全 文 :中国生态农业学报 2011年 7月 第 19卷 第 4期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Jul. 2011, 19(4): 771−777
* 黄河上游灌区农田退水污染控制与湿地生态修复关键技术研究与示范项目(2008ZX07212-004)资助
** 通讯作者: 杨正礼(1960~), 男, 博士, 研究员, 研究方向为农田污染防治与农业清洁生产。E-mail: yangzl@cjac.org.cn
易军(1987~), 男, 硕士研究生, 研究方向为农田污染防治。E-mail: yijun19870511@yahoo.com.cn
收稿日期: 2010-11-06 接受日期: 2011-03-15
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2011.00771
宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征*
易 军 张晴雯 杨正礼**
(中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 北京 100081)
摘 要 过量施氮与不合理灌水是农田面源污染加剧的主要原因。为了寻求较优的水氮管理模式以促进农业
生产和减少农田退水对黄河水体的污染, 在宁夏引黄灌区典型稻田中开展了不同水氮条件下稻田氮素迁移转
化规律研究。结果表明: 不同水氮条件下稻田田面水 NH4+-N与 NO3−-N浓度伴随施肥出现明显峰值, NO3−-N
峰值出现时间较 NH4+-N 晚, 且变化较平缓。3 次追肥时期和整个生育期田面水 NH4+-N 平均浓度与施氮量和
灌水量都呈显著相关, 田面水 NO3−-N平均浓度与施氮量呈显著正相关, 与灌水量相关性不显著。稻田 30 cm
与 60 cm深度的直渗水 NH4+-N浓度受施肥影响较大, 与田面水 NH4+-N浓度变化规律相似, 90 cm处直渗水
NH4+-N浓度峰值出现较为滞后, 且浓度较上层土体低, 120 cm处直渗水 NH4+-N浓度大体呈现持续上升趋势,
整个生育期直渗水NH4+-N平均浓度与施氮量呈显著相关, 仅 30 cm处NH4+-N平均浓度与灌水量呈负相关, 其
他土层深度不显著。30 cm与 60 cm直渗水 NO3−-N浓度在首次灌水后急剧下降, 在施肥后有较小幅度上升, 90
cm与 120 cm直渗水 NO3−-N浓度下降缓慢, 仅 30 cm处 NO3−-N平均浓度与施肥量显著正相关。总的结果表
明减少施肥或灌水均可达到减少农田氮素淋失的目的。
关键词 引黄灌区 稻田 田面水 直渗水 氮肥 NO3−-N NH4+-N
中图分类号: X592 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2011)04-0771-07
Concentration change and migration characteristics of nitrogen in the
paddy field of Ningxia Yellow River Irrigation Area
YI Jun, ZHANG Qing-Wen, YANG Zheng-Li
(Institute of Agricultural Environment and Sustainable Development, Chinese Academy of
Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
Abstract Excessive use of nitrogen and irrational irrigation are the primary drivers of aggravated non-point farmland pollution. It
is therefore urgent to develop effective coupling modes of water and nitrogen use in agricultural production in Ningxia Yellow River
Irrigation Area that reduces non-point farmland pollution of the Yellow River. To that end, an experiment was conducted in typical
paddy fields of the area to study the effect of irrigation and nitrogen use on non-point pollution. Based on the results, high concentra-
tions of NH4+-N and NO3−-N were noted in surface water of paddy fields after fertilization. Compared with NH4+-N, the peak con-
centration of NO3−-N was a little delayed and built up more slowly. During the periods of topdressing and the entire experimentation,
NH4+-N average concentration in field surface waters was obviously related with nitrogen input and irrigation amount. The average
concentration of NO3−-N in field surface water was significantly related with nitrogen input, and not irrigation amount. The concen-
trations of NH4+-N in seepage waters at depths of 30 cm and 60 cm were strongly influenced by fertilizer dose. The dynamics of
NH4+-N concentration in the seepage waters were similar to that of NH4+-N in field surface water. There were larger lags in the peak
concentration of NH4+-N at 90 cm soil depth, and which was much lower than that in the upper soil layers. The concentration of
NH4+-N at 120 cm soil depth steadily increased. The average concentration of NH4+-N in the different layers over the entire period of
experimentation was significantly related with nitrogen input, and not irrigation amount except at the depth of 30 cm. The concentra-
tions of NO3−-N in seepage water at 30 cm and 60 cm soil depths dropped sharply after the first irrigation, but gradually increased
after each fertilization. The concentrations of NO3−-N at 90 cm and 120 cm soil depths slowly dropped. A significant correlation be-
772 中国生态农业学报 2011 第 19卷
tween NO3−-N concentration and nitrogen input was only noted in seepage water at 30 cm soil depth. The overall result suggested
that deficit irrigation limited nitrogen leaching.
