張 君，劉目興，易 軍*，張海林，李勝龍，段 赫，楊 倩

不同植稻年限土壤剖面基本性質與水-氮分布的關系①

張 君1,2，劉目興1,2，易 軍1,2*，張海林1,2，李勝龍1,2，段 赫1,2，楊 倩1,2

(1 地理過程分析與模擬湖北省重點實驗室，武漢 430079；2 華中師范大學城市與環(huán)境科學學院，武漢 430079)

在江漢平原典型農(nóng)業(yè)區(qū)選定不同水稻種植年限(2、18、>100 a)的稻田，采用野外調查與室內(nèi)分析相結合的方法，量化不同稻田土壤剖面基本性質和水–氮分布特征，以揭示內(nèi)在原因，探討適宜不同水稻種植年限稻田的水–氮管理方式，為提高稻田水–氮利用率和減少稻田面源污染提供科學依據(jù)。結果表明：對于不同水稻種植年限農(nóng)田，土壤剖面基本性質差異明顯。耕作層和犁底層厚度隨水稻種植年限的延長而增加；土壤有機質在耕作層富集，且隨水稻種植年限的延長含量增加；耕作層土壤容重隨水稻種植年限的延長而減小，犁底層土壤容重則增大；受耕作和淋溶條件的影響，犁底層和心土層的黏粒含量隨水稻種植年限的延長而增加；飽和導水率(s)隨水稻種植年限的延長而降低，犁底層s差異較大，2、18、>100 a稻田犁底層s分別為37.02、8.45、3.11 cm/d。土壤剖面基本性質的差異影響水–氮的剖面分布特征。土壤水分和硝態(tài)氮含量隨水稻種植年限的延長而增加，2、18、>100 a稻田土壤剖面(0 ~ 100 cm)平均含水量分別為0.39、0.46、0.54 cm3/cm3，硝態(tài)氮含量分別為3.75、6.27、9.85 mg/kg。銨態(tài)氮儲量遠低于硝態(tài)氮儲量，且受水稻種植年限影響較??；2、18、>100 a稻田土壤剖面銨態(tài)氮與硝態(tài)氮儲量比值分別為0.61、0.39和0.30。在灌溉和施肥方式上，水稻種植年限短的稻田適合少量多次的管理方式以減少滲漏損失；而年限長的稻田可適當提高單次灌溉量以減少灌溉次數(shù)，進而減少勞力消耗。

水稻種植年限；土壤基本性質；飽和導水率；水–氮分布；江漢平原

合理灌溉和氮肥施用是水稻高產(chǎn)的重要保證，施入稻田中的氮素除部分被植物吸收外，大部分以無機氮(硝態(tài)氮和銨態(tài)氮)形式保存在土體[1]。不合理的水–氮管理措施不僅導致水–氮利用率降低，還極易引起地表水和淺層地下水污染[2]。稻田水肥管理措施的制定需要考慮水稻品種、氣候條件、地下水位和土壤性質(土壤質地、肥力、保水能力和滲透性)等，而土壤屬性是最為重要的影響因子[3-4]。在氣候和土壤母質相近的條件下，水稻種植年限是影響稻田土壤性質的重要原因[5]。曹志洪[5]對不同時間序列(50 ~ 2 000 a)的水稻土進行了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)水稻種植過程中的翻耕犁耙、泥漿化和干濕排灌等農(nóng)事活動促進了旱地土壤向水稻土的發(fā)育和熟化。在這一過程的持續(xù)影響下，造成土壤剖面分層明顯且理化性質差異顯著。楊燕等[6]與張君等[7]對比了水稻種植18 a和>100 a稻田的土壤水力學特性(滲透性與持水性)和水流特征，發(fā)現(xiàn)年限短的稻田更容易發(fā)生滲漏，持水性更弱。土壤水分是土壤氮素再分布的驅動因素，水力學特性的差異不僅影響土壤水分的保持和運動特性，也會改變土壤剖面的氮素分布與淋失特征[8]。因此，揭示不同水稻種植年限稻田土壤水–氮分布特征，對水稻種植區(qū)水–氮利用率的提高具有重要意義。

