华北太行山前平原冬小麦—夏玉米轮作农田氮素循环与平衡研究

【摘要】：在1ha小麦-玉米轮作农田,定量测定了氮素硝化-反硝化损失、N_2O排放、氨挥发、NO_3-N淋溶损失、土壤氮素净矿化、作物对氮素的吸收等氮素循环转化途径,分析了不同氮素损失途径的相对重要性,揭示了华北太行山前平原农田氮素输入输出的数量特征和氮素的平衡状况,为制定减少氮肥损失、提高氮肥利用率的决策提供了依据。研究结果表明,氨挥发和NO_3-N淋溶损失是本区域农田氮素损失的主要途径,是氮肥利用率低的重要原因。每年因氨挥发而造成的肥料氮损失量为60 kg N ha~(-1),占施入肥料氮的15%。NO_3-N淋溶损失量为6～84 kg N ha~(-1),占肥料施用量的1.4%～20.3%。硝化-反硝化损失并不是本区域农田氮素损失重要途径,但对环境所造成的危害是不容忽视的,每年因硝化-反硝化过程造成的肥料损失量为2.02～10.49 kg Nha~(-1),占肥料施入量的0.51%～1.37%,每年因为施肥造成的N_2O排放量为1.59～4.85 kg N ha~(-1),占肥料施入量的0.57%～0.81%。氨挥发、硝化-反硝化和NO_3-N淋溶损失主要发生在施肥灌溉/降雨之后,玉米季肥料损失明显高于小麦生长季节。 在本区域当地农民所采用的常规农业管理措施下,小麦-玉米轮作农田氮素平衡处于盈余状态,小麦季盈余+115.5～+124.5 kg N ha~(-1),明显高于玉米季;由于玉米季氮素损失严重,氮素盈余较少,甚至出现亏缺,玉米季氮素平衡状况为-54.6～+14.3 kg N ha~(-1)。为了提高作物产量,提高肥料利用效率,保持农田氮素平衡,可通过改善施肥方法、提倡肥料深施,以减少氨挥发造成的氮素损失;降低灌溉量特别避免一次大量灌溉,可减缓因NO_3-N淋失造成的氮素损失。