Key words Yellow River Irrigation Area, Paddy field, Field surface water, Seepage water, Nitrogen fertilizer, NO3−-N,
NH4+-N
(Received Nov. 6, 2010; accepted Mar. 15, 2011)
农业面源污染是导致当前水质恶化的主要原
因之一。近年来, 我国农业面源污染问题日益严重,
而河流、湖泊和地下水硝态氮浓度超标现象尤为凸
显 [1−3]。 黄河是我国西北地区的主要水源。宁夏引
黄灌区是宁夏主要农业生产区, 是全国12个商品粮
基地之一。在提供大量商品粮的同时, 由于大量施用
化肥(氮肥占绝对优势)而造成的面源污染导致地下水
和黄河水污染日益严重[4−5]。宁夏引黄灌区属干旱地
区, 灌溉水主要为黄河水。受传统耕作习惯影响, 大
水漫灌和氮肥过量施用的现象仍然十分普遍[6−7]。
农田氮素流失过程受农田作物类型、种植制度、
排灌水方式、施肥等因素的影响, 而过量施用氮肥
和不合理灌溉是导致氮素流失的最主要因素[8]。氮
素在灌区的迁移转化是随灌溉水在地表、土壤、地
下等环节的运移而发生的, 流失的氮素通过退水和
地下水运动过程最终进入黄河, 对黄河水质造成影
响, 而灌区农田的氮肥流失主要受到灌溉和施氮的
影响[5,7,9]。
在宁夏地区已经初步开展过一些农业面源污染
方面的研究, 但以地下水、退水沟和黄河断面水质
监测为主[9−10], 对农田氮素迁移转化研究较少, 2009
年才有相关报道[11]。本试验通过研究不同灌溉量和
施氮量条件下稻田氮素迁移转化规律, 为稻田合理
灌溉和施肥提供数据支撑, 为黄河大型灌区农田氮
素流失及污染控制提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验地介绍
田间试验地位于宁夏引黄灌区的青铜峡灌区灵武
市国有灵武农场, 是宁夏引黄灌区典型农业生产区。
试验地位于北纬 38°07′14, 东经 106°17′43, 属于典型
中温带大陆性半干旱气候。海拔 1 114 m, 年均降水量
180~220 mm, 且集中在 7~9月间, 年均蒸发量 1 100~
1 600 mm。年均日照时数 2 800~3 100 h, 无霜期 164 d,
年平均气温 8~9 , ℃ 作物生长季节(4~9 月)≥10 ℃的
积温为 3 200~3 400 ℃。宁夏引黄灌区干旱少雨, 黄河
水为作物灌溉水的主要来源。试验区土壤类型为典型
灌於土, 土壤基本理化性质见表 1。
1.2 试验设计与方案
本试验于 2010 年在宁夏灵武市国有灵武农场
二站典型稻麦轮作区, 开展稻田氮素迁移转化规律
研究。试验设置灌水量和施氮量 2 个因子, 通过灵
武市农场渠管理所提供的往年灌溉量数据和农户调
研获取的近年施肥量数据, 确定当地一季稻田(从 5
月泡田至 9月收获)常规灌溉量为 1 400~2 000 mm,
常规施氮量为 300 kg·hm−2。
整个试验采用裂区设计: 主区为不同灌溉量水
平, 裂区为不同施氮量水平, 主区与裂区均随机排
列。试验设置3个灌溉量水平 : 常规灌溉(W1500),
1 500 mm; 节水15%灌溉(W1275), 1 275 mm; 节水
30%灌溉(W1050), 1 050 mm。小区设有独立的灌排
系统, 在每个小区进水口安装80 mm口径旋翼式水
表控制灌溉量, 水表前后端分别安装长度100 cm进
水管和60 cm出水管进行整流, 以提高水表准确度。
为保证秧苗顺利成活, 水稻返青期为浅水勤灌, 且
不控水, 控灌从第1次追肥开始。施氮量设置4个水
平 : 不施氮(N0), 0 kg·hm−2; 常规氮(N300), 300
kg(N)·hm−2; 减氮20%(N240), 240 kg(N)·hm−2; 减氮
40%(N180), 180 kg(N)·hm−2; 氮肥为尿素。除不施氮
处理只设置节水30%处理外, 其他施氮处理均有3个
灌水量处理, 共计试验处理10个, 每个处理重复3次,
共30个小区, 小区面积为6 m×10 m=60 m2, 试验小
区四周修葺1.2 m深的水泥埂, 并用双层塑料膜隔离,
防止串水串肥。水稻于2010年5月11日移栽 , 并于
表1 供试土壤理化性质
Table 1 Physical and chemical properties of the tested soils
