寧夏引黃灌區(qū)稻田氮磷流失特征初探PPT學習教案

1、會計學1寧夏引黃灌區(qū)稻田氮磷流失特征初探寧夏引黃灌區(qū)稻田氮磷流失特征初探 前言 材料與方法 結(jié)果與討論 結(jié)論 報告提綱第1頁/共30頁北部引黃灌區(qū)1.前前 言言中部干旱風沙區(qū)南部黃土丘陵區(qū)第2頁/共30頁第3頁/共30頁第4頁/共30頁 化肥化肥隱患隱患 按寧夏農(nóng)作物播種面積按寧夏農(nóng)作物播種面積109.9萬公頃萬公頃計算，化肥的平均施用計算，化肥的平均施用量為量為790.7 kg/hm2，在引黃灌區(qū)的化肥平均施用量是全區(qū)水平，在引黃灌區(qū)的化肥平均施用量是全區(qū)水平的的1倍，其中氮肥平均施用量高達倍，其中氮肥平均施用量高達928.7 kg/hm2 。（2005年寧夏統(tǒng)計年簽）第5頁/共30頁 1

2、、立項背景及意義化肥施用量大，有效利用率低，面源污染嚴重，一定程度上也影響著黃河水的水質(zhì)。 第6頁/共30頁 農(nóng)業(yè)非點源污染是導致當今世界水質(zhì)惡化的主要原因，從農(nóng)田到地表水的氮磷流失在急劇增加。農(nóng)田氮磷流失是引起水體富營養(yǎng)化的重要原因，流失過程受農(nóng)田作物類型、種植制度、排灌水方式、施肥等因素的影響。目前在黃河流域氮磷污染方面已有很多研究，但這些研究只局限于黃河水監(jiān)測和灌溉期間某一階段氮磷流失狀況，而對作物整個灌溉期間，農(nóng)田氮磷流失及特征研究目前尚未見報道。第7頁/共30頁 本研究在寧夏引黃灌區(qū)中選擇具有代表性的相對封閉的稻旱區(qū)域作為試驗監(jiān)測區(qū)，在灌溉期間對監(jiān)測區(qū)內(nèi)的灌、排水水量以及代表性指標(

3、TN、NH4+-N、NO3-N、TP、DP、 DIP、PP) 進行連續(xù)監(jiān)測分析，并結(jié)合試驗監(jiān)測區(qū)當?shù)赝寥捞匦?、耕作制度和施肥情況，分析寧夏引黃灌區(qū)灌溉期間氮磷流失變化特點及影響因素，為寧夏引黃灌區(qū)的非點源污染管理和控制提供科學依據(jù)。第8頁/共30頁2.1 試驗監(jiān)測區(qū)概況 試驗監(jiān)測區(qū)位于寧夏引黃灌區(qū)青銅峽灌區(qū)的銀川市靈武良種繁育場，具有代表性，監(jiān)測面積116hm2。灌區(qū)干旱少雨，作物灌溉期為每年5月-9月，基本沒有超過降水量在50mm以上的天然降水，幾乎沒有徑流產(chǎn)生，這一時期灌溉頻繁、施肥量高，隨這一時期灌溉水產(chǎn)生的徑流或側(cè)滲漏等作用所產(chǎn)生的水，均進入排水渠匯入總排干溝進入黃河，因此，根據(jù)這一生

4、產(chǎn)特點，灌溉期間5-9月份是引黃地區(qū)非點源污染的重點研究對象。 2. 材料與方法材料與方法第9頁/共30頁第10頁/共30頁 2006年試驗監(jiān)測區(qū)在灌溉六支渠進水渠口處設置一個監(jiān)測點A，在排水支溝的出水口設置一個監(jiān)測點B。2007年按照稻旱區(qū)，在排水支溝稻旱交匯處增加了3個監(jiān)測點，分別為C、D、E，其中C點為稻區(qū)與旱田交匯處，D點是旱田與稻區(qū)交匯處，E點為稻區(qū)與旱田交匯處。圖1 寧夏引黃灌區(qū)灌排水試驗監(jiān)測區(qū)示意圖第11頁/共30頁 每天定時定點觀測，流速測定采用ACM100-D流速儀測定，水位測定采用STS8370自動水位計數(shù)儀測定。流量（m3/天）=橫截面積渠（溝）寬水位流速m3/小時24小

