黑土区农田-防护林坡面体系氮素迁移转化特征
发布时间：2021-03-10 20:45
黑土区是我国重要粮食生产基地,每年大量肥料的输入使黑土区面临巨大的面源污染风险,为明确黑土区农田-防护林坡面体系中土壤无机氮素迁移和转化特征,探究农田防护林带在减缓坡耕地面源污染过程中的积极作用,本研究选择典型坡耕地（耕地）、坡下的农田防护林带（防护林带）、以及二者之间的过渡带（过渡带）土壤为研究对象,采用自制回填土柱模拟不同深度土壤氮素水平运移过程,对比分析了农田-防护林坡面体系土壤铵态氮和硝态氮水平运移差异及其影响因素;采用室内等温和动力学方法完成土壤铵态氮吸附解吸试验,通过测定其吸附解吸强度及相关方程拟合探究农田-防护林坡面体系土壤对铵态氮的吸附能力;采用恒温恒湿培养方法测定农田-防护林坡面体系土壤硝化-反硝化以及氨化潜力。研究结果表明:1)水氮运移速率均随土层深度和运移距离的增加而逐渐降低,0～40 cm 土层中水分运移速率为防护林带和过渡带>耕地;土壤铵态氮含量均随水氮运移距离的增加迅速降低,防护林带0～10 cm表层土壤在初始运移段铵态氮浓度最高（438.07 mg·kg-1）,过渡带和耕地均在40～60 cm 土层初始运移段铵态氮浓度最高（分别为666.81 mg·...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１样地示意图??Ｆｉｇ．３－１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅ??
３．２．１无机氮素水平运移试验??３．２．１．１实验装置??模拟水氮运移的装置包括有机玻璃扩散筒和马氏瓶两部分（图３－２）。扩散筒直径为??７?ｃｍ，共分为２２节可拆卸的４?ｃｍ长的有机玻璃桶，每节使用橡胶圈做防漏处理，用可??拆卸螺丝连接，固定各段。第Ｉ节和第２节分别是水室段（４?ｃｍ）和滤层（４?ｃｍ），滤??层两侧为尼龙网，中间填充细石英砂以保证水流平稳入渗。第３？２２节为试样段，试样??段总长８０?ｃｍ。马氏瓶与水室段连通（可拆卸），连通处安装阀门，用来控制试验开始和??结束。马氏瓶的作用为保持水压恒定，避免水位高度差影响运移速度。当示踪液流出??时，瓶顶形成真空，空气只从玻璃管中进入，玻璃管下口即为接触空气点，因此只要溶??液不低于玻璃管下口，玻璃管口以上溶液的增减将不影响静水压，从而自动保持了水室??水压的恒定。??３．２．１．２模拟水平运移试验??本实验设计仅考虑水平方向的水氮运移
Ｆｉｇ．?４－２?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｎｄ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ｄｉｓｔａｎｃｅ．??４．３铵态氮浓度与运移速率间关系??如图４－３所示，耕地土壤除１０？２０?ｃｍ、６０？８０?ｃｍ?土层外，运移段土壤铵态氮浓度与??水氮运移速率均呈显著的线性相关关系（Ｐ＜〇．〇５），０．７４９８，Ｒ２ｌ（Ｋ２（）（；ｍ＝?０．４１９７，??Ｒ２２〇￣４（ｋｍ＝?０．８６７１，?Ｒ２４（Ｍｉ（）（；ｍ＝?０．７２０１，?Ｒ２６Ｑ、８Ｇｃｍ＝?０．１１６９。过渡带土壤表现出与防护林带土??壤相似规律，运移段土壤铵态氮浓度与水氮运移速率呈显著的线性相关关系??（尸＜０．０５），Ｒ２〇？１０ｃｍ＝０．９６９８，?Ｒ２ｌｏ？２０ｃｍ＝０＿９４５４，Ｒ２２〇４〇ｃｍ＝〇．８４６１，Ｒ２４０？６０ｃｎｉ＝０．５９３８，??Ｒ２６（ＭＱｅｍ＝〇．６５４。防护林带各土层土壤运移段铵态氮浓度与水氮运移速率均呈显著的线??性相关关系（户＜〇．〇５），Ｒ２均达到?０．８１?以上（Ｒ２〇￣ｉａｃｍ＝?０．９９５１，Ｒ２ｌ（ＫＭｃｍ＝?０．９２６１，??Ｒ、（Ｍ０ｃｍ＝?０．９４２６，?Ｒ２４〇￣６〇ｃｍ＝〇．８７０５，Ｒ２６〇？８〇ｃｍ＝〇．８１３４）。??？?Ｃ?３０?Ｂ?２５?１??－ｔ?．?？?Ｕ－ＩＶＣＯ?？?ｓ?？?ＩＭＣｃｔｉ??厶?３?
