华北平原高产粮区不同水氮管理下农田氮素的淋失特征.pdf

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1、第27卷2011年第2期2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．2Feb．201165华北平原高产粮区不同水氮管理下农田氮素的淋失特征陈淑峰1，一，吴文良眯，胡克林1，杜贞栋2，褚兆辉3(1．中国农业大学资源与环境学院，北京100193；2．山东省水利科学研究院，济南250013；3．山东省滕州市农业局，枣庄277500)摘要：为了降低集约化种植制度下华北平原农田硝酸盐的淋失，该研究选择华北平原高产粮区，开展了为期2a(2006--2008年)的田问试验，试验设计了2个灌溉处理(常规灌溉处理和基于土壤水分实时监控的优化灌溉处理)和2个施氮处理(传统施氮处理

2、和优化施氮处理)，利用张力计结合土壤溶液提取器对土体2m处的水分和硝酸盐通量进行了监测和计算。研究结果显示，在相同施氮条件下，优化灌溉能够有效降低农田水分的渗漏量，渗漏量仅为传统灌溉渗漏量的50％左右。优化施氮能够有效降低2．1m土体硝态氮含量，在相同灌溉条件下2．1m土体硝态氮的残留量都在传统施氮的60％以下，而灌溉方式对硝态氮累积的影响不大。优化水氮管理相比传统水氮管理氮素的淋失量下降了600／0，淋失率也下降了50n／0左右，粮食产量略有提高。关键词：氮肥，灌溉，优化，硝酸盐淋失，华北平原doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．02．011中图分类号：S19文

3、献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一02-0065—09陈淑峰，吴文良，胡克林，等．华北平原高产粮区不同水氮管理下农田氮素的淋失特征【J]．农业工程学报，2011，27(2)：65—73．ChenShufeng，WuWenliang，HuKelin,eta1．Characteristicsofnitrateleachinginhighyieldfarmlandunderdifferentirrigationandfertilizationmanagg*nentsinNorthChinaPlain[J]．TransactionsoftheCSAE，201l，27(2)：65—7

4、3．(inChinese丽thEnglishabstract)0引言农业驱动的水体硝酸盐污染已经成为世界性的环境问题ll】，它不仅导致水体富营养化，而且还对人类健康造成危割z圳。研究显示集约化农业生产体系中不合理的水氮管理是造成地下水硝酸盐污染的主要原因t4]。华北平原是中国的粮食主产区，粮食产量占全国粮食总产量的30％，其中小麦产量占全国总产量的19嘣习。为了获得较高的粮食产量，农民过量施用水肥，研究表明该地区的年平均氮素投入量超过500kg／hm2，部分高产粮区的氮素投入甚至达到600kg／hm216]。但由于施用不合理，利用率低，约有15％～55％氮素淋溶进入地下水，造成了地下水硝酸盐含

5、量超过饮用水标准【7】。因此改善该地区农田水氮管理，降低农田硝酸盐的淋失，对于保护该地区地下水资源具有重要意义。限量灌溉和减量施氮是降低农田氮素淋失、提高水氮利用效率的有效途径。传统的限量灌溉和减量施氮容易导致粮食产量的降低【8l，而新型的土壤水分实时监控灌溉技术很好的兼顾了节水和粮食高产；控收稿日期：201001-29修订日期：2010-10-28基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目(2006BADl7805)；中美国际合作项目(2009DFA91790)；公益性行业(农业)科研专项(200803036)l国家高新技术研究发展计划(2006AAl00222)作者简介：陈淑峰(1979一)

6、，男，山东日照人，博士，主要研究方向为面源污染防治．济南山东省水利科学研究院，250013．Email：shufengchen@163．oom※通信作者：吴文良(1962一)。男，山东昌邑人，教授，博士生导师．研究方向为生态农业．北京中国农业大学资源与环境学院。100193．Entail：wmvcnl运》翻幢池m．释肥通过控制氮素的释放速度，从而提高氮肥利用率，使其对土壤、水及大气环境的致害作用降至最低【9。121，同时具备施用次数少、粮食增产等优点，它的出现为农田氮素的管理提供了一种新的思路。然而，到目前为止关于华北典型轮作体系下控释肥和土壤水分实时监控灌溉环境效应的研究却很少。本研究应用测

7、定土壤水分硝态氮浓度和达西定律相结合的方法定量估算农田硝态氮的淋失量，评价控释肥和土壤水分实时监控灌溉对华北小麦．玉米轮作高产粮区农田氮素淋失量的影响。1材料与方法1．1试验区概况本试验布置在江北第一吨粮县桓台县城西l1km的毛家村，地势平坦，年平均日照2832．7h，年平均气温11．8～12．9℃，多年平均降水量542．8mm，多集中在6—8月。种植结构单一，以冬小麦套种夏玉米为主，氮肥施用量为