氮肥施用对农田氮素径流输出的影响及其机理

【摘要】：控制农业面源污染是当今地表水环境保护研究领域的热点之一。减少农田径流的氮素输移是防治农业面源污染的主要途径。本文立足于水环境保护的角度,选取鲁中丘陵区的代表性的坡耕地为试验地点,采用田间小区径流试验、人工模拟降雨试验与化学分析相结合的方法,探讨了降雨侵蚀条件下,不同氮肥品种、施氮方式对农田径流氮素输移的影响,分析了降雨径流与侵蚀泥沙中的氮素流失过程,为控制农田氮素流失提供依据;对于防治化肥的面源污染及其地表水环境的保护具有重要的理论与实践意义。主要的研究结果如下: 1、氮肥品种对氮素流失量有显著影响。施用碳酸氢铵、尿素与施用控释包膜尿素相比,作物生长前期各种形态的氮素流失显著增加,从而增加整个监测期间的氮素流失总量。在相同氮素投入的条件下,施用包膜控释尿素可以降低氮素流失量的20%-30%,表明控释氮肥对减少农田氮素流失与防治面源污染具有显著的环境效应。作物生长前期,同一次降雨条件下,各试验小区径流中NH_4~+ -N 和NO_3~--N 的浓度的变化趋势表现为:施用碳酸氢氨施用尿素施用控释尿素对照。随着监测的进行,施肥小区径流中的NH_4~+ -N 和NO_3~--N 的浓度随历次降雨表现出更迅速的下降趋势。在作物生长的中后期,各径流中的NH_4~+ -N、NO_3~--N 的浓度降低,差别减小,趋于相似。施肥对NH_4~+ -N 和NO_3~--N 流失浓度都有影响,特别是作物生长前期施用碳酸氢铵比施用尿素、包膜控释尿素更容易增加径流中NH_4~+ -N 的流失浓度。 2. 作物生长前期,同一次降雨条件下,高施肥量比低施肥量小区侵蚀泥沙中的速效氮浓度明显要高,到作物生长后期二者差别减小。施用速效氮肥后15-20 天是N 随着表土流失的关键时期。原因是施肥量的变化可以显著的影响侵蚀泥沙中碱解氮的浓度,高施肥量增大了N 随侵蚀泥沙流失的最终数量。不同施肥水平,特别是高的碳酸氢铵的施用,会明显增加监测前期径流液中NH_4~+ -N 浓度。施肥量对NH_4~+ -N 和NO_3~--N 流失都