稻-麦/油轮作体系中氮素淋失与利用研究

日益增长的粮食需求以及为提高粮食产量所引起的环境质量退化,是目前困扰人类社会的两大难题。施用氮肥对农业生产的发展无疑发挥了重要作用。但是,氮肥利用率低,平均值在30%～41%（稻-麦）之间,而损失量较大,稻田氮肥的损失率多为30%～70%,旱地的则多为20%～50%。损失的氮素或进入大气,导致“温室效应”;或进入水体,引起水体富营养化。近年来,随着我国氮肥用量的迅速增加和环境质量下降,氮素在农田生态系统中的转化与去向、氮素迁移与环境质量等问题已日益成为土壤学、植物营养学、环境学以及生态学等诸多学科共同关注的热点。在不同生态系统中氮素循环与去向差异很大,关于氮素在旱地及水田中的迁移和转化已有较多的研究,而对氮素在紫色土水旱轮作系统中的迁移转化研究较少。水旱轮作是我国南方主要的耕作制度之一,其独特的水分管理和土壤干湿交替变化必然会影响氮素在土壤中的存在形态和迁移转化。为此,本文利用养分渗漏池设施,在3种紫色土上研究了氮素在稻-油、稻-麦轮作体系中的渗漏淋失,探讨了气候、氮肥用量以及土壤性质对氮素淋失的影响,分析了不同施氮量对稻、麦、油产量和品质以及氮素吸收利用的影响,旨在为水旱轮作系统中氮肥的合理施用与管理以及减少氮素损失提供科学依据。主要试验结果如下: （1）在油菜和小麦生长期间,氮素的渗漏淋失都呈波浪式的变化,分别在油菜移栽（或小麦播种）后的第10天、40天、90天和110天左右出现了4次淋洗峰,其中以第10天和第110天左右的淋洗损失强度最大。前两次氮素淋失高峰的出现与基肥和追肥的施用有关,减少基肥施用量是降低作物生长前期氮素淋失的重要途径;后两次淋失高峰则与气温上升、土壤氮素矿化增强,以及降雨量增加有关。 （2）水稻生长季氮素的淋失与旱季明显不同,在整个水稻生长期氮素的淋洗损失波动较小,只在移栽后25天内出现了明显的淋失高峰。不施氮处理渗漏水中NH4+-N含量变化不大,其余各施氮处理渗漏水NH1+-N含量在移栽后第10天和第25天较高,分别与基肥和追肥（第20天）的施用有关。施氮和不施氮处理在水稻移栽后第5天都出现了NO3--N的淋失高峰,渗漏淋失的NO3--N主要来自于旱季土壤中残留的氮。因此在水旱轮作体系中,应尽量减少旱作后残存在土壤中的氮。稻-油轮作,三种土壤上NH4+-N和NO3--N的渗漏淋失动态相似。稻-麦轮作,水稻生长季氮素淋失与稻-油轮作类似。 （3）油菜季各处理氮素淋失总量变动在1.81～5.43kg/hm2,平均为3.35kg/hm2,随着氮肥用量的增加氮素淋失量升高,淋失量占施肥量的3.59%。油菜季各生长阶段氮素淋失量前期（移栽后0～50天）最大,其次是后期,生长中期（移栽后50～100天）淋失量最小,其比例约为3:2:1。所以,减少旱季作物基肥和苗期追肥用量是降低氮素淋失的重要途径。在中性紫色土上,小麦生长期氮素的淋失量（1.84～4.58kg/hm2,平均为3.46kg/hm2）和淋失动态与油菜季基本一致。