我国集约化蔬菜地氮、磷污染核算方法研究文献综述

 2023-01-15 17:12:15

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、拟研究的问题

近年来,随着耕地利用强度加大、化肥施用量增加,由农业活动引起的面源污染问题逐渐受到关注。农用化肥施用量由1978年的884.0万吨增加到2012年5838.8万吨,其中,氮肥的施用量由1980年的934.2万吨增加到2012年的2399.9万吨,磷肥施用量由1980年的273.3万吨增加到2012年的828.6万吨。随着我国农业种植结构的调整及蔬菜在人们饮食结构中比重的增加,蔬菜的种植面积正急剧扩大,由1990年的0.95亿亩增加到2011年的2.95亿亩,而且还在继续增加。蔬菜地的土壤肥力、经济产出较高,氮、磷养分径流、淋溶损失的现象也更为普遍。蔬菜地的氮、磷流失受地理、气候、土壤和人为活动等多种因素影响, 具有随机性、模糊性、滞后性、潜在性、时空差异性和广泛性等特点。

因此,本课题拟研究的问题是:我国集约化蔬菜地氮磷负荷核算方法研究。

二、研究手段

在中国知网、google 学术搜索上收集关于蔬菜地氮、磷流失的研究文献并加以筛选,找出文献中有关总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、氨氮(NH4-N)、总磷(TP)流失量和潜在影响因子的数据进行统计,进而建立数据库并进行分析,建立模型,以探究蔬菜地氮、磷流失的一般规律,核算集约化蔬菜地氮、磷流失的通量。

三、文献综述

【引言】:近几年,随着耕地利用强度、化肥施用量的增加,因农业活动导致的面源污染问题开始被人关注。农田氮、磷的流失,不仅降低了化肥的利用率,增加了农业生产成本,还造成了水环境的污染,使水体富营养化。一般来说,蔬菜地的土壤肥力、经济产出较高,氮、磷养分径流、淋溶损失的现象也更为普遍。不少学者从施肥方式、农作方式、降雨量等角度展开研究,探究蔬菜地氮、磷流失的影响因素。由于氮磷流失影响因素众多,田块尺度的研究数据往往很难在大尺度上直接应用。本课题通过收集相关文献,加以筛选、分析,提取相关数据,进行建模,探究蔬菜地氮、磷流失的一般特征,核算集约化蔬菜地氮、磷流失的通量。

【研究背景及现状】:蔬菜产量大、生长周期短,蔬菜作物具有喜肥水和浅根系等营养特性。在种植期间,施肥次数多,肥料施用量大,尤其是化肥的大量施用,虽提高了蔬菜产量,导致蔬菜地土壤氮、磷元素的累积,也使氮、磷向水体释放的风险性增加。不少学者对蔬菜地氮、磷流失的现象进行研究,如宋科等研究了不同种植类型农田对氮素渗漏流失的影响,王强等研究了化肥用量及有机无机复混肥的施用对土壤径流水氮磷含量的影响,研究结果均表明蔬菜地存在氮、磷流失的风险。国外已发展了众多的非点源污染模型,如;农业非点源管理和政策制定的农业非点源污染源模型 AGNPS ( Agriculture Non-pointSource ),土壤通用流失方程USLE,农田尺度的水侵蚀预测模型( WEPP )等。但是,国内学者对氮、磷流失模型模拟的研究较少,大多是利用国外已建立的模型,将参数进行本土化修改后再研究,而且这些模型主要用于水稻田和旱地,并且大多是定性或单因素定量的研究,而对于蔬菜地氮、磷流失的多影响因素的定量模型方面的研究较少。因此,本课题通过大量的文献收集、筛选,统计总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、总磷(TP)流失量和潜在影响因子的数据,建立数据库及模型,旨在核算集约化蔬菜地磷、氮的负荷。

【研究内容及方法】:在中国知网和google学术搜索上收集蔬菜地氮磷流失的相关文献,提取相关数据。由于农田土壤养分损失的途径有三种:一是土壤养分以土壤水为载体向下迁移进入水体,即淋失。二是土壤养分随地表径流及土粒的移动,迁出农田而进入水体,即流失;三是通过气态挥发或粉尘进入大气。其中,土壤氮、磷的淋失和流失是造成农业面源污染的主要原因。所以此课题只研究前两种损失途径,建立径流流失和淋溶淋失两张表格。具体数据包括:1、氮的统计指标:TN径流损失量(kg N/hm2)、NO3-N径流损失量(kg N/hm2)、TN淋溶损失量(kg N/hm2)、NO3-N淋溶损失量(kg N/hm2)2、磷的统计指标:TP径流损失量(kg N/hm2)、 TP淋溶损失量(kg N/hm2)。3、关注因子:地区、省份、试验地点、方法(如田间试验、模拟实验)、时间、季节、管理方式(如大棚、露天等)、淋失量计算方法(如水量平衡法、收集全部渗漏液等)、土壤类型、蔬菜名称、氮素来源、施肥类型(如不施肥、施化肥或施化肥和有机肥)、土壤PH、土壤容重(mg/cm3)、有机质含量(%)、全氮(%)、全磷(%)、全钾(%)、砂粒含量(%)、粉粒含量(%)、粘粒含量(%),施氮量(kg N/hm2)、施磷量(kg N/hm2)、当季降雨量(mm)。(其中,施肥类型、有机质含量、全氮、施氮量、施磷量、当季降雨量、TN径流损失量、TP径流损失量、TN淋溶损失量、TP淋溶损失量为必须统计的数据。同时,要注意单位的统一。)使用GetDate等软件将文献中以图的形式给出的数据转换成具体数值,再进行记录。根据建立的数据库,定量界定多个关注因子和蔬菜地氮、磷流失之间的关系,并利用建模软件建立回归模型,进一步分析土壤面源污染的来源和造成的影响,最终核算出集约化蔬菜地磷、氮的负荷。

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