土壤氮素淋失研究進展

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1、土壤氮素淋失研究進展　　關(guān)鍵詞氮素;淋失特征;研究方法;機制;影響因素　　　　氮是農(nóng)田經(jīng)淋溶損失的最主要元素之一。目前,我國旱地土壤氮素利用率較低,進而提高了農(nóng)產(chǎn)品的成本,另一方面,部分氮素的淋洗和損失使周邊環(huán)境特別是地下水環(huán)境受到污染。了解土壤中的氮素淋失特征對提高氮肥利用效率、減少環(huán)境污染是十分必要的。　　土壤中氮的轉(zhuǎn)化和平衡問題一直是學(xué)者研究的熱門課題。到目前為止,人們對氮素行為的研究概括起來主要包括三方面的內(nèi)容:一是研究土壤氮素轉(zhuǎn)化和去向的單個過程的機理;二是農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮素行為的綜合研究;三是將農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)

2、中氮行為的研究與現(xiàn)代施肥技術(shù)相結(jié)合,對施用氮肥所產(chǎn)生的經(jīng)濟效應(yīng)、產(chǎn)量效應(yīng)與環(huán)境效應(yīng)進行綜合評價,并直接用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[1]?！　?氮素淋失的研究方法　　近年來,國際上在實驗室和田間開展了化肥和有機肥中養(yǎng)分淋失過程的研究,主要集中在氮素的遷移過程上。測定田間淋失量的方法主要包括間接計算法和直接測定法。前者基于養(yǎng)分循環(huán)的質(zhì)量平衡計算,后者基于排水采集器和多孔杯等測定滲漏液數(shù)量以及其中養(yǎng)分的濃度。特別是結(jié)合長期試驗,可以揭示土壤養(yǎng)分淋失的過程及其影響因子,如英國洛桑試驗站利用長期試驗研究了土壤氮素的淋失。國內(nèi)關(guān)于田間條件下

3、土壤養(yǎng)分的淋失研究,主要涉及到研究影響土壤養(yǎng)分淋失的主要因素,包括氣候條件、土壤性質(zhì)、耕作利用方式、施肥方式和水平等,如胡立峰等[2]人在2004年用土鉆取樣法研究了華北平原不同耕作模式對作物產(chǎn)量和硝態(tài)氮淋失的影響。　　2氮素淋失機制　　土壤中的氮素以有機態(tài)和無機態(tài)形式存在,有機氮包括易水解和難水解2種形式,無機氮包括游離氮、銨態(tài)氮(NH4+-N)、硝態(tài)氮(NO3--N)和亞硝態(tài)氮(NO2--N)?！　⊥寥蓝酁閹ж撾姾傻哪z體,因而易于大量吸附NH4+-N,而很難吸附NO3--N。故在降雨和灌水的作用下,旱地土壤中的礦質(zhì)

4、氮以及施入土壤的肥料,大部分都以可溶性的NO3-淋失,其他形態(tài)如NO2--N和NH4+-N的淋失則只占少部分。姚建武等[3]的土柱試驗研究發(fā)現(xiàn),淋失的氮素大部分以NO3--N的形式存在,NH4+-N所占比例很小?！　⊥寥朗欠蔷唤橘|(zhì),即使降水量相同,每次淋出土壤的水量及NO3-濃度也有較大差異。紅壤旱地氮素淋失量普遍較高,這與氮素施入紅壤后所發(fā)生的轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。在旱地紅壤中施用尿素和碳銨,30d內(nèi)大部分將轉(zhuǎn)化為NO3--N,而且其硝化作用具有明顯的階段性。第一階段反應(yīng)較慢,硝化作用較弱,土壤氮素以NH4+-N為主;第二

5、階段反應(yīng)加快,硝化作用急劇進行,NO3--N含量迅速增加,NH4+-N迅速減少;第三階段又回到慢反應(yīng)階段,土壤氮素以NO3--N為主,硝化作用基本完成?！　《谒镏械那闆r有所不同,吳建富等[4]的研究結(jié)果表明,在稻田土壤0～50cm層中的滲漏水中,氮素分布的總趨勢是:NH4+-N的比例始終高于NO3--N,30cm以下的滲漏水中,NO3--N的含量增加了10%左右,這是因水田中氮素大多以NH4+-N的形式存在造成的?！　?影響氮素淋失的因素　　氮素淋失量主要受降雨量、灌溉量、施肥量、土壤厚度和滲透性、溫度、地表覆蓋度

6、等因素的影響。NO3-與土壤膠體同帶負電荷,不容易被土壤微粒吸附,故氮素淋失以NO3--N為主。正如Legg等[5]認(rèn)為,發(fā)生NO3--N淋失須具備2個先決條件:土壤中NO3—含量足夠高和有足夠下滲的水將NO3-淋失到根區(qū)以下。特別是當(dāng)大量NO3--N肥或NH4+-N肥施于作物生長早期或作物根系非活躍期,以及當(dāng)降雨量大或作物被過量澆灌時,氮素淋失量增加。另外,土壤C/N、pH值、坡度、坡向、生長季節(jié)等也有影響。土壤中粉粒粘土和有機質(zhì)越多,NO3--N的淋失速率越低。　　3.1降水與灌溉　　降水和灌溉是影響氮素淋失的主要

7、因素之一。張亞麗等[6]的研究表明,土壤NO3--N淋溶與水分入滲雖不完全同步,但降雨量越大,NO3--N濃度峰值位置越低,且下層土壤中NO3--N的濃度也隨之增加。就灌溉方式而言,大量少次比少量多次增加了NO3--N向土體深層的淋溶量[7]。　　3.2肥料品種　　化肥品種不同,其氮元素在土壤中的移動能力也不同。例如,陳國軍等[8]的研究證明,在氮素用量相似的情況下,施用有機肥可以減少麥田滲漏水中氮素的淋失量。張福珠等[9]的研究表明,硝銨的淋失量大大高于尿素和硫銨,這可能是由于硝銨溶液中本身就存在大量的NO3-,易于

8、淋失。王家玉等[10]認(rèn)為,與碳銨相比,尿素的分解過程復(fù)雜而緩慢,其淋失量較碳銨低?？傮w來講,不同肥料品種中的氮素移動能力與氮素轉(zhuǎn)化機制有關(guān),轉(zhuǎn)化為NO3--N的過程越容易,淋失量越大。　　(下轉(zhuǎn)第291頁)　　(上接第285頁)　　3.3肥料用量　　盲目地提高施氮量,會增加氮素的淋失。李世清等[11]研究表明,高施氮量時的淋失絕