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农田土壤氮素流失研究

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肖靖李莉

摘要：综述了近年来农田土壤氮素流失的现状，重点介绍了致使农田土壤氮素流失的8个影响因素，包括氮肥施用量、植物覆盖度、植被格局等，同时提出了防治氮素流失的7项措施。

关键词：农田；氮素；流失特征

：S153.6：A20141引言

我国是化肥的生产和消费大国，随着农业的快速发展也带来了严重的环境问题。2007年我国因农业面源污染输入水体的氮占总氮流失量的67.26%，农田氮素流失造成的农业面源污染已经成为我国水体污染的主要来源＼[1＼]。因此，加强对农田土壤氮流失特征的研究迫在眉睫。

2农田氮素流失现状

为了增加农作物的产量而大幅增加施肥量，会引起土壤退化和水环境恶化。目前已经有很多关于精准农业对水中氮磷含量影响的研究和结论。氮磷随径流流失进入地表水，引起水体中的营养物质富集，该过程称为水体富营养化，研究已经证明氮磷农田损失是地表水环境污染的主要来源。

有人在我国北方的市、县进行的水质调查发现，半数以上地区地下水中硝酸盐氮超过我国生活饮用水卫生标准限值规定的最高限值50mg/L，这主要是由于20世纪以后大量施用含氮肥料。研究表明，农田土壤中氮素流失的另一个重要途径是氮的淋溶损失，施入土壤中的氮肥大约有10%～40%经土壤的淋溶作用进入了地下水体中＼[2＼]。还有人利用野外大田试验对上海市郊的蔬菜地氮素渗漏损失进行了长期监测，结果表明，硝态氮渗漏损失量占氮素淋溶损失的90%以上，对当地地下水环境造成了十分严重的污染。

3农田氮素流失的途径

3.1氮的气态损失

氮的气态损失是施入土壤中的氮肥损失的主要途径之一，且氮的气态损失主要发生在施肥的前期阶段，经研究表明施入土壤中的氮超过30%不知去向。

许多研究证实，土壤中氮的损失形式大多以N2、N2O、NO、NO2、NH3的气态挥发。土壤中，这些含氮化合物主要通过硝化作用、氨化作用和反硝化作用产生。土壤中有机氮和铵态氮肥料形成的氨，都能以NH3的形式挥发。但大部分的铵态氮在微生物作用下发生硝化作用，形成硝酸盐。这一过程的中间产物NO、NO2以气态形式散失。当然，最主要的气态氮的损失是反硝化作用（氧化氮的还原过程）引起的。用盆栽进行的渗漏试验和模拟试验也证明，硝态氮的损失主要是反硝化作用的结果。

众所周知，空气中氮气所占的比例最大。要测定从土壤中逸出的N2，在实际中操作比较困难。因此，苏联学者玛卡洛维建议施用15N标记的肥料，然后再测定土壤中逸出的15N2的数量。此方法在野外大田试验和室内盆栽试验中都可使用。使用15N研究土壤中氮的迁移转化，国外也早已广泛采用。

3.2氮素的淋溶损失

降雨对土壤的淋溶，显著地引起土壤中氮肥及有效氮的流失。影响土壤中氮素淋失的因素很多，其中土壤渗漏液会带走大量的溶解性氮。国外学者对土壤渗漏液进行分析得出无论使用何种形态的氮肥，无机氮流失的主要形态均为硝态氮＼[3＼]。

因为硝态氮不易被土壤颗粒所吸附，如果土壤中没有水分的运动，硝酸盐的迁移会变得比较缓慢＼[4＼]。Pratt提出，灌溉的农田计算硝酸盐的淋失量，应遵循以下原则：经过反硝化作用产生的氮=施入土壤中的总氮量-植物吸收利用的氮-土壤中残留的氮；水流移动速度要与根系下硝酸盐移动速度相同；土壤中有机态氮的含量基本一致，即基本未被矿化。

3.3氮素的径流损失

降雨会造成土壤侵蚀，而土壤侵蚀（包括风蚀和水蚀）会造成表层土壤的大面积破坏。尤其水蚀致使表层土壤中的氮随地表径流大量流失。水蚀是引起氮肥损失的重要途径之一，同时它还会导致土壤的肥力下降，使土壤养分状况变坏以及污染地表水。

当土壤遭到雨水冲刷，土壤的全氮会显著下降＼[5＼]。降雨形成的地表径流带走了土壤中的大量氮素。降雨形成的地表径流引起的硝态氮损失量相当高。在种植谷类和豆类的农田中硝态氮损失较多。经常遭受地表径流冲刷的土壤中一般不存在大量的游离态氮，只有在施肥处理后，游离态氮显著增加。游离态氮的流失主要取决于雨水对地表的冲刷。

4农田土壤氮素流失的影响因素

（1）氮肥施用量。氮肥的施用促使土壤中NH3和NO2的逸出量增加。铵态氮肥施入土壤后，会发生NH3的气态损失。研究显示在美国的砂壤土表面施用尿素作为氮肥，铵态氮损失为施氮量的20.6～29.3%＼[6＼]。高水平施氮会导致短时间内土壤溶液中氮浓度急速上升，此时发生降雨将导致氮素流失严重。

氮肥的施用量过高，不仅氮素流失量急剧增加，还会使硝态氮在土壤中大量累积，使植物发生硝酸盐中毒现象。

（2）氮肥种类。Schwartzbeck发现，不同形态氮肥施用后氮的气态损失差别较大，据试验，铵态氮肥施用后前10d，氨便从农田土壤中强烈挥发出来，经2～3周后几乎完全终止＼[7＼]。使用铵态氮肥比硝态氮肥氮的损失小。其中