土层 Soil layer (cm) 土壤类型 Soil type 容重 Bulk density (g·cm−3) 有机质 Organic matter (g·kg−1) 全氮 Total nitrogeN(g·kg−1)
0~45 粉壤土 Silty loam 1.532 12.70 0.98
45~60 粉黏土 Silty clam 1.591 8.30 0.73
60~90 壤土 Loam 1.503 5.56 0.34
90~100 粉壤土 Silty loam 1.520 4.48 0.31
100~120 砂壤土 Sandy loam 1.479 3.55 0.25
第 4期 易 军等: 宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征 773
2010年9月11日收获。种植行距30 cm, 株距10 cm,
水稻品种为“96D10”。磷肥(P2O5)、钾肥(K2O)于2010
年5月9日分别以105 kg·hm−2和60 kg·hm−2用量作为
基肥一次性施入, 氮肥(N)以4︰3︰2︰1的比例分别
于5月9日(移栽前2 d)、5月31日(移栽后21 d)、6月22
日(移栽后43 d)和7月22日(移栽后73 d)分次施入, 4
个施肥期的时间为: 基肥期(移栽后第1~6 d); 第1次
追肥期(移栽后第22~27 d); 第2次追肥期(移栽后第
44~48 d); 第3次追肥期(移栽后第74~78 d)。
1.3 水样采集和分析
田面水使用注射器抽取 , 每个小区选择10~15
个田面水取样点, 通过埋设土壤溶液提取器[11]定期
采集30 cm、60 cm、90 cm、120 cm深度的土壤溶液。
采样时间由灌水和施肥时间确定(田面水取样在施
用氮肥后每天早晚各取1次, 直至稻田无水面; 非施
肥期间为每次3~7 d; 每次灌水后到下次灌水前至少
采集1次直渗水 ), 整个生育期共采集田面水44次 ,
直渗水20次。水样采集后尽量于24 h内测定, 若不能
及时测定, 则置于−20 ℃保存且尽早测定。水样测定
项目为铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3−-N)。
铵态氮(NH4+-N)测定采用靛酚蓝比色法, 硝态
氮(NO3−-N)测定采用紫外分光光度法[12]。
所得数据应用Excel 2007和SAS 8.0进行作图和
逐步回归分析。
2 结果与分析
2.1 田面水 NH4+-N与 NO3−-N浓度变化特征
2.1.1 不同水氮条件下田面水NH4+-N浓度变化
水稻全生育期不同水氮条件下田面水 NH4+-N
浓度变化的结果表明(图 1): 田面水 NH4+-N 在施肥后
7 d左右保持较高浓度, 大体上呈现先升高后降低的
趋势, 并在施肥后 2~3 d达到峰值。若在此期间出现
径流, 则易造成氮素的大量流失, 并对水体造成污
染。而在宁夏地区降雨一般较小, 很少因为降雨产
生径流。合理灌溉即可防止径流, 从而减少稻田对
水体的污染。第 1次追肥NH4+-N峰值期出现NH4+-N
浓度略微下降(移栽后第 23~24 d), 是由于施肥后出
现 1 次较小降雨。虽然基肥施用量较高, 但在水稻
返青期(移栽后第 1~14 d) NH4+-N浓度未出现明显峰
值, 这是因为在返青期浅水勤灌, 这种持续性灌水
显著降低了田面水中NH4+-N浓度, 并抑制了峰值的
出现。而不施肥处理在水稻整个生育期 NH4+-N浓度
变化较为稳定, 一直处于较低水平并显著低于各施
肥处理。在整个研究过程中 NH4+-N 浓度最高值为
20 mg·L−1左右, 当次施肥量高于 60 kg·hm−2时田面
水 NH4+-N 浓度峰值不再随着施肥量的增加而增加,
只是在高施氮量条件下峰值持续时间延长, 此峰值
大大低于相近施氮水平下的其他研究结果[13−16], 可
能是土壤性质不同所导致。
对 4次施肥期和整个生育期田面水NH4+-N平均
浓度与施氮量和灌水量进行回归分析, 结果表明(表
2): 灌水量与 NH4+-N 浓度呈显著负相关; 除基肥施
用期, 田面水 NH4+-N 浓度与施氮量均呈显著正相关,
这是受水稻返青期浅水勤灌影响。
2.1.2 不同水氮条件下田面水NO3−-N浓度变化
水稻全生育期不同水氮条件下田面水 NO3−-N
浓度的结果表明(图 2): 田面水 NO3−-N 浓度变化曲
线与 NH4+-N 浓度变化较为相似, 在施肥后 NO3−-N
浓度先升高后降低并出现峰值, 只是变化较为缓和,
峰值出现时间较 NH4+-N 峰值晚 1~3 d, 这是由于
