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施肥是重要的农业增产措施,随着国民经济快速发展,氮肥的过量施用造成农田氮素随径流、淋溶损失进入地表水和地下水,严重污染水体环境。目前对农田氮素径流损失、淋溶损失的研究多局限于田间试验或者土柱试验,影响因子和损失值的研究都比较分散,尚未建立系统的分析研究,给估算农田氮损失去向带来困难。
本文通过搜索中国知网和维普网站相关文献,进行文献筛选、数据收集,得到40篇关于农田氮素径流损失方面的文献,共224组数据;54篇关于氮素淋溶损失方面的文献,共378组数据。对上述数据分析,得到农田氮素径流、淋溶损失影响因子及损失值均值,并估算全国农田氮素总损失量,分析结果如下:
1、水田土壤全氮、有机质、粉粒百分比、灌溉水量与TN径流损失量、损失率极显著负相关,而降雨量与TN径流损失量、损失率极显著正相关。施氮量与TN径流损失量显著正相关,与TN径流损失率无显著相关性。旱地降雨量、径流量与氮素径流损失量、损失率极显著正相关;土壤粉粒百分比与TN径流损失量、损失率显著正相关。施氮量与DN、NO3--N、NH4+-N的径流损失量、损失率显著正相关,土壤全钾含量与DN、NO3--N、NH4+-N的径流损失量、损失率极显著负相关。土壤全氮、降雨量、径流量与PN径流损失量、径流损失率极显著正相关。
2、水田、旱地NH4+-N径流损失量均值分别为6.90 kg/hm2、0.57 kg/hm2,存在显著差异。水田、旱地NO3--N径流损失量、NO3--N径流损失率、NH4+-N径流损失率、TN径流损失量、TN径流损失率、TN表观径流损失率均值无显著差异。通过计算,水田、旱地TN径流损失量均值为15.53 kg/hm2,径流损失率均值为5.15%,表观径流损失率均值为3.19%。水田、旱地NO3--N径流损失量均值为3.28 kg/hm2,仅占施氮量的1.33%,NH4+-N径流损失率均值为0.38%。
3、水田土壤有机质、全氮、容重是影响NO3--N淋溶损失的重要因子,与NO3--N淋溶损失值显著负相关。灌溉水量、全钾、有机质与农田TN淋溶损失量、淋溶损失率极显著负相关。旱地土壤全氮、降雨量、灌溉水量、砂粒与NO3--N淋溶损失量、淋溶损失率显著正相关,土壤pH、全氮、有机质与TN淋溶损失量、淋溶损失率显著负相关。
4、水田、旱地NO3--N表观淋溶损失率、TN淋溶损失量、TN淋溶损失率、TN表观淋溶损失率均值存在显著性差异;水田、旱地NO3--N淋溶损失量、NO3--N淋溶损失率均值没有显著性差异。水田NO3--N表观淋溶损失率均值为2.03%,TN淋溶损失量均值为7.29 kg/hm2,TN淋溶损失率均值为3.39%,TN表观淋溶损失率均值为2.19%;旱地NO3--N表观淋溶损失率均值为3.99%,TN淋溶损失量均值为16.00 kg/hm2,TN淋溶损失率均值为9.97%,TN表观淋溶损失率均值为4.35%。
5、根据2009年中国统计年鉴数据估算,2008年我国农田氮素径流损失量达到1.31 Tg,淋溶损失量达到2.03 Tg。氮素径流淋溶损失量占总施氮量13.1%,对地表水和地下水的影响不可忽视。此外,径流和淋溶损失氮素通过微生物的硝化反硝化作用向大气排放的N2O达到0.034Tg。