程中,由于人为活动或自然过程导致的污染物进入水体、土壤和大气,从而对环境质量产生负面影响的现象。
我国农业面源污染的主要来源与成因可以从以下几个方面进行分析:化肥和农药是农业生产中不可或缺的物质,但过量或不合理的使用会对其生态环境造成严重影响。
化肥中的氮、磷等元素若未被作物完全吸收,会通过径流、渗透等途径进入水体,引起水体富营养化。
农药的使用则可能通过飘移、淋溶等方式进入环境,对非靶标生物和人类健康构成威胁。
随着畜牧业的发展,畜禽养殖规模不断扩大,其产生的粪便和尿液若未经妥善处理,会含有大量氮、磷和有机物,通过地表径流和土壤渗透进入水体,造成严重的水体污染。
农田土壤侵蚀是指在自然力和人类活动的作用下,土壤颗粒被水流或风力搬运和沉积的过程。
这一过程不仅会导致土地质量下降,还会将携带有农药残留、重金属等污染物的土壤颗粒输送到水体中,加剧面源污染。
农业生产过程中产生的秸秆、藤蔓等废弃物若未经合理处理,如焚烧会产生大气污染物,随意堆放则可能通过雨水淋溶进入土壤和水体,造成环境污染。
农业面源污染防治现状及对策建议摘要:我国农村面源污染问题突出,治理农业面源污染事关乡村振兴战略中“生态宜居”目标的实现。
随着我国农业发展不断加快,所面临农业环境污染问题也越来越多。
与点源污染相比较,面源的污染范围更大、具有更强的不确定性,污染成分构成复杂并且难以控制。
本文通过简要阐述农业面源存在的各类污染问题,分析了当前农业面源污染的治理现状,并针对性地提出了农业面源污染治理应采取的对策措施。
关键词:乡村振兴;面源污染;防治措施随着中国改革开放和市场经济的发展,农村农耕不断创收,随之而来的就是农业面源污染。
不科学的农种方式,化肥、农药等化学物质的过度使用,导致农业面源污染日益严重。
因此,防止农业面源污染迫在眉睫[1]。
乡村振兴战略明确提出“加强农业面源污染防治,开展农业绿色发展行动”,推进农村生态文明建设。
加强农业面源污染防治是实现农业绿色发展,确保农产品安全的有效途径与根本措施,是关系到中华民族自身健康延续下去的重大战略问题[2]。
1农业面源污染概述农村面源污染是指农村生活和农业生产活动中溶解的或固体的污染物,如农田中的土粒、氮素、磷素、农药重金属、农村禽畜粪便与生活垃圾等有机或无机物质,在非特定的地域,在降水和径流冲刷作用下,通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏,使大量污染物进入受纳水体,如河流、湖泊、水库、海湾,所引起的污染[3]。
2农业面源污染防治现状我国是农业大国,化肥和农药需求量大,但化肥和农药利用率整体较低。
据调查数据,我国的化肥施用量自2010年至2015年呈现增长趋势,近年来呈现下降趋势,化肥污染逐步得到控制。
同时为了减少病虫害,我国农药产量也一直居高不下。
随着2015年农业部关于《到2020年农药使用量零增长行动方案》的印发,我国的农药产量正向着零增长的方向发展,但是农药使用技术较落后的问题,致使有60%-70%的农药未被利用而直接进入环境中,造成农药面源污染[5]。
3农业面源污染防治问题分析3.1监管制度与体系不完善中国是农业大国,农业生产所需要的化肥、农药、农膜等农业生产资料使用量大,在施用过程中的监管难度相对较大,监管效率相对较低,监管主体和监管制度不明确、不完善等问题严重。
1 稻田氮磷面源污染现状、损失途径研究进展 摘 要 稻田养分损失是农业生产领域的热点,其对控制面源污染和保护生态环境有着十分重要的现实意义。本文主要通过对稻田氮磷面源污染现状、损失途径及其影响因子等方面的阐述,提出了减少稻田氮磷损失的对策,并对今后的研究进行了总结。 关键词 稻田;氮磷素;损失 氮(N) 、磷(P)是重要的生命元素,生命支持系统不可替代的主成分,也是促进农业持续发展的根本要素。但是,氮磷肥料的投入,在我国局部地区使用过量[1]。据联合国世界粮农组织1995~1997年资料统计[2],中国是世界上最大的氮肥消费国,氮肥用量已占全球氮肥总量的36.9%,其中,占全国24%的氮肥用于水稻生产,目前稻田单季氮肥用量平均为180kg/hm2,比世界平均用量高出75%[3-4]左右。氮、磷肥施入土壤后,被作物吸收利用的分别占其施肥量的30-35%和
