【摘要】：【目的】明確華北平原褐潮土農(nóng)田典型種植模式下水分和氮素的輸入及淋失特征,闡明施氮量對(duì)淋失水質(zhì)的影響,為從源頭減少氮素淋失、防控農(nóng)田面源污染提供科學(xué)依據(jù)。【方法】2007—2012年在"國家褐潮土土壤肥力與肥料效益長期監(jiān)測基地"上,針對(duì)玉米單作種植模式,設(shè)置不同施氮梯度(不施氮CK,優(yōu)化施氮T1,習(xí)慣施氮T2),利用"滲漏池"監(jiān)測玉米生育期間土壤水分和氮素淋失過程,同時(shí)利用田間小氣候氣象站監(jiān)測降雨發(fā)生過程,并詳細(xì)記錄灌溉事件。【結(jié)果】降雨和灌溉發(fā)生在4—10月,淋失發(fā)生在5—11月,相對(duì)降雨和灌溉時(shí)間有所滯后。年際間降雨量差異較大(134—525 mm),除2009年降雨少、無灌溉且未監(jiān)測到淋失事件以外,其他年份水分輸入總量均高于500 mm,并均監(jiān)測到淋失事件。施氮處理比不施氮處理的淋失發(fā)生次數(shù)和淋失水量均有所減少,其中CK共發(fā)生淋失37次,淋失水量422 mm,T2共發(fā)生淋失31次,淋失水量310 mm。5年監(jiān)測期間,灌溉和降雨攜帶的全氮共計(jì)157 kg·hm~(-2),其中可溶性總氮106 kg·hm~(-2),但年際間差異較大(7.53—34.1 kg·hm~(-2));灌溉和降雨攜入氮量越多的年份,任一處理的氮素淋失量明顯高于其他年份相同處理。硝態(tài)氮是淋失水中的主要氮素形態(tài),并且施氮量越高,淋失水中硝態(tài)氮比重越大;無論是單次淋失事件還是年度淋失總量,T2淋失的可溶性總氮和硝態(tài)氮均明顯高于CK和T1。CK和T1處理5年內(nèi)全部淋失事件中的硝態(tài)氮平均濃度分別低于2.0、5.0mg·L~(-1),而T2處理的5年31次淋失事件中硝態(tài)氮濃度平均為29.5 mg·L~(-1),超過地下Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)(20 mg·L~(-1))的次數(shù)有15次,最高濃度達(dá)79.0 mg·L~(-1)�！窘Y(jié)論】灌溉和降雨是導(dǎo)致淋失的主要原因,輸入的水量越多,越易發(fā)生淋失,硝態(tài)氮是淋失水中的主要氮素形態(tài);年際間,氮素淋失量與灌溉和降雨攜入的氮量呈正相關(guān)關(guān)系,灌溉和降雨攜帶氮量越多的年份,農(nóng)田氮素淋失量越多;同一年內(nèi),硝態(tài)氮淋失量和硝態(tài)氮淋失濃度均隨施氮量的增加而增加。因此,只有合理施氮才能減少氮素淋失量并保證淋失水硝態(tài)氮含量不超標(biāo),但在確定合理的農(nóng)田施氮量時(shí),要充分考慮灌溉和降雨攜帶氮量對(duì)氮素淋失的影響。
【圖文】：

