宁夏黄灌区农田有机质对土壤硝态氮淋失量的影响研究

宁夏引黄灌区农田退水污染正在成为影响黄河水质安全的主要污染源,农田土壤NO3--N在土体中的淋失是退水污染的主要来源。探索控制NO3--N在土体中的淋失技术对于保障黄河水质安全具有重要意义。本研究在典型灌区稻田试验的基础上,运用树脂芯法测定了冬春休闲期以及水稻生育季内不同土层处的硝态氮淋失量,同时对相应土层中SOM、ASOM含量进行了测定,利用土壤溶液提取仪提取了0-120cm处的土壤渗滤液。分析得到了在灌区常规施肥基础上增施有机肥情况下,对不同土层硝态氮淋失量的影响情况,SOM、ASOM的动态变化情况,并进行了相关性分析。并结合灌区调研所得SOM水平,提出了具有针对性的农业措施,主要结论如下: 1)2009-2010年冬春休闲期,硝态氮淋失量较少,CK的最大淋失量在90cm土层处,T1、T2最大淋失量在60cm处;3个处理90cm处淋失比例分别为0.33%、0.30%、0.29%,增施有机肥对冬春休闲期90cm处淋失量的减少比例,分别为10.10%与12.12%。稻田生长季内硝态氮淋失总量在14-18kg/hm2（纯N）,3个处理中60cm处的淋失量最低,CK中90cm处淋失量最大,而T1、T2中,30cm处的淋失量最大;增施有机肥使表层土壤硝态氮淋失增多,但能显著降低深层土壤硝态氮淋失,流出30cm的N素被保存在60cm或90cm土层中。在90cm处,与CK相比,T1、T2对淋失量的减少比例分别为7.48%与13.77%。从年度（含休闲期）淋失总量来看,减少比例为7.61%与13.68%。 2)硝态氮日平均淋失量在评价硝态氮淋失严重性上优于一段时间内的硝态氮淋失量。5月16日至6月26日的插秧至分蘖高峰期,尤其是插秧至分蘖前期是硝态氮淋失的重要阶段,此段时间内的淋失量占到了生育季内总淋失量的37%-50%。是控制硝态氮淋失的关键期。增施有机肥在一定程度上防止水稻生长前期盈余N素的淋失,使各土层中NO3--N在水稻分蘖期、拔节孕穗期以及灌浆期的分布比较均匀,保证了不同深度土层中根系对养分的吸收。 3)研究发现,灌区稻田生育季内SOM、ASOM存在动态变化情况,SOM、ASOM含量随着土层的加深不断减小,在收获时各处理含量均高于插秧时;SOM、ASOM存在淋失的现象,生育季内SOM、ASOM在不同土层内呈现出消长状态,而且随土层加深,消长状态延缓。增施有机肥使30cm土层中SOM峰值出现早于CK,而其他层次则延于CK;ASOM在水稻生长前期和后期出现2次峰值,而在水稻生长旺盛期均处于低值状态,随着土层的加深,ASOM在生育期内的变化幅度增加。收获时,T1、T2中Kos值低,SOM得到钝化,利于SOM的保存,对于SOM的提升具有重要意义。 4)冬春休闲期时,30cm土层硝态氮淋失量与SOM、ASOM含量呈显著正相关,相关系数为0.8623与0.8469。生育季内硝态氮淋失量与SOM、ASOM的相关系数在30cm处分别为,0.4792、0.0692;60cm处为0.3711、-0.1865;90cm处为0.3981、-0.1277。硝态氮淋失量与SOM的相关性高于与ASOM的相关性,这与一些研究中发现的ASOM比SOM更具指示作用,与土壤养分关系更为密切的结果不一致。 5)通过取样发现宁夏引黄灌区SOM有95%在15g/kg以下,最高值仅有19.04g/kg;ASOM含量也极低,有76%的ASOM含量聚集在1.0-1.5g/kg,只有11%的含量大于1.5g/kg;作物收获后,表层土壤NO3--N残留严重,最高值达44.61mg/kg,平均值在19.84 mg/kg。针对以上情况结合相关性分析以及灌区秸秆资源利用和有机肥利用情况,建议在宁夏引黄灌区推广秸秆还田技术以及有机肥施用技术,不仅会减少硝态氮淋失量,而且对产量提高具有重要作用。