5、時 2.3 試驗監(jiān)測區(qū)土樣采集方法 試驗監(jiān)測區(qū)作物種植前采集基礎土樣，采用網(wǎng)格取樣法，按照200m200m樣方取樣，0-30cm層次，每個樣點均為5個點的混合樣，合計33個土樣；每個采樣點均用GPS定位。 2.2 試驗監(jiān)測區(qū)內(nèi)水的流量監(jiān)測、水樣的采集方法第12頁/共30頁2.2 試驗監(jiān)測區(qū)內(nèi)水的流量監(jiān)測、水樣的采集方法第13頁/共30頁3.結(jié)果與討論 3.1 試驗監(jiān)測區(qū)土壤氮、磷養(yǎng)分含量，灌水和支溝中氮、磷各組分含量動態(tài)變化試驗監(jiān)測區(qū)土壤氮、磷養(yǎng)分含量，灌水和支溝中氮、磷各組分含量動態(tài)變化 表1 試驗監(jiān)測區(qū)土壤基礎養(yǎng)分狀況 （0-20cm）（2006年）測測 試試項項 目目土土壤壤質(zhì)質(zhì)地地pH

6、全鹽全鹽T Salt有機質(zhì)有機質(zhì)OM全氮全氮TN全磷全磷TP全鉀全鉀TK硝態(tài)氮硝態(tài)氮NO3-N銨態(tài)氮銨態(tài)氮NH4-N堿解氮堿解氮Ac N速效磷速效磷Olsen Pgkg-1mgkg-1樣樣 品數(shù)品數(shù)33平平 均均砂砂壤壤土土8.101.7313.20.800.9628.6231.120.9375.1222.68最最 大值大值8.393.2917.91.010.9635.455.61.690.1449.25最最 小值小值7.650.7510.00.620.3218.79.70.365.379.61標標 準差準差0.180.571.740.110.143.7513.510.336.548.44 該

7、試驗監(jiān)測區(qū)土壤肥力水平較高，尤其是土壤速效氮磷養(yǎng)分含量較高，存在潛在流失的可能性。第14頁/共30頁圖2 灌溉期間灌溉水（A點）總氮(TN)、銨氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)濃度動態(tài)變化NO3-N 4.1-9.9% 稻區(qū)灌溉水氮磷含量明顯高于稻旱區(qū)，稻區(qū)與稻旱區(qū)兩年的灌溉水氮磷組分動態(tài)變化差異不大，總氮變化呈現(xiàn)前期5月6月初較高，中期6月初7月中旬比較平緩，后期7月下旬8月下旬又有兩個高峰期，硝態(tài)氮的動態(tài)變化與總氮一致。 TN 2.44-9.57mgL-1NH4+-N 27.7-44.6%第15頁/共30頁圖3 灌溉水（A點）總磷(TP)、溶解性總磷(DTP)、顆粒磷(PP)溶解性無

8、機磷(DIP)濃度動態(tài)變化 監(jiān)測區(qū)稻區(qū)與稻旱區(qū)灌溉水氮磷含量差異大，但灌溉期間動態(tài)變化一致，在灌溉水氮組分中以硝態(tài)氮為主，磷組分中以顆粒磷為主。這些數(shù)據(jù)說明由于寧夏引黃灌區(qū)黃河水受年際、季節(jié)與氣候以及上游泥沙含量的影響，造成灌溉水年際間氮磷養(yǎng)分有所差異。TP 0.53-2.81 mgL-1DTP 8.7-45.3%PP 54.7-91.35%第16頁/共30頁圖4 試驗監(jiān)測區(qū)灌溉期間支溝（B點）總氮(TN)、銨氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3-N)濃度動態(tài)變化TN 0.22-8.22mgL-1NO3-N 39.5 %-70.2 % NH4+-N 3.1 %-18.0 % 稻區(qū)支溝中的氮組分動