NH4+-N 转化为 NO3−-N 需要一定时间。第 1 次取样
时 NO3−-N 浓度较高, 可能是因为经过一个作物休闲
期(2009年 10月~2010年 4月), 硝化作用与强烈的蒸
发作用导致表层土壤 NO3−-N 聚集, 而 NO3−-N 浓度
迅速下降主要受水稻返青期(移栽后第 1~14 d)持续性
灌水的影响。不施氮处理 NO3−-N浓度较施肥处理稳
定, 其变化过程主要受灌水和作物吸收的影响。
图 1 不同水氮条件下水稻全生育期田面水 NH4+-N浓度变化
Fig. 1 Dynamics of NH4+-N concentration in the field surface water during whole growth period of paddy under different
water and nitrogen conditions
774 中国生态农业学报 2011 第 19卷
表2 不同时期田面水NH4+-N平均浓度(C)与施氮量(F)和灌水量(I)的相关性
Table 2 Correlation analysis between average concentration of NH4+-N in field surface water (C) and nitrogen application
rate (F) and irrigation amount (I) at different periods
时期 Time 回归方程 Regression equation R2
基肥期 Base fertilizer C=0.000F−0.014I+4.820 0.428
第1次追肥期 First topdressing of fertilizer C=0.020F−0.144I+12.200 0.922
第2次追肥期 Second topdressing of fertilizer C=0.449F−0.072I 0.954
第3次追肥期 Third topdressing of fertilizer C=0.216F−0.042I 0.907
全生育期 Whole growth period C=0.025F−0.004I+3.540 0.948
各保留非零项均达到显著水平(P值均小于 0.05), 下同。Each nonzero item reaches significant level (The value of P is less thaN0.05). The
same below.
图2 不同水氮条件下水稻全生育期田面水NO3−-N浓度变化
Fig. 2 Dynamics of the concentration of NO3−-N in the field surface water during whole growth period of paddy under different
water and nitrogen conditions
对 4次施肥期和整个生育期田面水NO3−-N平均
浓度与施氮量和灌水量进行回归分析 : 田面水
NO3−-N 平均浓度与施氮量呈显著正相关, 基肥施用
时田面水NO3−-N平均浓度与灌水量呈负相关, 其他
时期NO3−-N平均浓度与灌水量相关性不显著(表 3)。
2.2 直渗水 NH4+-N与 NO3−-N浓度变化特征
2.2.1 直渗水NH4+-N浓度变化特征
不同水氮条件下稻田直渗水 NH4+-N 浓度变化规
律见图 3。结果表明: 除不施氮处理外, 其他处理各层
直渗水 NH4+-N 浓度变化规律基本一致。30 cm 处
NH4+-N 浓度受施肥影响最为剧烈, 与田面水 NH4+-N
浓度变化趋势较为一致; 在施肥后 3~5 d 达到峰值,
峰值为田面水 NH4+-N 峰值浓度的 30%左右, 且不同
处理出现峰值的时间较为一致, 这主要由于表层土壤
受到土壤生物活动和植物根系的影响, 大孔隙较多,
NH4+-N随着水流, 主要通过大孔隙向下运动。60 cm
处 NH4+-N 浓度伴随第 1 次施肥也出现了峰值, 只是
不同处理出现峰值的时间不完全一致, 大致表现为常
规灌水处理出现峰值的时间略早于节水处理。90 cm
处NH4+-N浓度出现峰值的时间往往滞后于施肥 5~10
d, 这主要由于NH4+-N随水流运动需要一段时间才能
达到较深层次的土体, 同时由于土体对 NH4+离子的
吸附作用, 导致 90 cm处 NH4+-N浓度较 30 cm和 60
cm处低。120 cm处 NH4+-N 浓度大体上呈现逐渐升
高的趋势。主要由于上层 NH4+-N 需要一定时间才能