15-25%[5],大部分氮、磷肥经各种途径损失到环境之中,导致土壤和地下水污染,河流和湖泊水质的富营养化,不仅破坏水生生物的正常生长条件,引起鱼类的死亡,同时也严重危害人类的健康[6]。我国水稻田面积占耕地面积的26.18%,而在南方占到70.19%[7]。在水稻生产中,氮肥的损失多达30-70%[8]。今后的30年,中国的人口还将继续增加,为了满足人口增长及生活水平的提高对农产品的需求,氮、磷肥的施用量还将进一步增加。因此,如何兼顾氮肥施用的农业效益和环境效益,减少稻田中氮、磷肥的损失,降低其对环境的影响是一项重要而紧迫的任务。本文基于水环境角度,对近20年来国内外有关农田氮、磷流失方面研究动向作一概述,为今后的深入探讨提供借鉴。 1 稻田氮、磷损失的现状
水稻是我国南方的主要粮食作物之一,同时也是消耗氮索较多[9],流失氮索较多的作物。稻田排水中流失的氮磷在河湖汇集,严重污染附近水体,加重周边环境负荷。农田氮素的流失是目前日益严重的非点源污染的源泉之一,水体生态环境的恶化很大程度上归因于农业面源氮等营养型污染物[10-13]。在美国,对非点源污染状况进行了鉴别和测量,发现农业是一个主要的非点状污染源,农田径流是全国64%受到污染河流和57%受到污染湖泊的主要污染源[14-15]。另据调查,在我国以地下水为主要水源的北方地区,几乎所有城市的地下水中硝酸盐的检出水平均有明显的上升趋势[16]。含氮的污水灌溉,过量地施用化肥和不合理的施肥方法,加之不合理灌溉的耦合效应,都能使得农田氮素对地表水和地下水体造成氮 2
污染,如吉林市郊山间谷地因农田氮素的淋失而使得地下水中的硝酸盐含量增高35.6倍[17],沈阳地区地下水氮污染的规模和趋势与引用大量的城市工业和含氮污水进行农田灌溉密切相关[17]。于兴修等人[18]的试验发现,由于土壤的养分富集效应,稻田地表径流中随土壤颗粒侵蚀而损失的颗粒氮的比例可达总损失量的63.9% ~83.6%,是稻田面源污染的主要途径;另据苏南太湖地区的研究表明,苏南太湖地区农田施用氮肥中有10% 的氮素流入水体 ,通过农田流失进入太湖的氮占人湖总量的72% ~75% ;另一项估算表明农田施用磷肥中有5% 的磷素进入水体 ,可见农业面源污染是造成太湖氮污染和富营养化的主要原因之一[19]。对于稻田氮、磷流失问题的研究,已经引起广泛重视,也已成为国内外环境科学和土壤生态科学领域研究的热点[20]。 2 稻田氮、磷损失的途径
2.1 氮素的气态损失 2.1.1 氨挥发 中国用微气象学原位测定氨挥发的技术,对稻田中氨挥发的速率、过程及其影响因素进行了许多定量研究[21]。研究结果表明,在有利于氨挥发的条件下,通过氨挥发损失的氮可达施入量的9%~42% ,成为氮损失的主要途径[22]。1990年全球氨挥发总量约为54 Tg NH3-N/年,其中人为源为43Tg NH3-N/年,占80%左右。由于化肥应用导致的氨挥发为9Tg NH3-N/年,占总人为源氨挥发的21%[23]。1990年加拿大氨挥发总量0.536 Tg NH3-N/年,其中87%为农业活动引起。在农业生产来源中,牲畜粪便和化肥应用导致的氨挥发分别占82%和18%。1995年加拿大由于肥料的应用导致氨挥发0.108 Tg NH3-N/年,比1990年增加约26%[24]。氨挥发不仅导致肥料浪费,增加农业投资成本,而且还引发一系列的环境问题.据报道,1995年荷兰由于农业生产活动导致的氨挥发对该国酸沉降的贡献率约为30%[25]。
蔡贵信等对不同氮肥品种的氨挥发研究表明,在“有水层混施”作基肥时,碳酸氢铵的氨挥发在施用后迅速发生并达到高峰,这是因为施肥后田面水中的氨或铵态氮浓度立即达到最高值所致,此后氨挥发速率急剧降低,至施后约第五天即基本停止;尿素需经水解成铵后才能发生氨挥发,其氨挥发进程的特点是缓而长,且峰值较低,累计的氨挥发损失也低于碳酸氢铵,并成为其氮素总损失低于碳酸氢铵的主要原因[8,26]。 在中国主要稻区不同季别的水稻上,研究了在“有水层混施”作基肥时氮肥 3
的损失途径,结果表明,由于不同稻区、不同季别的土壤pH不同、光照强度差异大等原因,氨挥发在氮肥损失中的重要性也不相同,北方石灰性土壤上的单季稻田和南方非石灰性水稻土上的双季晚稻田中氨挥发严重,而南方非石灰性水稻土上的单季稻田中则较低[4]。因此,对于不同氮肥、不同季别的水稻田,氨挥发损失的程度也不同。 2.1.2 硝化-反硝化损失 硝化-反硝化作用损失是农田氮损失的主要途径之一[27]。在通气条件下由土壤微生物(细菌、真菌和放线菌等)把氨和某些胺及酰胺化合物氧化为硝态氮化合物的过程。土壤的反硝化作用包括化学反硝化和生物反硝化作用。生物反硝化作用是在厌氧条件下,由微生物将硝酸盐或亚硝酸盐最终还原为气态分子氮的过程。稻田土壤中的硝化和反硝化作用,其中间产物可被水溶解,形成的N2O和N2