9、態(tài)變化與稻旱區(qū)相比差異較大 ；兩年的支溝排水中的硝態(tài)氮動態(tài)變化與總氮變化一致。 第17頁/共30頁圖5 試驗監(jiān)測區(qū)灌溉期間支溝（B點）總磷(TP)、溶解性總磷(DTP)、溶解性無機磷(DIP)濃度動態(tài)變化TP 0.012-0.921 mg L-1 稻區(qū)支溝中的磷組分動態(tài)變化與稻旱區(qū)相比差異較大 ；兩年中支溝排水中磷組分中顆粒磷與溶解性總磷動態(tài)變化一致，均為前期顆粒磷含量較高，中后期較低，可溶磷與之相反。第18頁/共30頁 以上數(shù)據(jù)說明灌溉前期幾個高峰期，2006年稻區(qū)灌溉期間支溝水中氮磷組分動態(tài)變化差異大，在5月中旬、5月下旬和6月中旬三次氮磷高峰期，正是水稻基施肥、第一次、第二次追肥后的三個

10、時期，造成監(jiān)測區(qū)支溝中氮磷含量升高。2007年稻旱區(qū)，在4月下旬、5月中旬和6月中旬、7月中旬四次氮磷高峰期，也正是小麥套玉米、水稻基施肥、水稻追肥、玉米追肥后的時期，從而造成監(jiān)測區(qū)支溝中氮磷含量升高。這進一步證明施肥也是造成氮磷流失的主要因素。 第19頁/共30頁 結(jié)合圖2、3灌溉水氮磷動態(tài)數(shù)據(jù)說明，后期支溝中氮磷動態(tài)變化與灌溉水氮磷養(yǎng)分比較一致，表明支溝中后期氮磷流失嚴重與灌溉水中養(yǎng)分含量有一定關系。這是由于引黃地區(qū)特殊的地理特性和常年漫灌所造成的過高地下水位，導致了灌溉水不能完全被土壤所滲透，加之灌溉期間用水量較大，相當一部分的灌溉退水攜帶著土壤中殘留的大量污染物排入支溝渠中，從而造成在

11、作物灌溉后期也存在支溝氮磷含量較高。第20頁/共30頁圖6 試驗監(jiān)測區(qū)稻旱區(qū)支溝稻旱交匯處全氮動態(tài)變化（2007年） 在作物灌溉期間，支溝中總氮高峰期都在各種作物基追施氮肥的后期，進一步證明施肥是造成農(nóng)田氮素流失主要原因，稻區(qū)的氮流失明顯要高于稻旱輪作區(qū)。第21頁/共30頁 本試驗監(jiān)測區(qū)動態(tài)變化數(shù)據(jù)均超過水體富營養(yǎng)化的標準，而且均在作物施肥后10天后表現(xiàn)出一個高峰期,這足以說明施肥造成支溝中氮磷富營養(yǎng)化程度加重的主要因素，而且稻區(qū)污染大于稻旱區(qū)；在稻旱區(qū)支溝的監(jiān)測點中下游B點與C、D、E點相比氮素的含量都較低，下游污染有逐漸減弱趨勢，由于支溝中植被茂密有可能吸收氮磷，攔截氮磷的流失，形成類此構(gòu)

12、建“稻田圈”隔離農(nóng)田氮磷流失的功能，本地區(qū)是否存在該現(xiàn)象，還有待于進一步研究。第22頁/共30頁3.2 主要作物肥料投入及支渠灌溉水、支溝總量及其氮磷組分變化主要作物肥料投入及支渠灌溉水、支溝總量及其氮磷組分變化種植方式種植方式作物名稱作物名稱種植面種植面積積(hm2 ）樣本樣本數(shù)數(shù)(戶戶)作物施肥量作物施肥量 kghm-2肥料種肥料種類類施肥量施肥量基施量基施量追施量追施量2006年稻田年稻田水水 稻稻116174N244.5115.5129P2O588.588.50K2O45452007年稻旱區(qū)年稻旱區(qū)小小 麥麥52.1188N219112.5148.5P2O560600K2O49.549