我國農(nóng)田種植方式主要有連續(xù)水稻種植、水旱輪作和旱作；稻田在夏季進行水稻種植，而旱作農(nóng)田夏季主要種植玉米、大豆和棉花等作物。近年來，由于受到水稻種植機械化水平的提高、務農(nóng)勞動力的減少、灌溉條件的改善和水稻種植收益顯著增加等因素的綜合影響，促使旱地向稻田轉變(旱改水)的面積逐年增加[9]。水稻種植年限的差異不僅影響農(nóng)田土壤剖面基本性質，還會造成土壤剖面水–氮遷移和分布的差異。農(nóng)民由于缺乏科學的灌溉和施氮指導依據(jù)，往往不考慮水稻種植年限差異，而對所有稻田采取相同的灌溉和施氮措施，即完全一致的單次灌溉量和氮肥施用方案。這種不合理的農(nóng)田管理方式不僅降低了水-氮利用率，還可能加劇水體被硝酸鹽污染的風險[10]。因此，制定考慮水稻種植年限差異的稻田水–氮管理措施，對水稻種植區(qū)水–氮利用率的提高和減輕水稻種植造成的水體污染具有重要意義。

江漢平原是我國重要的商品糧基地和典型的水稻種植區(qū)，近20 a來，旱改水面積不斷增加[9]，不合理的稻田灌溉和氮肥施用措施將顯著增加水體硝酸鹽污染的潛在風險。本研究以江漢平原地區(qū)不同水稻種植年限稻田為研究對象，量化不同年限稻田土壤剖面基本性質和水–氮分布特征，以揭示土壤性質差異對水–氮分布的影響機制，為考慮水稻種植年限差異的稻田水–氮管理措施的制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

江漢平原位于湖北省中南部，是長江中游平原的重要組成部分。氣候類型為北亞熱帶季風氣候，年均降雨量1 100 ~ 1 400 mm，降雨主要集中在4—9月，年平均日照時數(shù)1 850 ~ 2 100 h，無霜期243 ~ 275 d，≥10 ℃積溫為5 100 ~ 5 300 ℃，1月平均氣溫為6.7 ℃，7月均溫在28 ℃以上[11]。土壤母質以近現(xiàn)代河流沖積物和湖相沉積物為主，多年平均地下水位為0.9 ~ 1.2 m[12]。農(nóng)作物種植制度主要有單季中稻、水旱輪作、雙季稻和旱作。

1.2 樣地選取與土樣采集

本研究樣點位于華中師范大學江漢平原農(nóng)業(yè)監(jiān)測站(29°58′26.44″ N，112°20′23.58″ E)，通過對當?shù)剞r(nóng)戶的走訪和調研，在研究區(qū)分別選定水稻種植2、18、>100 a的稻田田塊作為研究樣地，面積分別為1 155、766、989 m2。本區(qū)的農(nóng)田類型主要為旱地和稻田，旱地為棉花–小麥/油菜輪作，稻田則分為水旱輪作(中稻–小麥/油菜)、單季中稻和雙季稻(早稻–晚稻)。2 a和18 a稻田在水稻種植前為棉花–小麥/油菜輪作，由旱地改為稻田后實行中稻–小麥輪作；>100 a稻田原為雙季稻種植，近幾年改為中稻–小麥輪作。各農(nóng)田樣地相距500 m以內(nèi)，土壤母質相同，土壤屬性的差異主要由不同耕作歷史所致。

樣品采集工作于水稻收獲后一周內(nèi)進行(2016年10月4—10日)。在各稻田樣地中間區(qū)域挖取深度為100 cm的土壤剖面，依據(jù)土壤形態(tài)特征進行發(fā)生層劃分(耕作層、犁底層和心土層)，然后在各發(fā)生層分別采集擾動土壤樣品，用于土壤基本理化性質的測定。另外，為體現(xiàn)水力參數(shù)在剖面上的變化過程，分別在0 ~ 8、8 ~ 20、20 ~ 30、30 ~ 45、45 ~ 52、52 ~ 60、60 ~ 70、70 ~ 80 cm深度采集原狀環(huán)刀土壤樣品(5個重復)，用于測定土壤飽和導水率。除剖面樣品采集外，另外在各稻田隨機選取9個樣點，用土鉆以10 cm為間隔從地表開始采集擾動土壤樣品，采樣深度為100 cm，共計270個樣品，用于測定土壤含水量、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量。

1.3 樣品測定與數(shù)據(jù)處理

土壤基本理化性質和飽和導水率測定：土壤有機質用重鉻酸鉀氧化法測定，容重用環(huán)刀法測定，機械組成用馬爾文激光粒度分析儀測定，飽和導水率用定水頭法測定[13]。土壤基本理化性質見表1。