被淋洗到较深土层, 且深层土体一般处于饱和厌氧条
件, 硝化作用较弱, 导致NH4+-N持续累积, 而第 87 d
时 NH4+-N 浓度下降明显, 可能是长时间晒田导致地
下水位下降到 120 cm左右, 而 120 cm处 NH4+-N随
着非饱和流向上运移降低了此层的 NH4+-N浓度。
表3 不同时期田面水NO3−-N平均浓度(C)与施氮量(F)和灌水量(I)相关性分析
Table 3 Correlation analysis between average concentration of NO3−-N in field surface water (C) and nitrogen application rate (F)
and irrigation amount (I) at different period
时间 Time 回归方程 Regression equation R2
基肥期 Base fertilizer C=0.246F−0.010I+3.270 0.803
第1次追肥期 First topdressing of fertilizer C=0.224F+0.000I+1.160 0.846
第2次追肥期 Second topdressing of fertilizer C=0.330F+0.000I+1.240 0.707
第3次追肥期 Third topdressing of fertilizer C=0.431F+0.000I+0.384 0.763
全生育期 Whole growth period C=0.062F+0.000I+0.391 0.874
第 4期 易 军等: 宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征 775
图3 不同水氮条件下水稻田30 cm(a)、60 cm(b)、90 cm(c)、120 cm(d)深度直渗水NH4+-N浓度变化
Fig. 3 Dynamics of NH4+-N concentration in seepage water at 30 cm (a), 60 cm (b), 90 cm (c) and 120 cm (d) depth
under different water and nitrogen conditions
对整个生育期4个深度直渗水NH4+-N平均浓度
与施氮量和灌水量进行回归分析 : 4个深度NH4+-N
平均浓度与施氮量均呈显著正相关; 仅30 cm深度
直渗水NH4+-N平均浓度与灌水量呈显著负相关 ,
其他深度直渗水NH4+-N平均浓度与灌水量相关性
不显著(表4)。
2.2.2 直渗水NO3−-N浓度变化特征
不同水氮条件下稻田直渗水NO3−-N浓度变化规
律见图4。结果表明 : 不同水氮处理各土层直渗水
表4 水稻生育期不同土壤深度直渗水NH4+-N平均浓度
(C)与施氮量(F)和灌水量(I)相关性
Table 4 Correlation analysis between average concentration of
NH4+-N in seepage water (C) and nitrogen application rate (F)
and irrigation amount (I) at whole growth period
深度 Depth (cm) 回归方程 Regression equation R2
30 C=0.006F−0.062I+0.731 0.949
60 C=0.007F+0.000I 0.932
90 C=0.003F+0.000I 0.903
120 C=0.002F+0.000I 0.763
776 中国生态农业学报 2011 第 19卷
图4 不同水氮条件下水稻田30 cm(a)、60 cm(b)、90 cm(c)、120 cm(d)深度直渗水NO3−-N浓度变化
Fig. 4 Dynamics of NO3−-N concentration in seepage water at 30 cm (a), 60 cm (b), 90 cm (c) and 120 cm (d) depth
under different water and nitrogen conditions
NO3−-N浓度变化趋势趋于一致。30 cm处NO3−-N浓
度在水稻移栽后1周内急剧下降 , 而后维持在较低
水平, 并未伴随施肥出现明显峰值, 只在施肥后有
较小幅度的上升。主要是因为NO3−不会被带负电荷
