氮肥减量及秸秆替代过量氮肥下冬小麦/夏玉米轮作体系氮素淋失风险研究

针对过量施用氮肥和地下水硝酸盐超标的现状，探索减量施氮、秸秆替代过量氮肥下土壤氮素的淋失风险，以期为降低氮素淋失风险提供科学依据。通过在河北省徐水县进行连续4年的冬小麦—夏玉米轮作体系田间定位试验，分析耕作（少耕和常规耕作）、施氮量（无机氮0、200和300 kg/hm2）和秸秆（还田、不还田）等措施对作物收获后土壤无机氮累积、土壤—作物体系氮平衡状况以及冬小麦和夏玉米产量的影响。结果表明，小麦收获后，过量施氮处理0～100 cm土壤硝态氮累积量显著高于其它处理，高达221 kg/hm2，过高的土壤残留硝态氮增加玉米高温多雨季氮素淋洗风险。3年氮平衡累积量比较显示，过量施氮、少耕/常规耕作减量施氮秸秆还田3处理的氮平衡值无显著性差异，以少耕减量施氮秸秆还田最低，为236 kg/hm2，过量施氮处理最高，为281 kg/hm2，三者均显著高于少耕/常规耕作减量施氮秸秆不还田处理。冬小麦—夏玉米轮作体系氮平衡值与0～100 cm土层的土壤无机氮、土壤硝态氮累积量呈显著正相关，说明氮素大量盈余会导致0～100 cm土壤剖面无机氮大量累积，尤其是硝态氮大量累积。少耕和常规耕作减量施氮秸秆还田处理的冬小麦、夏玉米产量与过量施氮无显著差异。综合考虑土壤无机氮累积量、氮平衡值和作物产量，少耕或者常规耕作下，可以利用秸秆氮替代过量无机氮，降低氮素淋洗风险