13、.5玉玉 米米33.9105N44790357P2O53333K2O49.549.5水水 稻稻30 90N244.5117127.5P2O590900K2O4545表2 試驗監(jiān)測區(qū)主要作物施肥量調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果N肥全國平均用量為227 kghm-2 氮肥用量占總量的66.788.5%第23頁/共30頁表3 試驗監(jiān)測區(qū)灌溉期間支渠灌溉水、支溝支溝總量及其氮磷組分總量的變化項項 目目支渠灌溉水支渠灌溉水支溝支溝2006年稻年稻 區(qū)區(qū)2007年稻旱區(qū)年稻旱區(qū)2006年稻年稻 區(qū)區(qū)2007年稻旱區(qū)年稻旱區(qū)總量（萬總量（萬m3）99.516.4131.2113.7總總N (kg)5061.6479.5331

14、8.52669.4NH4+-N (kg)339.852.5227.3360.7NO3-N (kg)2078.1284.61525.81233.9無機無機N*/總總N (%)47.870.352.859.7化肥化肥*N (kg)2836233897支溝無機支溝無機N/化肥化肥N (%)6.24.7總總P (kg)1078.8117.9287.1172.3DIP (kg)183.47.768.656.9DOP (kg)104.19.4188.7115.4DIP/總總P (%)17.06.523.933.0DOP/總總P (%)9.67.965.767.0化肥化肥P2O5 (kg)102666944

15、.7支溝支溝DIP/化肥化肥P2O5 (%)0.60.8 監(jiān)測區(qū)支溝中氮流失嚴重，磷流失較少，而稻區(qū)氮肥流失高于稻旱區(qū)，施肥是造成支溝氮的污染加重的主要原因，并對黃河水存在潛在的污染威脅。第24頁/共30頁3.3不同種植結(jié)構(gòu)氮磷污染負荷評價不同種植結(jié)構(gòu)氮磷污染負荷評價表4 試驗監(jiān)測區(qū)不同種植結(jié)構(gòu)氮磷污染負荷評價項項 目目灌灌 溉溉流流 失失總負荷總負荷負荷負荷kghm-2kg/116hm22006年稻區(qū)年稻區(qū)氮氮5061.63318.51743.115.0磷磷1078.8287.1791.76.82007年稻旱區(qū)年稻旱區(qū)氮氮479.52669.4磷磷117.9172.3 試驗監(jiān)測區(qū)稻旱區(qū)灌溉水

16、氮磷養(yǎng)分投入比稻區(qū)減少很多，其中氮減少了90.5%，磷減少了89.1%；稻旱區(qū)支溝氮的流失比稻區(qū)減少了19.6%，磷的流失減少了39.9%；據(jù)研究，水田氮磷負荷量分別為10.214.7kgNhm-2、1.652.37kgPhm-2和1.542.21kgPhm-2，本試驗結(jié)果與其相比氮的流失高出許多，尤其是稻區(qū)。第25頁/共30頁 4 結(jié)論結(jié)論 4.1 該試驗監(jiān)測區(qū)土壤肥力水平較高，土壤速效氮磷養(yǎng)分含量較高；稻區(qū)的氮磷流失明顯高于稻旱區(qū)，稻區(qū)氮的流失負荷15.2kghm-2，磷的流失負荷6.9 kghm-2。4.2 在 59月份灌溉期間，試驗監(jiān)測區(qū)灌溉總量稻區(qū)高于稻旱區(qū)；稻旱區(qū)與稻區(qū)的灌溉水氮磷組分及含量差異較大，但氮磷組分動態(tài)變化一致，氮組分以硝態(tài)氮為主，磷組分以顆粒磷為主。第26頁/共30頁 4 結(jié)