態(tài)氮0.147mg·kg-1，，容重1.32g·cm-3，pH8.26。為研究華北平原典型土壤類型及種植模式下農(nóng)田氮素淋失特征，于2006年建設(shè)了長×寬×高分別為1m×2m×1.2m的滲漏池，滲漏池四周及底部均由混凝土包圍而成。滲漏池建設(shè)前期，先將農(nóng)田土壤按不同層次分別挖出分層次分別混勻，混凝土結(jié)構(gòu)建成后，池底鋪石英砂顆粒，其上鋪一層石棉布，以便過濾淋失液中土壤顆粒，按層次分別回填已混勻的土壤，在土壤深度120cm處的池底安置PVC管并外接水桶承接滲漏水，在滲漏池側(cè)下部修筑2m高的地下監(jiān)測室以便于滲漏水取樣與監(jiān)測（圖1）。經(jīng)過一年多的土壤自然沉積，于2007年秋季開始種植冬小麥。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)本研究從2007年10月到2012年10月，包括兩種種植模式，2007年10月至2008年6月為小麥玉米輪作種植模式，2009年至2012年為玉米單作種植模式，根據(jù)每年的具體氣象條件，作物播種日期、收獲日期、灌溉日期及灌溉量均有一定程度的調(diào)整（表1）。2007—2008年的小麥玉米輪作含2個(gè)施氮處理：CK和T2；2009—2012年的玉米單作種植含3個(gè)施氮處理：CK，T1和T2（表2），各處理中施磷量和施鉀量均相同，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。圖1滲漏池裝置內(nèi)外景Fig.1Outsideandinsideoflysimeter表1作物播種、收獲及灌溉時(shí)間安排Table1Scheduleofcropsowing,harvestandirrigation作物Crop播種日期Sowingdate收獲日期Harvestdate灌溉日期（灌溉量）Irrigationdate(irrigationamount,mm)小麥Wheat2007.10.192008.6.192008.4.3(100);2008.4.9(5)玉米Maize2008.6.222008.9.270玉米Maize2009.5.82009.8.270玉米Maize2010.5.152010.9.62010.6.30(10);2010.7.26(15);2010.7.30(10);2010.8.1(10);2010.8.11(15);2010.8.14(10);2010.8.22(20);2010.8.23(30)玉?

116中國農(nóng)業(yè)科學(xué)49卷失事件發(fā)生，同一年內(nèi)，施氮量越多，淋失水中硝態(tài)氮濃度越高（圖6）。硝態(tài)氮濃度是衡量地下水水質(zhì)的重要指標(biāo)，地下I類、II類、III類水質(zhì)的硝態(tài)氮濃度必須分別低于2.0、5.0、20mg·L-1，從圖6可以看出，所有淋失事件中CK處理淋失水硝態(tài)氮濃度為0.13—7.26mg·L-1，平均值1.32mg·L-1，滿足地下I類水標(biāo)準(zhǔn)；T1處理硝態(tài)氮濃度為0.24—9.22mg·L-1，平均值4.60mg·L-1，滿足地下II類水標(biāo)準(zhǔn)；而T2處理硝態(tài)氮濃度為1.32—79.0mg·L-1，平均值28.3mg·L-1，超過了地下III類水標(biāo)準(zhǔn)。此外，T2施氮條件下，5年失氮淋量iNrogenteachlngikg·(mh2-)圖5不同施氮處理的各種形態(tài)氮素淋失動(dòng)態(tài)Fig.5Leachingdynamicsofvariousformsofnitrogenunderdifferentnitrogenapplicationrate020406080100120CKT1T2處理Treatment態(tài)硝淋氮濃度失onCcnterneitnoofitnatreitnrgenonieachlngiaterwmg·L(1-)2008-04-102008-04-272008-07-052008-07-072008-07-162008-07-212008-07-312008-08-012008-08-062008-08-122008-08-172008-08-262008-08-272008-09-042008-09-262010-08-242010-08-282010-09-252010-09-292010-10-072010-10-142010-11-052011-05-302011-06-092011-07-062011-07-202011-07-212011-07-252011-07-282011-07-292011-08-022012-07-232012-07-302012-07-312012-08-012012-08-022012-08-08圖6淋失水中硝態(tài)氮濃度Fig.6Concentrationofnitratenitrogeninleachingwater
【作者單位】： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所;農(nóng)業(yè)部面源污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所;
【基金】：國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201003014)
【分類號(hào)】：S158

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本文編號(hào)：2526817