白雪原，紅 梅，武 巖，霍麗霞，美 麗

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019）

氮素是作物生長所必需的營養(yǎng)元素之一[1]。施用氮肥是土壤氮素供應(yīng)的主要來源和保持土地生產(chǎn)力的主要措施，但長期過量施用氮肥會造成土壤氮素大量過剩，降低氮肥的增產(chǎn)效率并給環(huán)境帶來重大壓力[2]。

在我國，作物對進(jìn)入農(nóng)田的氮肥吸收利用率為30%～40%，70%氮素殘留在土體中或以氣態(tài)揮發(fā)、液態(tài)淋失、滲漏等形式損失，損失嚴(yán)重，對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)及地區(qū)生態(tài)造成不同程度的污染[3-5]。硝態(tài)氮是旱地作物吸收的主要氮素形態(tài)，過量施氮引起土壤中硝態(tài)氮的大量累積[6]。由于硝態(tài)氮帶負(fù)電荷，成為向深層土壤和地下水淋溶的主要形式，不僅導(dǎo)致土壤肥力下降，而且污染地下水，對人類健康構(gòu)成威脅。同時，反硝化損失和徑流損失的氮主要來自土壤殘留的硝態(tài)氮，調(diào)控土壤中的硝態(tài)氮含量是降低氮素?fù)p失和提高氮肥利用率的關(guān)鍵[2]。河套灌區(qū)是內(nèi)蒙古面源污染最嚴(yán)重的地方[7]，掌握農(nóng)田土壤的氮素轉(zhuǎn)化過程和遷移規(guī)律是合理施用氮肥和控制環(huán)境污染的關(guān)鍵。因此，進(jìn)一步了解無機(jī)氮（銨態(tài)氮和硝態(tài)氮）在土壤中的變化規(guī)律對維護(hù)河套地區(qū)生態(tài)安全具有重大意義。

1 材料和方法

1.1 試驗區(qū)概況

試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾市杭錦后旗頭道橋鎮(zhèn)聯(lián)增村，地處河套平原，巴彥淖爾市西部（東經(jīng)106°34′～107°34′，北緯 40°26′～41°13′），屬溫帶大陸性氣候。年平均氣溫7.9℃，年均降雨量136.5mm。試驗地土壤養(yǎng)分含量見表1。

表1 試驗地基礎(chǔ)土樣養(yǎng)分含量

1.2 試驗設(shè)計與管理

本試驗以內(nèi)蒙古河套灌區(qū)主要種植作物玉米內(nèi)單314為供試作物，試驗共設(shè)4個處理：（1）農(nóng)民習(xí)慣施肥（CK）；（2）農(nóng)民習(xí)慣施肥+顆粒有機(jī)肥（F）；（3）緩控肥+配方肥（HK）；（4）農(nóng)民習(xí)慣施肥+微生物菌肥（W）。重復(fù)3次，隨機(jī)排列，施肥用量見表2。玉米9月15日進(jìn)行收獲，其他管理同大田。

表2 各處理施肥用量 kg/667m2

2 結(jié)果與分析

2.1 一水后各處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量變化

由圖1可見，一水后各處理土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量整體均隨土層深度的增加而逐漸降低。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量均隨土層深度的增加而呈鋸齒形降低，至60～80 cm土層達(dá)最低點，HK處理在80～100 cm土層有小幅降低，其余各處理80～100 cm土層又小幅升高。F處理硝態(tài)氮和銨態(tài)氮在40～60 cm土層有明顯降低的情況。W處理硝態(tài)氮和銨態(tài)氮在40～60 cm土層含量有小幅增加，隨后降低至100 cm土層又小幅升高?？紤]到灌溉水中銨態(tài)氮含量，農(nóng)田土壤剖面中累積的銨態(tài)氮會更小，主要是施入土壤氮肥很快被轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮而發(fā)生累積。

