华北山前平原农田土壤硝态氮淋失与调控研究

本文依托中国科学院栾城农业生态系统试验站小麦-玉米一年两熟长期定位试验,应用土钻取土和土壤溶液取样器取水的方法,研究了不同农田管理措施下土壤硝态氮的累积变化,计算了不同氮肥处理通过根系吸收层的硝态氮淋失通量。结果表明,小麦-玉米生长季土壤硝态氮累积量和淋失量随着施氮量的增加显著增加,相同氮肥水平下增施磷、钾肥增加了作物的收获氮量,施磷肥增加的作物收获氮量最高可达123kg·hm-2·a-1,施钾肥增加的作物收获氮量最高为31kg·hm-2·a-1。不同灌溉水平下0~400cm土体累积硝态氮随着灌溉量的增加而降低,控制灌溉(小麦季不灌水,玉米季灌溉1水)、非充分灌溉(小麦季灌溉2~3水,玉米季按需灌溉)、充分灌溉(小麦季灌溉4~5水,玉米季按需灌溉)各处理剖面累积硝态氮量分别为1698kg·hm-2、1148kg·hm-2和961kg·hm-2。与非充分灌溉和充分灌溉处理相比,控制灌溉在100~200cm土层硝态氮累积量显著高于其他层次,2003~2005年间控制灌溉剖面增加的硝态氮量占施肥总量的23%;非充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的22%;充分灌溉处理剖面增加的硝态氮量占施肥总量的47%。免耕措施降低了作物产量,影响土壤水的运移,增加了硝态氮的淋失风险。根据作物所需降低氮素投入(N200kg·hm-2·a-1),增施磷、钾肥,控制灌溉量是减少华北山前平原地区硝态氮淋失,保护地下水的有效措施。