耕作对红壤坡耕地活性氮侵蚀和渗漏损失过程的影响

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41761060
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    38.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0710.土壤侵蚀与土壤肥力
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Erosion and leakage are not only the major pathways for reactive nitrogen loss from sloping farmland, but also the important causes for eutrophication and groundwater pollution. Tillage has a significant effect on soil erosion and water infiltration, which thus affect reactive nitrogen loss by erosion and leaching in sloping farmland. Nevertheless, it still a scientific question worthy of research to uncover the effects and mechanisms of tillage on reactive nitrogen erosion and leakage loss from sloping farmland. This study will focus on typical sloping farmland in red soil and adopt typical tillage. Continuous in-situ monitoring under natural rainfall, rainfall simulation test and 15N stable isotope tracer will be conducted, so as to investigate the processes of reactive nitrogen losses by erosion, leaching and gaseous emission from the sloping farmland. The characteristics of reactive nitrogen loss by erosion and leaching with different treatments were analyzed, and the contribution rates of erosion and leakage to the total reactive nitrogen loss were quantified. In addition, by applying the comparative study and multivariate statistical methods, the effects of tillage on the erosion and leakage loss of reactive nitrogen were elucidated, and the mechanism was revealed. This research results will help to deepen the understanding of the law on reactive nitrogen loss in sloping farmland, providing a reference for applying scientific and reasonable soil and water conservation and nutrient management measures as well as raising the effective utilization rate of nitrogen fertilizer in red soil farmland.
侵蚀和渗漏被认为是坡耕地活性氮损失的主要途径,也是导致河湖富营养化及地下水污染的重要原因。耕作对坡耕地土壤侵蚀和水分入渗影响显著,进而影响活性氮的损失过程。当前对坡耕地活性氮损失过程,尤其是耕作对活性氮侵蚀和渗漏损失的影响与机理尚不完全清楚。本研究以典型红壤坡耕地为研究对象,通过设置代表性耕作方式处理,开展自然降雨下的连续定位监测、模拟降雨试验和稳定同位素15N示踪,同步观测红壤坡耕地活性氮侵蚀流失、渗漏淋失和气态排放的损失过程,重点分析不同坡度条件下耕作对活性氮侵蚀流失和渗漏淋失的影响,量化侵蚀和渗漏对活性氮损失的贡献,阐明耕作对活性氮侵蚀和渗漏损失过程的作用机理。研究结果有助于深化对坡耕地活性氮损失规律的认识,为红壤丘陵区采取科学合理的水土保持与养分管理措施,提高农田氮素有效利用率提供参考。

结项摘要

侵蚀和渗漏被认为是坡耕地活性氮损失的主要途径,也是导致河湖富营养化及地下水污染的重要原因。耕作对坡耕地土壤侵蚀和水分入渗影响显著,进而影响活性氮的损失过程。当前对坡耕地活性氮损失过程,尤其是耕作对活性氮侵蚀和渗漏损失的影响与机理尚不完全清楚。本项目以典型红壤花生旱作坡耕地为研究对象,设置常规翻耕、轻简化免耕和条带间作3种代表性耕作方式,开展自然降雨下的连续定位监测,同步观测活性氮侵蚀流失和渗漏淋失等损失过程,重点分析了活性氮侵蚀流失和渗漏淋失过程及赋存特征,量化了活性氮侵蚀流失和渗漏淋失通量及贡献;结合稳定同位素15N示踪等室内外降雨试验,探究了耕作、坡度、生育期、施肥水平对侵蚀和渗漏运移氮素的作用机理。结果表明:(1)3种典型耕作方式下红壤旱坡花生地活性氮径流损失的热点时段是结荚期,其在整个花生季的占比为59.56%~62.63%;活性氮径流损失的关键途经是深层渗漏,其在径流总损失的占比为91.53%~96.50%;地表径流、壤中流和深层渗漏对活性氮径流损失的贡献分别为0.94%~7.14%、1.26%~2.56%和91.53%~96.37%。(2)与常规翻耕相比,轻简化免耕显著增加了地表径流硝态氮和氨氮流失量,而条带间作显著降低了地表径流硝态氮流失量,但对其他径流组分活性氮流失量的影响不显著。在常规翻耕的15N稳定同位素示踪试验中,随侵蚀泥沙、渗漏水和地表径流输出的15N分别为65.44%、24.77%和9.79%。(3)耕作方式、坡度条件、施肥水平和作物生育期对坡面产流产沙、水分渗漏及氮素损失过程均有影响,故宜在合理坡度范围内开发利用红壤坡耕地资源,90 kg/hm2氮肥施用量为花生地的合理施氮量,并采取水土保持措施(如条带间作)以阻控侵蚀和渗漏活性氮损失,尤其是结荚期活性氮随深层渗漏的损失。研究结果有助于深化对坡耕地活性氮损失规律的认识,为红壤丘陵区采取科学合理的水土保持与养分管理措施,提高农田氮素有效利用率提供参考。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
生育期对红壤旱坡花生地氮素径流流失的影响
  • DOI:
    10.13870/j.cnki.stbcxb.2019.06.005
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王凌云;聂小飞;左继超;刘昭;郑海金
  • 通讯作者:
    郑海金
壤中流和地表径流耦合下红壤坡地氮素迁移输出过程模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国水土保持
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昭;徐燕星;聂小飞;胡皓;郑海金
  • 通讯作者:
    郑海金
基于增强回归树的红壤旱坡花生地气态氮损失影响因素分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    生态环境学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尤昆明;刘士余;聂小飞;胡小丹;郑海金
  • 通讯作者:
    郑海金
农林复合种植模式对红壤坡地表土水力特性及储水的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    农业工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昭;徐燕星;郑海金;左继超;陈秀龙
  • 通讯作者:
    陈秀龙
红壤坡地氮的径流输出通量及形态组成
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    土壤学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑海金;左继超;奚同行;聂小飞;王凌云;刘昭
  • 通讯作者:
    刘昭

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其他文献

覆盖和草篱对红壤坡耕地花生生长和土壤特性的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    农业机械学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    郑海金;杨洁;黄鹏飞;万佳蕾;王凌云;赵佳鼎
  • 通讯作者:
    赵佳鼎
自然降雨条件下红壤坡地磷素随径流垂向分层输出特征
  • DOI:
    10.13227/j.hjkx.201703025
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左继超;郑海金;奚同行;王凌云;聂小飞;刘昭
  • 通讯作者:
    刘昭
1981—2013年桃江流域径流与泥沙模拟研究
  • DOI:
    10.13961/j.cnki.stbctb.2018.01.036
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    水土保持通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李志强;齐述华;刘旗福;仝兴庆;刘贵花;郑海金
  • 通讯作者:
    郑海金
平江流域水土保持综合治理水沙调配效益评价
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    江西水利科技
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    胡欣;聂小飞;郑海金
  • 通讯作者:
    郑海金
土壤重金属在优先流区和基质流区迁移能力研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    土壤通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张英虎;汤崇军;郑海金;郑太辉;张杰;Richards Brian K
  • 通讯作者:
    Richards Brian K

其他文献

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郑海金的其他基金

壤中流和地表径流耦合下红壤坡耕地氮素迁移机制
  • 批准号:
    41401311
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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