2.2 二水、三水處理后土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量變化

由圖2、圖3可見，二水、三水處理后，各處理硝態(tài)氮、銨態(tài)氮表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而逐漸降低。土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量均隨土層深度的增加而降低，至60～80 cm土層達(dá)最低點。且二水處理下F處理在60～80 cm土層硝態(tài)氮和銨態(tài)氮有小幅升高，CK處理在80～100 cm土層銨態(tài)氮有小幅增加。二水處理下W處理銨態(tài)氮降幅最為顯著，在80～100 cm土層銨態(tài)氮含量降至最低值，且W顯著低于其他處理及CK。F處理與CK相比銨態(tài)氮降幅并不顯著，而HK處理在20～40 cm降幅最大，此后各土層銨態(tài)氮含量變化不明顯，且HK處理銨態(tài)氮含量略高于CK。

2.3 不同灌水時期硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量比較

不同灌水時期，硝態(tài)氮和銨態(tài)氮的含量也不同。W、HK處理硝態(tài)氮含量最高出現(xiàn)在灌一水后，F(xiàn)、CK處理硝態(tài)氮含量最高出現(xiàn)在灌二水后。而各處理銨態(tài)氮含量最高均出現(xiàn)在灌二水后。由圖4可見，與一水、二水、三水處理不同，收獲期，各處理銨態(tài)氮、硝態(tài)氮隨土層深度增加而逐漸降低的變化規(guī)律不明顯，CK處理甚至出現(xiàn)隨土層深度增加硝態(tài)氮逐漸升高的現(xiàn)象。F處理淋溶液硝態(tài)氮含量低于傳統(tǒng)施肥處理（CK）?？梢?，水分是土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮發(fā)生大幅度變化的主要原因。

3 討論

氮素主要是以硝態(tài)氮形式淋失的[8]。李世清和李生秀[9]對西北半干旱地區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行6年定位觀測發(fā)現(xiàn)，土壤硝態(tài)氮淋失量和降水量大小密切相關(guān)，降水越多其氮素淋失越大。降水和灌溉的強(qiáng)度主要影響土壤硝態(tài)氮在土層中的淋洗深度，土壤剖面殘留硝態(tài)氮的淋洗高峰和降水高峰基本一致[10]。銨態(tài)氮進(jìn)入土壤后大部分被吸附在土壤顆粒中，只有當(dāng)施氮量較大時，土壤銨態(tài)氮的吸附量達(dá)到飽和后，銨態(tài)氮在大量滲流作用下發(fā)生少量淋失，因此土壤銨態(tài)氮的淋失過程是相對緩慢的過程[8]。與銨態(tài)氮相比，硝態(tài)氮不易被土壤顆粒和土壤膠體吸附，易于遭雨水淋洗而迅速滲漏[5，11]。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮在水中溶解度很大，研究發(fā)現(xiàn)硝態(tài)氮是最容易被淋洗的氮形態(tài)[12-14]。隨著試驗區(qū)灌水量的增加，硝酸鹽淋溶損失率也顯著增加，本研究結(jié)果與上述研究結(jié)論基本一致，并進(jìn)一步證實：過渡灌溉是引起氮素淋失的主要原因。如何合理施肥、科學(xué)灌溉是解決河套灌區(qū)面源污染的根本途徑。

4 結(jié)論

綜合來看：不同肥料配施處理，能有效改變土壤銨態(tài)氮的含量。W處理可降低土壤膠體上銨態(tài)氮向土壤溶液中的轉(zhuǎn)移，從而減少土壤氨揮發(fā)，對調(diào)控面源污染起到積極作用。收獲期各處理銨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量變化比較平穩(wěn)，與灌水后相比各處理銨態(tài)氮、硝態(tài)氮值差異明顯縮小?？梢姡质峭寥冷@態(tài)氮、硝態(tài)氮發(fā)生大幅度變化的主要原因。各處理銨態(tài)氮含量最高均出現(xiàn)在灌二水后。W、HK處理硝態(tài)氮含量最高出現(xiàn)在灌一水后，F(xiàn)、CK處理硝態(tài)氮含量最高出現(xiàn)在灌二水后。

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與“十一五”末相比，主要污染物氨氮和高錳酸鹽指數(shù)平均濃度分別下降35.2%和35.2%，溶解氧平均濃度上升39.8%，說明全市實施的“清水工程”初現(xiàn)成效（見圖2）。

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