【参考文献】：
期刊论文
[1]长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征[J]. 丛日环,张丽,鲁艳红,黄庆海,石孝均,李小坤,任涛,鲁剑巍. 植物营养与肥料学报. 2017(02)
[2]亚热带农区生态沟渠对农业径流中氮素迁移拦截效应研究[J]. 王迪,李红芳,刘锋,王毅,钟元春,何洋,肖润林,吴金水. 环境科学. 2016(05)
[3]基于RS和GIS的农田防护林对作物产量影响的评价方法[J]. 史晓亮,李颖,邓荣鑫. 农业工程学报. 2016(06)
[4]基于防护保证率的农田防护林林带间距调控[J]. 朱乐奎,刘彤,郑波,孙钦明,韩志全,刘尊驰,张礼春. 农业工程学报. 2016(04)
[5]模拟排水沟渠非点源溶质氮迁移实验研究[J]. 李强坤,宋常吉,胡亚伟,彭聪,马强,姜正曦,琚艺萌. 环境科学. 2016(02)
[6]生态沟渠对氮、磷污染物的拦截效应[J]. 张树楠,肖润林,刘锋,吴金水. 环境科学. 2015(12)
[7]砒砂岩改良风沙土对铵态氮吸附特性影响研究[J]. 摄晓燕,魏孝荣,魏艳春,马天娥,许晶晶,张兴昌. 农业机械学报. 2015(11)
[8]小兴安岭原始红松混交林林隙土壤不同形态氮含量[J]. 姜一,陈立新,段文标,步凡,孙双红,李帆帆,徐一凡. 生态学杂志. 2014(12)
[9]我国东部土壤氮转化微生物的功能分子生态网络结构及其对作物的响应[J]. 汪峰,ZHOU JiZhong,孙波. 科学通报. 2014(Z1)
[10]黑河中游绿洲不同质地土壤水分的入渗与再分布[J]. 肖庆礼,黄明斌,邵明安,任利东. 农业工程学报. 2014(02)
博士论文
[1]东北黑土区典型小流域农业面源污染源解析及防控措施效果评估[D]. 隋媛媛.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]黑河中游绿洲农田和防护林带土壤水分运动与水量交换[D]. 肖庆礼.西北农林科技大学 2016
[3]北京山区森林植被对非点源污染的生态调控机理研究[D]. 肖洋.北京林业大学 2008
硕士论文
[1]不同宽度森林河岸带对土壤氮素截留转化效率影响[D]. 韩壮行.东北林业大学 2007
本文编号：3075256
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：47 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１样地示意图??Ｆｉｇ．３－１?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅ??
３．２．１无机氮素水平运移试验??３．２．１．１实验装置??模拟水氮运移的装置包括有机玻璃扩散筒和马氏瓶两部分（图３－２）。扩散筒直径为??７?ｃｍ，共分为２２节可拆卸的４?ｃｍ长的有机玻璃桶，每节使用橡胶圈做防漏处理，用可??拆卸螺丝连接，固定各段。第Ｉ节和第２节分别是水室段（４?ｃｍ）和滤层（４?ｃｍ），滤??层两侧为尼龙网，中间填充细石英砂以保证水流平稳入渗。第３？２２节为试样段，试样??段总长８０?ｃｍ。马氏瓶与水室段连通（可拆卸），连通处安装阀门，用来控制试验开始和??结束。马氏瓶的作用为保持水压恒定，避免水位高度差影响运移速度。当示踪液流出??时，瓶顶形成真空，空气只从玻璃管中进入，玻璃管下口即为接触空气点，因此只要溶??液不低于玻璃管下口，玻璃管口以上溶液的增减将不影响静水压，从而自动保持了水室??水压的恒定。??３．２．１．２模拟水平运移试验??本实验设计仅考虑水平方向的水氮运移