土壤含水量、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮測定：土壤含水量用烘干法測定；土壤樣品在使用2 mol/L的KCl溶液浸提后，用紫外分光光度計法和靛酚藍比色法分別測定硝態(tài)氮和銨態(tài)氮含量[13]。

表1 不同水稻種植年限稻田土壤基本理化性質

數(shù)據(jù)計算與處理：本文依據(jù)以下公式進行0 ~ 100 cm土壤剖面的儲水量、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮積累量計算。土壤體積含水量(cm3/cm3)=質量含水量(%)/土壤容重(g/cm3)；土壤儲水量(mm)=土層厚度(cm)×土壤容重(g/cm3)×土壤質量含水量(%)×10；土壤硝態(tài)氮積累量(kg/hm2)=土層厚度(cm)×土壤容重(g/cm3)×硝態(tài)氮含量(mg/kg)/10；土壤銨態(tài)氮積累量(kg/hm2)=土層厚度(cm)×土壤容重(g/cm3)×銨態(tài)氮含量(mg/kg)/10。

本文分別使用Origin 9.0和SPSS 19.0進行制圖和方差分析。

2 結果

2.1 稻田土壤剖面基本性質

不同水稻種植年限土壤剖面分層差異明顯(表1)。耕作層和犁底層厚度均隨水稻種植年限的延長而增加。對于耕作層，水稻種植>100 a稻田土壤容重最小，18 a次之，2 a最大；對于犁底層，水稻種植2 a土壤容重最小，18 a次之，>100 a最大。犁底層和心土層的黏粒含量隨著水稻種植年限的延長而增加，耕作層受種植年限影響較小，各農(nóng)田之間差異較小。各稻田土壤有機質在耕作層富集，且隨水稻種植年限延長而增加，水稻種植>100 a和18 a稻田分別是2 a稻田的2.40倍和2.08倍。

圖1 不同水稻種植年限稻田Ks

2.2 稻田土壤剖面含水量

不同水稻種植年限條件下，土壤滲透性能和水分保持能力存在差異，進而導致剖面土壤水分含量有較大區(qū)別(圖2)。隨著水稻種植年限的延長，土壤剖面含水量越高；水稻種植2、18、>100 a稻田0 ~ 100 cm剖面土壤平均含水量分別為0.39、0.46、0.54 cm3/cm3。隨土壤深度增加，各稻田土壤含水量表現(xiàn)出不同的垂直分布特征。2 a稻田土壤表層含水量最低，隨深度增加含水量持續(xù)上升，變化范圍介于0.36 ~ 0.44 cm3/cm3。水稻種植18 a和>100 a稻田土壤含水量隨深度增加表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢，18 a稻田在10 ~ 20 cm深度土壤含水量最低，>100 a稻田土壤含水量最低值在20 ~ 30 cm深度。隨著深度的進一步增加，>100 a稻田土壤含水量持續(xù)上升并趨于穩(wěn)定，變化范圍介于0.47 ~ 0.59 cm3/cm3；18 a稻田土壤含水量在20 ~ 50 cm深度持續(xù)上升，50 ~ 100 cm深度含水量有明顯波動，變化范圍介于0.43 ~ 0.52 cm3/cm3。

圖2 不同水稻種植年限稻田土壤剖面體積含水量

2.3 稻田土壤剖面硝態(tài)氮和銨態(tài)氮分布

各稻田土壤剖面硝態(tài)氮含量隨深度增加而降低(圖3)，0 ~ 20 cm土層硝態(tài)氮含量最高，20 ~ 100 cm土層硝態(tài)氮含量較低且各土層間差異較小。水稻種植2、18、>100 a農(nóng)田0 ~ 20 cm土層硝態(tài)氮平均含量分別為7.85、10.58、19.69 mg/kg，20 ~ 100 cm土層分別為2.72、5.19、7.39 mg/kg。不同水稻種植年限農(nóng)田土壤硝態(tài)氮含量有明顯差異，>100 a(9.85 mg/kg)稻田硝態(tài)氮含量最高，18 a(6.27 mg/kg)其次，2 a(3.75 mg/kg)最低。

稻田土壤銨態(tài)氮含量顯著低于硝態(tài)氮，土壤剖面銨態(tài)氮含量隨深度增加而降低(圖4)。耕作層銨態(tài)氮含量明顯高于其他土層，水稻種植2、18、>100 a農(nóng)田0 ~ 20 cm土層銨態(tài)氮含量分別為4.40、3.72、3.47 mg/kg，分別是20 ~ 100 cm土層的1.78倍、1.69倍和1.35倍。0 ~ 20 cm土層銨態(tài)氮含量隨水稻種植年限的延長而減少；20 ~ 100 cm深度銨態(tài)氮含量受水稻種植年限的影響較小。各稻田土壤剖面銨態(tài)氮含量平均值差異較小，2、18、>100 a稻田分別為2.62、2.50、2.75 mg/kg。