的土壤吸附, 极易被水淋洗到更深的土层, 虽然30
cm直渗水中存在较高浓度的NH4+-N, 但稻田长时间
处于淹水厌氧条件 , 硝化作用较弱 , 只有少量的
NH4+-N转化为NO3−-N, 所以施肥后NO3−-N浓度升
高也较为缓和。60 cm处NO3−-N浓度变化趋势与30
cm处的变化规律相似, 前期下降较剧烈, 在施肥后
也有较小幅度上升, 只是淋洗到较为稳定的低浓度
所用时间较30 cm长, 为两周左右。90 cm处NO3−-N
浓度大体上也呈现持续下降的规律 , 灌水前期
NO3−-N浓度先下降后上升 , 由于灌水影响导致
NO3−-N向下淋洗以及灌溉水的稀释作用, NO3−-N浓
度在第1次灌水后就开始下降, 而60 cm处NO3−-N浓
度较高, 经过几次灌水后逐渐淋洗到90 cm土层, 所
以NO3−-N浓度又出现回升, 施肥对90 cm处NO3−-N
第 4期 易 军等: 宁夏引黄灌区稻田氮素浓度变化与迁移特征 777
浓度影响较小。120 cm处NO3−-N浓度大体上表现为
先升高后降低的变化规律 , 水稻移栽1周内NO3−-N
浓度上升主要是由于90 cm处NO3−-N浓度较高, 随
着灌水被淋洗到 120 cm处 , 同时由于上层土体
NO3−-N的不断补充, 120 cm处NO3−-N浓度下降速度
较上3层土体缓慢, 在水稻抽穗期(移栽后50 d左右)
才被淋洗到较低浓度。
对整个生育期4个深度直渗水NO3−-N平均浓度
(C)与施氮量(F)、灌水量(I)和NO3−-N初始浓度(C0)
进行回归分析: 仅30 cm处NO3−-N平均浓度与施氮
量呈显著正相关 , 回归方程为C=0.035F+0.000I+
0.000C0+1.170 (R2=0.705),其他深度NO3−-N平均浓
度与施氮量相关性不显著 ; 整个生育期4个深度直
渗水NO3−-N平均浓度与灌水量和NO3−-N初始浓度
相关性不显著。
3 讨论与结论
田面水NH4+-N浓度受灌水和施氮影响, 与施氮
量呈显著正相关, 与灌水量呈显著负相关。当次施
肥量高于60 kg·hm−2时, 田面水NH4+-N浓度峰值达
到20 mg·L−1左右, 不再随施氮量的增加而增加, 只
是峰值持续时间延长。田面水NO3−-N平均浓度与施
氮量呈显著正相关 , 与灌水量相关性不显著。
NH4+-N与NO3−-N较高浓度出现在施肥后, 且持续7
d左右, 表明只要在施肥期进行合理灌溉, 就能极大
减少因径流导致的水体污染。
除不施氮处理外, 其他处理不同深度土壤直渗
水NH4+-N浓度变化规律相似, 4个深度NH4+-N平均
浓度与施氮量均呈显著正相关, 仅30 cm深度直渗
水NH4+-N平均浓度与灌水量呈显著负相关。30 cm
和60 cm处NH4+-N浓度变化受施肥影响剧烈, 与田
面水NH4+-N浓度变化规律相似。90 cm处NH4+-N浓
度变化较为缓和, 在施肥7 d左右出现峰值, 120 cm
处NH4+-N浓度大体呈现持续上升趋势, 但浓度低于
上面3个土层。
所有处理土壤直渗水NO3−-N浓度变化规律相似,
仅30 cm处NO3−-N平均浓度与施肥量呈显著正相关,
NO3−-N平均浓度与灌水量和NO3−-N初始浓度相关性
不显著。30 cm与60 cm处NO3−-N浓度随着灌水迅速
下降, 节水处理基本不能达到减少这2个层次NO3−-N
淋失风险的目的, 90 cm与120 cm处NO3−-N浓度变化
较为缓慢, 大体呈现先升高后降低的趋势。
对比直渗水 NH4+-N 和 NO3−-N 浓度变化曲线,
稻田浅层土体氮素淋失NH4+-N和NO3−-N比重相当,
深层土体氮素淋失 NO3−-N占主要部分。节水对浅层
土体 NO3−-N 浓度影响较小 , 但施氮对浅层土体
NH4+-N 浓度和 NO3−-N 浓度影响较大, 因此通过适
当减少施氮量可以减少浅层土体氮素淋失。虽然此
试验研究结果表明灌水量对深层土体 NO3−-N 平均
浓度影响不大, 但根据土壤水平衡法 [11], 减少灌水
能减少土体渗漏量, 在浓度无显著差异的情况下减
少水分渗漏即减少氮素淋失; 另外, 本研究中灌水
方式和农民常规方式一致, 若能采用干湿交替的灌
溉方式, 通过合理调节地下水位高度, 增加非饱和
流的向上运动 , 理论上也可达到减少深层土体
NO3−-N 淋失的目的。因此, 适当减少施氮量或灌溉
量, 在不减产的情形下, 可以达到减少农田氮素淋
失的目的, 实现经济效益与环境效益的双赢。
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