关中地区小麦玉米轮作农田硝态氮淋溶特点

关中地区小麦 ! 玉米轮作农田硝态氮淋溶特点 !
尹晓芳" 同延安 " 张树兰" 曾艳娟" 高鹏程" 周" 军" 杨宪龙
!!
（ 西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌 #$%$&& ）
摘" 要" 通过田间原位淋溶装置研究了不同施氮量和秸秆覆盖对关中地区小麦 ! 玉米轮作农 田 ’& () 深处硝态氮 （ *+, - .*） 淋溶量、 & / $ ) 土层硝态氮累积及作物产量和氮平衡的影响0 -% -$ 试验设不施氮 （ *$ ， & 12 ・ 3) ・ 4 ） 、 常规施氮 （ *% ， 5#$ 12 ・ 3) - % ・ 4 - $ ） 、 推荐施氮 （ *, ， -% -$ -% -$ ,,& 12・3) ・4 ） 、 减量施氮 （ *5 ， $67 12 ・ 3) ・ 4 ） 、 增量施氮 （ *7 ， 5’7 12 ・ 3) - % ・ 4 -$） 和推荐施氮 8 秸秆覆盖 （ *, 8 9 ） 6 个不同施肥处理0 结果表明： *+, - .* 淋溶量随施氮量 的增加而增大， 氮肥的过量施用及秸秆覆盖易造成 *+, - .* 淋溶0 *, 8 9 处理 ’& () 处年 *+, - .* 流失量最大， 为 %%: ,% 12 ・ 3) - % ， 施肥造成的氮流失量为 $6: 55 12 ・ 3) - % ， 比相同施 氮量不覆盖处理 （ *, ） 高 $7;: ’< 0 *+, .* 主要累积在 %& / 6& () 土层， 年施氮量 ,,& 12 ・ % 3) -（ *, ） 时， 秸秆覆盖与否不影响 *+, - .* 的剖面分布0 各施肥处理对作物产量没有显著影 响， 但减量施氮处理 （ *5 ） 有减少作物产量的趋势0 在本试验条件下， 推荐施肥量 （ 小麦施氮 $7& 12・3) - % ， 玉米施氮 $;& 12・3) - % ） 在保证作物产量的同时， 可减少土壤 *+, - .* 的淋溶 和累积0 关键词" *+, - .* 淋溶" 原位测定" 小麦 ! 玉米轮作 文章编号" $&&$-’,,% （ %&$& ） &,-&65&-&#" 中图分类号" =7&$" 文献标识码" > !"#$%#& ’&%()"*+ ()%$%(#&$",#"(, -. /)&%#0(-$* $-#%#"-* .%$1’%*2 "* 34%*5)-*+ %$&% -. 6)%%*7"8 ?@* =A4B.C4D2，E+*F ?4D.4D，GH>*F 93I.J4D，GK*F ?4D.LI4D ，F>+ MND2.(3ND2， GH+O PID，?>*F =A4D.JBD2（ !"##$%$ "& ’$(")*+$( ,-. /-01*"-2$-3,# 4+1$-+$(，5"*367$(3 8 9 : ;-10$*(13<，=,-%#1-% #$%$&& ，46,,->1，!61-,） ? @!61-? A? 8BB#? /+"#0 ， %&$& ， 9: （,） ： 65&-6560 ;<,#$%(# ：QR ISAD2 1- (13) JN4(3AD2 TNUA(N，4 CANJT NVWNXA)NDY Z4S (BDTI(YNT YB SYITR Y3N NCCN(YS BC DAYXB2ND CNXYAJA[4YABD X4YN 4DT SYX4Z )IJ(3AD2 BD Y3N DAYX4YN JN4(3AD2 4Y ’& () SBAJ TNWY3，DAYX4YN 4(. ，(XBW RANJT，4DT DAYXB2ND \4J4D(N BC Z3N4Y.