圖3 不同水稻種植年限稻田土壤剖面硝態(tài)氮分布

圖4 不同水稻種植年限稻田土壤剖面銨態(tài)氮分布

2.4 土壤剖面儲水量和硝態(tài)氮、銨態(tài)氮積累量

不同水稻種植年限農(nóng)田0 ~ 100 cm土壤剖面水–氮積累量存在較大差異(圖5)。水稻種植>100 a稻田儲水量最高(541.08 mm)，分別是18 a和2 a稻田的1.16倍和1.38倍。3種農(nóng)田土壤剖面硝態(tài)氮積累量差異顯著，表現(xiàn)為隨水稻種植年限的延長而增加。銨態(tài)氮積累量遠低于硝態(tài)氮，3種稻田土壤銨態(tài)氮積累量無顯著差異。隨著水稻種植年限的延長，土壤剖面銨態(tài)氮儲量與硝態(tài)氮儲量比值逐漸降低，2、18、>100 a稻田其比值分別為0.61、0.39和0.30。積累速率能較好地反映一段時期水–氮積累的狀況，2 ~ 18 a和18 ~ 100 a時間段(>100 a稻田種植年限按照100 a計算，下同)內(nèi)土壤剖面水分和硝態(tài)氮積累速率均隨水稻種植年限的延長而降低，2 ~ 18 a和18 ~ 100 a土壤水分積累速率分別為4.50 mm/a和0.93 mm/a，硝態(tài)氮積累速率分別為1.63 kg/(hm2·a)和0.55 kg/(hm2·a)。

(圖中不同小字母表示不同水稻種植年限條件下稻田剖面水分、硝態(tài)氮和銨態(tài)氮之間的差異顯著性(P<0.05))

3 討論

3.1 水稻種植年限差異對土壤性質的影響

長期的農(nóng)耕措施會對土壤性質造成顯著影響，特別是水稻種植中的水耕熟化作用[5,14]。稻田在播種或秧苗移栽前，一般需要進行翻耕、泡田和泥漿化等耕作活動，導致耕作層土壤容重顯著降低；而耕作層以下土壤受耕作器具壓實，會形成結構緊實的犁底層[15-16]。水稻種植年限會顯著影響犁底層的厚度和發(fā)育程度，Walker和Rushton[17]認為犁底層需要經(jīng)歷10 ~ 20 a的機械壓實，才能逐漸變厚；曹志洪[5]認為旱耕條件下犁底層發(fā)育程度要遠低于稻田，因此2 a稻田犁底層厚度最小。

水耕年限差異不僅導致土壤分層明顯，也會影響土壤理化性質。研究發(fā)現(xiàn)，犁底層土壤容重和耕作層有機質含量均隨水稻種植年限的延長而增加[18]。由于稻田的機械化水平高于旱地，水稻種植年限越長，土壤受機械壓實更為強烈，犁底層更緊實，土壤容重更大[16]。稻田的秸稈和根系殘留輸入量要高于旱地，特別是近年來水稻秸稈不再用作燃料或牲畜冬季飼料，大量水稻秸稈的輸入加速了稻田有機質的積累；另外，水稻種植下的長期淹水厭氧環(huán)境，顯著降低了有機質的礦化速率，也有利于有機質的保存，進而導致水稻種植年限越長的稻田土壤有機質含量越高，Chen等[19]的研究也有類似發(fā)現(xiàn)。但不同水稻種植年限土壤有機質積累速率存在差別，水稻種植2 ~ 18 a期間耕作層有機質的積累速率為0.93 g/(kg·a)，遠高于18 ~ 100 a時段的0.05 g/(kg·a)，這可能是由于高有機質條件下，土壤有機碳循環(huán)已經(jīng)處于平衡狀態(tài)[5]。深層土壤受機械壓實和秸稈輸入影響較小，因此不同水稻種植年限稻田心土層的土壤容重和有機質含量差異較小。水稻種植年限的差異會顯著影響剖面的黏粒分布，在水稻種植條件下，耕層土壤會被泥漿化，這有利于黏粒顆粒的形成[16]；而稻田的淹水條件會導致耕作層的黏粒被淋洗至深層土體，特別是通過土壤的大孔隙或裂隙等優(yōu)先流通道，從而導致犁底層和心土層黏粒含量的增加[5,19]。盡管稻田耕作層在持續(xù)水耕后黏粒含量會增加，但由于黏粒的向下遷移和地表徑流共同導致耕作層黏粒的損失，最終造成不同水稻種植年限農(nóng)田耕作層黏粒含量差異較小[16]。