自土壤内逸出,成为土壤氮素损失的基本途径之一.在这两种基本产物N2O和N2
中,N2O约占三分之二,N2约占三分之一[28]。
硝化作用、反硝化作用和硝化一反硝化作用损失的直接定量方法是一种以15N示踪技术为基础的测定方法。根据其原理又可分为电弧法和非随机化直接法两种。其中电弧法操作十分繁琐,误差也较大,且难以控制,不宜广泛应用[29-31]。非随机化直接法的应用在国外已有报道,国内研究人员也开始着手这方面的研究,但对该方法的具体测定条件、有效测定范围及测定精度等尚未得出明确结论,还有待进一步研究[32]。高丰度N标记氮HE-气体通量法的测定结果也明显偏低。目前,通用的是表观法,也称差减法,即从氮肥总损失N平衡法中减去氨挥发后计得硝化一反硝化损失.国内的水稻田间试验中用这种方法计得的表观硝化一反硝化损失率为16-41%[21]。由于这一方法在观测过程中作了一些近似处理,所以表观硝化一反硝化损失量也具有相当大的误差.由此看来,目前尚无适用于稻田的田间原位测定硝化一反硝化损失的较好的方法,因此,其定量评价将有待于更深入的研究。 2.2 氮和磷的淋失和径流损失
氮素的淋失是指土壤中的氮随水向下移动至根系活动层以下,从而不能被作物根系吸收所造成的氮素损失[21]。对于稻田而言,由于水稻主要生育期与雨季同步,由于灌溉和降雨引起的排水,包括地下排水和地表排水较早作物更为频繁。通过地表径流和地下排水(淋溶)流失进入环境水体是稻田氮磷污染的主要途径。张瑜芳、李荣刚、Hideo等人[33-35]的研究表明,由于土壤的吸附和过滤作用,稻 4
田通过淋溶作用而损失的氮,主要是可溶性的硝态氮和氨态氮,占总施肥量的比例很低,节水灌溉条件下,只有3%左右,常规淹灌下为7%左右,而通过淋洗作用产生的磷损失几乎可以忽略[36]。 苏南太湖流域稻麦轮作区5个点的观测结果表明,稻田中泡田弃水和地表径流所损失的氮分别相当于氮肥施用量(345 kg.hm-2)的2.7%和5.7%,合计8.4%,加上上述淋洗损失的3.0%,通过水循环损失的氮总计为l1.4%,扣除降水及灌溉水带入的氮后,净损失的氮相当于氮肥施用量的6%(未扣除土壤及有机肥料来源的氮)[21,37]。 2O世纪8O年代,人们一直认为由于土壤具有强烈的固定磷酸盐能力,通过土体淋失的磷非常有限。英国洛桑试验站Broadbalk长期定位试验结果显示,当土壤Olsen—P低于60mg.kg-1时,从60cm土层排出水的总磷含量低于0.15 mg.L-1;但Olsen—P超过约60 mg.kg-1,排出水的总磷含量直线增加,最高接近3 mg.L-1 [38]。谢学俭等人[39]研究了不同磷水平处理下水稻田磷素及氮素的径流损失情况。结果表明,不同磷水平处理下稻田径流水中磷素的浓度随着施磷量的增加而显著增加,磷的径流损失呈现相同趋势,在每公顷施磷量为0kg、25kg、60kg、120kg及240kg的情况下,磷的当季径流损失量分别达到了125g.hm-2、499 g.hm-2、939 g.hm-2 、3022 g.hm-2 及5974 g.hm-2 。试验结果还表明,施氮肥后短期内若出现径流则氮素流失较多,但不同磷水平处理对于稻田径流水中氮素的浓度及损失量没有影响。几次径流中活性磷的浓度均有诱发附近水域水体富营养化的可能。 3 稻田氮、磷损失的影响因子
3.1 天然降雨的影响 我国气象部门规定的降雨强度标准:按12 h计,小雨≤5 mm,中雨5~14.9 mm,大雨15~29.9 mm,暴雨≥3O mm。大雨和暴雨对稻田氮、磷的损失的关系密切[40]。梁国强等的研究结果表明,降雨和施肥是影响氮磷素径流输出的主要因子。径流中氮磷素浓度的大小与降雨强度关系很密切。降雨径流中总氮、总磷的流失浓度随着降雨量及施肥量的增加而增大,降雨径流中总氮的最高浓度达到22.15mg.L-1,,总磷的浓度达4.84 mg.L-1,远超过GB3838—2002(地表水环境质量标准》V类水标准的相关限值。如果不加以有效的处理而直接进入附近水体,则将对水体生态环境造成较大的危害。 在降雨量相似的条件下,施肥后降雨时间不同是导致径流中氮磷素浓度差异的另一个重要原因。可溶态氮是天然降雨径流流失氮素的主要形态,几次降雨中