(BXD XBY4YABD (I)IJ4YABD AD SBAJ WXBCAJN（ & - $&& () ） C4X)J4DT AD FI4D[3BD2 4XN4 BC 9344DVA0 9AV YXN4Y)NDYS ZNXN ADSY4JJNT ，1? $0 ，DB CNXYAJA[4YABD（ *$ ， & 12・3) - % ・4 - $ ） ，(BDUNDYABD4J CNXYAJA[4YABD（ *% ， 5#$ 12・3) - % ・4 - $ ） ，XN(B))NDTNT CNXYAJA[4. -% -$ YABD（ *, ， ,,& 12・3) ・4 ） ，XNTI(NT * 4WWJA(4YABD（ *5 ， $67 12・3) - % ・4 - $ ） ，AD(XN4SNT * -% -$ 4WWJA(4YABD（ *7 ， 5’7 12・3) ・4 ） ，4DT XN(B))NDTNT CNXYAJA[4YABD WJIS SYX4Z )IJ(3AD2（ *, 8 0 E3N DAYX4YN JN4(3AD2 JBSS Z4S AD(XN4SNT ZAY3 AD(XN4SAD2 * CNXYAJA[4YABD X4YN0 KV(NSSAUN * CNXYAJA. 9） [4YABD 4DT SYX4Z )IJ(3AD2 (BIJT N4SAJR (4ISN DAYX4YN JN4(3AD20 @D YXN4Y)NDY *, 8 9，Y3N 4DDI4J *+, - .* JBSS 4Y ’& () SBAJ TNWY3 Z4S Y3N 2XN4YNSY（ %%: ,% 12 * ・ 3) - % ） ，4DT Y3N *+, - .* JBSS CXB) * CNXYAJA[4YABD Z4S $6: 55 12 *・3) - % ・4 - $ ，\NAD2 $7;: ’< 3A23NX Y34D Y34Y AD YXN4Y)NDY *, 0 *AYX4YN )4ADJR 4((I)IJ4YNT AD %&-6& () SBAJ J4RNX0 ]3ND Y3N * 4WWJA(4YABD X4YN Z4S ,,& 12 * ・ 3) - % ・4 - $ ，SYX4Z )IJ(3AD2 34T JNSS NCCN(Y BD Y3N *+, - .* TASYXA\IYABD AD SBAJ WXBCAJN0 *B SA2DACA. (4DY TACCNXND(N Z4S B\SNXUNT AD Y3N (XBW RANJT 4)BD2 Y3N YXN4Y)NDYS，\IY XNTI(NT * 4WWJA(4YABD （ *5 ） YNDTNT YB TN(XN4SN Y3N RANJT0 ODTNX BIX NVWNXA)NDY4J (BDTAYABD ， 4 CNXYAJA[4YABD X4YN BC $7& 12 *・3) - % ・4 - $ CBX Z3N4Y 4DT $;& 12 * ・3) - % ・4 - $ CBX )4A[N (BIJT NDSIXN Y3N (XBW WXB. TI(YABD 4DT XNTI(N Y3N SBAJ DAYX4YN JN4(3AD2 4DT 4((I)IJ4YABD0 =&> /-$2,：DAYX4YN JN4(3AD2；1-@(13) TNYNX)AD4YABD；Z3N4Y.)4A[N XBY4YABD0
［ ’］ 区 -
施肥对土壤 89. 5 68 的影响及塿土上 89. 5 68 淋洗特点已有报道
5 ［ + 5 && ］
， 但对于关中地区秸秆覆盖
对土壤 89. 68 的影响研究较少- 本试验结合陕西 关中小麦 : 玉米轮作种植模式和当地农民耕作特点， 研究了不同施氮量和秸秆覆盖对农田土壤 89. 5 68 淋洗及其在土壤剖面累积特征的影响， 以期为评估 农业生产对环境影响提供理论依据!" 材料与方法 !# !" 试验设计 试验于 "##$ —"##’ 年在黄土高原南部陕西杨 陵头道塬渭河三级阶地的 “ 国家黄土肥力和肥料效 益 监测基地” （ .);&$<%&=8 ， &#’;##<)’=> ） 进行 - 该
2)&
! ! "##$ 年我国化肥总用量为 %&#’ ( &# ) *， 其中氮 肥用 量 ""+$ ( &# *， 占 化 肥 总 用 量 的 )%,
［ "］ ) ［ &］