土壤性質差異會顯著影響土壤的孔隙特征，進而影響土壤的滲透性能。耕作層土壤疏松多孔，滲透性能強；犁底層土壤容重大，滲透性能弱。隨著水耕年限的延長，犁底層發(fā)育逐漸成熟，滲透性變?nèi)?。Liu等[20]研究表明，在經(jīng)歷14次水稻種植后犁底層s才會明顯降低。水稻種植前期的泥漿化、機械壓實以及種植期間的淹水條件可以顯著改變土壤性質，進而影響孔隙分布，最終造成土壤滲透性能差異[21-22]。相關性分析結果表明，土壤容重是影響稻田土壤s的主要因子(2=0.62，=58)，容重越大，s越低。土壤黏粒也會影響土壤s，研究發(fā)現(xiàn)，土壤黏粒含量與s呈顯著負相關關系(2=0.49，=37)，土壤黏粒含量隨水耕年限的延長而增大，相應的s更低。而土壤有機質含量與s呈顯著正相關關系(2=0.65，=36)，這是因為土壤有機質可以顯著改善土壤孔隙結構[23]。

3.2 土壤性質對稻田水–氮分布的影響

不同水稻種植年限土壤基本性質的差異會顯著影響土壤水分的滲漏與保持特征[7]，進而改變土壤剖面的水–氮分布。s越大，土壤水分越容易發(fā)生滲漏；s越小，土壤水分更容易被保存。隨著水耕年限的延長，機械壓實和黏粒遷移現(xiàn)象更加明顯，導致土壤滲漏性能降低而持水能力增加，兩者共同導致土壤儲水量的升高。另外，有機質含量的增加也有利于土壤水分的保持，這是由于土壤有機質的增加可以改善土壤的膠體狀況，從而增加土壤對水分的吸附性能[23]。水分滲漏不僅降低了水分利用效率，滲漏的同時還會帶著可溶性養(yǎng)分向下層土體遷移[24]，進而影響肥料利用效率。尿素施入稻田后會迅速發(fā)生轉化，主要以銨態(tài)氮和硝態(tài)氮形式存在。由于銨態(tài)氮易被帶負電荷的土壤顆粒吸附，因此不易淋洗，主要存在于土壤表層；而硝態(tài)氮易隨水淋洗，因此導致剖面尺度硝態(tài)氮含量高于銨態(tài)氮[22]。對于水稻種植年限較短的新稻田，水分滲漏速率較高，因此農(nóng)民會更頻繁地進行施肥和灌溉，導致更多的硝態(tài)氮被淋洗出0 ~ 100 cm土層，因此2 a和18 a稻田剖面硝態(tài)氮含量顯著低于>100 a稻田。此外，水稻種植年限較短的稻田土壤大孔隙更為豐富[6]，導致氮肥施用后氮素淋洗量進一步增加。隨著水稻種植年限延長，稻田土壤剖面儲水量和硝態(tài)氮積累量增加，由于早期的水耕作用對土壤性質影響速度較后期快[5]，也就導致2 ~ 18 a稻田比18 ~ 100 a稻田有更快的儲水量和硝態(tài)氮積累速率；而本文在進行水–氮積累速率計算時將>100 a稻田當作100 a進行處理，因此18 ~ 100 a稻田的實際水–氮積累速率要更低。

由于不同水稻種植年限稻田的水–氮滲漏特征差異較大，因此農(nóng)民在制定灌溉和施氮方案時必須考慮水稻種植年限的差異。對于水稻種植年限較短的新稻田，土壤滲透能力強而持水能力弱，氮素極易隨著水流滲漏至深層土體或地下水，因此單次灌溉量或施氮量的增加并不會顯著提高作物對水–氮的吸收[25]。為減少水–氮滲漏損失和保證作物生長，對于水稻種植年限短的稻田應適當降低單次灌溉量和施氮量，同時增加施肥和灌溉次數(shù)。隨著水稻種植年限的延長，土壤滲漏性能顯著降低，而土壤保持水分和養(yǎng)分的能力增強，水–氮滲漏的風險顯著減小，單次較高的灌溉量也不會導致水–氮的大量淋洗。因此，對于老稻田可以適當增加單次灌溉量或施肥量，以減少灌溉和施肥造成的勞動力投入，但也需要注意防止灌溉與強降雨事件的疊加造成地表徑流引起水–氮流失[26]。另外，為減少稻田水–氮滲漏，針對水稻種植年限短的稻田，在水稻種植前的翻地期間可適當增加泥漿化次數(shù)以加速犁底層的形成。為進一步量化不同水稻種植年限稻田土壤水–氮流失過程，可通過水稻生育期的水–氮要素動態(tài)監(jiān)測和數(shù)值模擬的方式實現(xiàn)。