Ｆｉｇ．?４－２?Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｏｆ?ａｍｍｏｎｉｕｍ?ｎｉｔｒｏｇｅｎ?ａｎｄ?ｍｉｇｒａｔｉｏｎ?ｄｉｓｔａｎｃｅ．??４．３铵态氮浓度与运移速率间关系??如图４－３所示，耕地土壤除１０？２０?ｃｍ、６０？８０?ｃｍ?土层外，运移段土壤铵态氮浓度与??水氮运移速率均呈显著的线性相关关系（Ｐ＜〇．〇５），０．７４９８，Ｒ２ｌ（Ｋ２（）（；ｍ＝?０．４１９７，??Ｒ２２〇￣４（ｋｍ＝?０．８６７１，?Ｒ２４（Ｍｉ（）（；ｍ＝?０．７２０１，?Ｒ２６Ｑ、８Ｇｃｍ＝?０．１１６９。过渡带土壤表现出与防护林带土??壤相似规律，运移段土壤铵态氮浓度与水氮运移速率呈显著的线性相关关系??（尸＜０．０５），Ｒ２〇？１０ｃｍ＝０．９６９８，?Ｒ２ｌｏ？２０ｃｍ＝０＿９４５４，Ｒ２２〇４〇ｃｍ＝〇．８４６１，Ｒ２４０？６０ｃｎｉ＝０．５９３８，??Ｒ２６（ＭＱｅｍ＝〇．６５４。防护林带各土层土壤运移段铵态氮浓度与水氮运移速率均呈显著的线??性相关关系（户＜〇．〇５），Ｒ２均达到?０．８１?以上（Ｒ２〇￣ｉａｃｍ＝?０．９９５１，Ｒ２ｌ（ＫＭｃｍ＝?０．９２６１，??Ｒ、（Ｍ０ｃｍ＝?０．９４２６，?Ｒ２４〇￣６〇ｃｍ＝〇．８７０５，Ｒ２６〇？８〇ｃｍ＝〇．８１３４）。??？?Ｃ?３０?Ｂ?２５?１??－ｔ?．?？?Ｕ－ＩＶＣＯ?？?ｓ?？?ＩＭＣｃｔｉ??厶?３?
【参考文献】：
期刊论文
[1]长期秸秆还田下土壤铵态氮的吸附解吸特征[J]. 丛日环,张丽,鲁艳红,黄庆海,石孝均,李小坤,任涛,鲁剑巍. 植物营养与肥料学报. 2017(02)
[2]亚热带农区生态沟渠对农业径流中氮素迁移拦截效应研究[J]. 王迪,李红芳,刘锋,王毅,钟元春,何洋,肖润林,吴金水. 环境科学. 2016(05)
[3]基于RS和GIS的农田防护林对作物产量影响的评价方法[J]. 史晓亮,李颖,邓荣鑫. 农业工程学报. 2016(06)
[4]基于防护保证率的农田防护林林带间距调控[J]. 朱乐奎,刘彤,郑波,孙钦明,韩志全,刘尊驰,张礼春. 农业工程学报. 2016(04)
[5]模拟排水沟渠非点源溶质氮迁移实验研究[J]. 李强坤,宋常吉,胡亚伟,彭聪,马强,姜正曦,琚艺萌. 环境科学. 2016(02)
[6]生态沟渠对氮、磷污染物的拦截效应[J]. 张树楠,肖润林,刘锋,吴金水. 环境科学. 2015(12)
[7]砒砂岩改良风沙土对铵态氮吸附特性影响研究[J]. 摄晓燕,魏孝荣,魏艳春,马天娥,许晶晶,张兴昌. 农业机械学报. 2015(11)
[8]小兴安岭原始红松混交林林隙土壤不同形态氮含量[J]. 姜一,陈立新,段文标,步凡,孙双红,李帆帆,徐一凡. 生态学杂志. 2014(12)
[9]我国东部土壤氮转化微生物的功能分子生态网络结构及其对作物的响应[J]. 汪峰,ZHOU JiZhong,孙波. 科学通报. 2014(Z1)
[10]黑河中游绿洲不同质地土壤水分的入渗与再分布[J]. 肖庆礼,黄明斌,邵明安,任利东. 农业工程学报. 2014(02)
博士论文
[1]东北黑土区典型小流域农业面源污染源解析及防控措施效果评估[D]. 隋媛媛.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]黑河中游绿洲农田和防护林带土壤水分运动与水量交换[D]. 肖庆礼.西北农林科技大学 2016
[3]北京山区森林植被对非点源污染的生态调控机理研究[D]. 肖洋.北京林业大学 2008
硕士论文
[1]不同宽度森林河岸带对土壤氮素截留转化效率影响[D]. 韩壮行.东北林业大学 2007
本文编号：3075256
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