地海 拔 %")1 $ 0， 年 均 气 温 &. ? ， " &# ? 积 温 )&+21 " ? ， 无霜期 &’) @ "&2 A- 年均降水量 %%# @ 主要集中在 $ —+ 月- 年均蒸发量 ++. 00， 2## 00， 常有冬旱和春旱发生， 地下水位 "’ 0， 深井抽水灌 溉- 试验土壤属褐土类、 塿土亚类、 红油土属、 厚层红 油土种- 土壤质地为粉砂粘壤土- 土壤的基本理化性 状 见 表 &- 试 验 设 2 个 处 理，分 别 为：不 施 氮 （ 8& ， # 34・ /0 5 " ・ B 5 & ） 、 常规施氮 （ 8" ， )$& 34 ・ /0 5 " ・B 5 & ） 、 推荐施氮 （ 8. ， ..# 34 ・ /0 5 " ・ B 5 & ） 、 减量 施 氮 （ 8) ， &2% 34 ・ /0 5 " ・ B 5 & ） 、 增量施氮 )+% 34・/0 5 " ・ B 5 & ） 和推荐施氮 C 秸秆覆盖 （ 8% ， （ 8. C D ） 2 个不同施肥处理- 每个处理 . 次重复， 随 机区组排列， 小区面积为 .# 0" - 在每个小区 +# E0 土体深处安装 " 个规格为 )# E0 ( %# E0 的 FGH 管材淋溶盘， 通过侧向管连接至集液管， 以收集淋溶 水样， 通过真空泵抽取淋溶液测定 （ 图 &） ! ! 小麦季和玉米季具体施肥量见表 "- 冬小麦于 "##$ 年 &# 月 ". 日播种， 氮、 磷肥在播前一次施入， 撒施后翻耕， "##’ 年 2 月 2 日收获- 夏玉米于 "##’ 年 2 月 $ 日播种， 磷、 钾肥在 % 叶期 （ $ 月 &. 日） 施 入， 氮肥 %#, 于 % 叶期施入、 %#, 于喇叭口期前 （’ 月 +日） 追施， &# 月) 日 收 获 - 氮 肥 用 尿 素 （含
（ %&&6Q>^&7Q&# ） 、 农业部污染源监测项目和西北农林科技大学创新团队项目资助0 !国家科技支撑计划项目 !!通讯作者0 K.)4AJ：YBD2R4D4D_ DZSI4C0 NTI0 (D %&&’.&5.,& 收稿， %&&’.$%.%7 接受0
. 期! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 尹晓芳等：关中地区小麦 : 玉米轮作农田硝态氮淋溶特点! ! ! ! !
［ .］ "
- 未被作物吸收的氮素易随降水和灌溉淋
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［ ) 5 %］ 溶到土壤深层或随径流进入地表水， 产生污染 ；
或经氨挥发、 硝化6反硝化作用以气体形态进入大
［ 2］ ［ $］ 气， 污染大气环境 - 张维理等 对我国北方 2+ 个
地点的地下水和饮用水硝酸盐含量的调查结果表 明， 半数以上的水样中硝酸盐含量超标， 凡是年施氮 量超过 %## 34・/0 5 " 、 而作物氮素吸收量与施氮量 之比低于 )#, 的地区， 地下水硝酸盐含量基本上全 部超标- 中国农业科学院土壤肥料研究所对北京、 天 津、 河北、 山东、 陕西等地的 2## 个地下水样的调查 结果显示， 约 )2, 的样点地下水硝酸盐含量超过欧 盟标准 （ %# 04・7 5 & ） ， 最高达到 %## 04 ・ 7 5 & ， 集约 化蔬菜 种 植 地 区 的 地 下 水 超 标 率 远 高 于 其 他 地
-按
&.### ( &# ) /0" 耕地和 "#"’# ( &# ) /0" 播种面积 （ 复种指数 &1 %2 ） 计算， "##$ 年我国氮肥施用量 平均达到了 &$21 $ 和 &&.1 . 34・/0 - 而作物吸收的 氮素很大一部分来自土壤， 即使在施用大量肥料的 情况下， 作物中积累的氮素约有 %#, 来自土壤， 甚 至更高
应 用 生 态 学 报" %&$& 年 , 月" 第 %$ 卷" 第 , 期" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " ‘3ADNSN PBIXD4J BC >WWJANT K(BJB2R，a4X0 %&$& ， 9: （,） ： 65&-656