4 結論

不同水稻種植年限土壤基本性質差異明顯。耕作層與犁底層的厚度、耕作層有機質含量、犁底層容重、犁底層與心土層的黏粒含量均隨水稻種植年限的延長而增加；而飽和導水率和耕作層土壤容重隨水稻種植年限的延長而降低。

不同水稻種植年限土壤性質的差異影響了稻田土壤剖面水–氮分布。隨著水稻種植年限的延長，剖面土壤水分和硝態(tài)氮含量顯著升高，銨態(tài)氮含量變化較小。水稻種植早期的土壤剖面水分和硝態(tài)氮積累速率顯著高于后期。水稻種植年限較短的稻田，土壤水–氮更易發(fā)生滲漏損失，適合采取少量多次的灌溉和施肥方式；而老稻田水–氮流失控制應以地表徑流防控為主。

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Profile Characteristics of Soil Properties and Water/Nitrogen Distribution in Paddy Fields with Different Cultivation Years

ZHANG Jun1,2, LIU Muxing1,2, YI Jun1,2*, ZHANG Hailin1,2, LI Shenglong1,2,DUAN He1,2, YANG Qian1,2

(1 Key Laboratory for Geographical Process Analysis & Simulation, Wuhan 430079, China; 2 College of Urban and Environmental Sciences, Central China Normal University, Wuhan 430079, China)

In order to improve the water/nitrogen utilization efficiency and reduce the agricultural non-point source pollution, field investigation and lab analysis have been conducted to quantify the characteristics of water/nitrogen distribution and to explore the optimal irrigation and fertilizer schedules in paddy fields with different cultivation years (2 a, 18 a and >100 a) in the Jianghan Plain. The results showed that significant differences in soil properties were observed among the paddy fields. With the increase of paddy cultivation year, the thickness of plough layer and plow pan, bulk density of plow pan, and clay content of subsoil layer and plow pan were all increased, whereas bulk density of the plough layer was decreased. Significant differences in saturated hydraulic conductivity (s) were observed in soil profiles between the paddy fields, especially for the plow pan. The highest averagesof the plow pan was observed in the 2 a field (37.02 cm/d), followed by the 18 a field (8.45 cm/d) and the >100 a field (3.11 cm/d). The profile distribution of water/nitrogen were affected by soil properties significantly. With the increase of paddy cultivation year, water/nitrate nitrogen (NO– 3-N) content increased gradually, the average soil water content was 0.39, 0.46 and 0.54 cm3/cm3, while the average soil NO– 3-N content was 3.75, 6.27 and 9.85 mg/kg for the 2 a, 18 a and >100 a paddy fields, respectively. However, little difference was observed in ammonium nitrogen (NH+ 4-N) in the paddy fields. The ratios of NO– 3-N and NH+ 4-N in 2 a, 18 a and >100 a fields were 0.61, 0.39 and 0.30, respectively. In order to reduce water/nitrogen percolation for the short-year paddy field, the strategies of more times but less amount in irrigation and fertilization could be applied, but for the longer-year paddy field, fewer times but high amount in irrigation and fertilization could be applied to cut the labor costs.

Paddy cultivation year; Soil basic property; Saturated hydraulic conductivity; Water and nitrogen distribution; Jianghan Plain

國家自然科學基金項目(41601215，41771261)、湖北省自然科學基金創(chuàng)新群體項目(2016CFA027)和華中師范大學中央高?；究蒲袠I(yè)務費項目(CCNU16A05015，CCNU17TS0001)資助。

yijun@mail.ccnu.edu.cn)

張君(1990—)，男，湖北恩施人，碩士研究生，主要研究方向為農(nóng)田土壤水文過程。E-mail:zhangjun@mails.ccnu.edu.cn

S156.6

A

10.13758/j.cnki.tr.2019.06.020