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

第27卷第2期
农业工程学报
2011年2月
Transactions of the CSAE
Feb.2011
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12,吴文良1※,胡克林,杜贞栋2,诸兆辉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,庄27500)
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)的田间试验,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
个施氮处理(传统施氮处理和优化施氮处理),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,在相同施氨条件下,优化濰溉能够有效降低农田水分的漏量,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.m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60%,
淋失率也下降了50%左右,粮食产量略有提高。
关键词:氯肥,灌溉,优化,硝酸盐淋失,华北平原
doi:10.3969/.jsm.1002-6819.201102,011
中图分类号:S19
文献标志码:A
文章编号:1002-6819(2011)-02-0065-09
陈淑,吴文良,胡克林,等华北平原高产区不同水氯管理下农田氯素的淋失特征[い.农业工程学报,2011,27(2):
65-73
Chen Shufeng, Wu Wenliang, Hu Kelin, et al. Characteristics of nitrate leaching in high yield farmland under different irrigati
and fertilization mana ements in North China Plain Tansaction of the CSAE, 2011, 27(2) 65-73.in Chinese with English
abstract
0引言
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1,同
农业驱动的水体硝酸盐污染已经成为世界性的环境时具备施用次数少、粮食增产等优点,它的出现为农田
向题以,它不仅导致水体富营养化,而且还对人类健康造氮素的管理提供了一种新的思路。然而,到目前为止关
成危害2习。研究显示集约化农业生产体系中不合理的水于华北典型轮作体系下控释肥和土壤水分实时监控灌溉
氮管理是造成地下水硝酸盐污染的主要原因。华北平原环境效应的研究却很少。本研究应用测定土壤水分硝态
是中国的粮食主产区,粮食产量占全国粮食总产量的氮浓度和达西定律相结合的方法定量估算农田硝态氮的
30%,其中小麦产量占全国总产量的19%?。为了获得较淋失量,评价控释肥和土壤水分实时监控灌溉对华北小
髙的粮食产量,农民过量施用水肥,研究表明该地区的麦-玉米轮作高产粮区农田氮素淋失量的影响。
年平均氮素投入量超过500kghm2,部分高产粮区的氮素
投入甚至达到600kghm2?。但由于施用不合理,利用率
材料与方法
低,约有15%~55%氮素淋溶进入地下水,造成了地下水1.1试验区概况
硝酸盐含量超过饮用水标准η。因此改善该地区农田水氮
本试验布置在江北第一吨粮县桓台县城西11km的
管理,降低农田硝酸盐的淋失,对于保护该地区地下水资毛家村,地势平坦,年平均日照2832.7b,年平均气温
源具有重要意义。限量灌溉和减量施氮是降低农田氮素1.8~12.9℃,多年平均降水量542.8mm,多集中在6
淋失、提高水氮利用效率的有效途径。传统的限量灌溉8月。种植结构单一,以冬小麦套种夏玉米为主,氮肥施
和减量施氮容易导致粮食产量的降低,而新型的土壤水用量为600kghm2。前期研究发现,该县200年潜水硝
分实时监控灌溉技术很好的兼顾了节水和粮食高产;控酸盐含量比2002年增加了一倍。在开展试验之前,试
验田已进行了1a与该实验管理方案相同的预试验。试验
收稿日期:201001-29修订日期:2010-1028
地基本理化性状见表1。
蒸金项目:“+ー一五“国家科技支撑计划项目(200D105)中美国际1,2试验设计
合作项目(2009DFA91790);公益性行业(农业)科研专项(200803036);
国家高新技术研究发展计划(206AA102)
试验设计了2个灌溉处理和2个氮肥处理,共4个
作者简介:陈愬峰(19-),男,山东日照人,博士,主要研究方向为面处理、3次重复、12个小区,每个小区面积为10m×6m,
源污染防治。济南山东省水利科学研究院,250013
小区之间设置15m的保护行,所有小区随机排列。在滬
Email:shufengchen(@163.com
溉处理中,设计了一个传统灌溉处理(I1)和一个土壤水
※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
分实时监控的优化灌溉处理(I2),其中优化灌溉处理,
Email:wuwenl(@cau.edu.cn
保持土壤有效含水量在40%~85%,并根据作物的生长时
万方数据