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基于大型渗漏池监测的褐潮土农田水、氮淋失特征

张亦涛 王洪媛 刘宏斌 任天志 中国农业科学 2016年第01期

摘要:【目的】明确华北平原褐潮土农田典型种植模式下水分和氮素的输入及淋失特征,阐明施氮量对淋失水质的影响,为从源头减少氮素淋失、防控农田面源污染提供科学依据。【方法】2007—2012年在"国家褐潮土土壤肥力与肥料效益长期监测基地"上,针对玉米单作种植模式,设置不同施氮梯度(不施氮CK,优化施氮T1,习惯施氮T2),利用"渗漏池"监测玉米生育期间土壤水分和氮素淋失过程,同时利用田间小气候气象站监测降雨发生过程,并详细记录灌溉事件。【结果】降雨和灌溉发生在4—10月,淋失发生在5—11月,相对降雨和灌溉时间有所滞后。年际间降雨量差异较大(134—525 mm),除2009年降雨少、无灌溉且未监测到淋失事件以外,其他年份水分输入总量均高于500 mm,并均监测到淋失事件。施氮处理比不施氮处理的淋失发生次数和淋失水量均有所减少,其中CK共发生淋失37次,淋失水量422 mm,T2共发生淋失31次,淋失水量310 mm。5年监测期间,灌溉和降雨携带的全氮共计157 kg·hm^-2,其中可溶性总氮106 kg·hm^-2,但年际间差异较大(7.53—34.1 kg·hm^-2);灌溉和降雨携入氮量越多的年份,任一处理的氮素淋失量明显高于其他年份相同处理。硝态氮是淋失水中的主要氮素形态,并且施氮量越高,淋失水中硝态氮比重越大;无论是单次淋失事件还是年度淋失总量,T2淋失的可溶性总氮和硝态氮均明显高于CK和T1。CK和T1处理5年内全部淋失事件中的硝态氮平均浓度分别低于2.0、5.0mg·L^-1,而T2处理的5年31次淋失事件中硝态氮浓度平均为29.5 mg·L^-1,超过地下Ⅲ类水标准(20 mg·L^-1)的次数有15次,最高浓度达79.0 mg·L^-1。【结论】灌溉和降雨是导致淋失的主要原因,输入的水量越多,越易发生淋失,硝态氮是淋失水中的主要氮素形态;年际间,氮素淋失量与灌溉和降雨携入的氮量呈正相关关系,灌溉

关键词:降雨施氮可溶性总氮硝态氮淋失

单位:中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 北京100081 农业部面源污染控制重点实验室 北京100081 农业部环境保护科研监测所 天津300191

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