氮素在作物生產(chǎn)中起著關(guān)鍵作用，氮肥是促進作物生長的關(guān)鍵。然而，不合理地施用氮肥不僅會導致作物產(chǎn)量較低，不能發(fā)揮其他農(nóng)藝措施所帶來的增產(chǎn)效果, 而且還會增加氮肥在土壤中的殘留量和損失量，大氣和水體產(chǎn)生污染風險。在我國，由于過多的氮肥通過淋溶和徑流損失至水體中而造成富營養(yǎng)化，已經(jīng)成為當今環(huán)境問題的重中之重，嚴重地威脅著我們的生產(chǎn)和生存環(huán)境安全。

土壤氮素的向下淋溶是氮肥損失的重要途徑，也是造成地下水質(zhì)量下降以及水體富營養(yǎng)化的主要原因。旱田是我國重要的耕地類型，約占耕地總面積的 54.4%，也是重要的氮素淋失和面源污染發(fā)生區(qū)域。因此，研究旱地農(nóng)田土壤氮素淋失阻控技術(shù)是面源污染相關(guān)研究的重點和熱點。已有許多相關(guān)研究對此進行了探索和試驗，如減量施肥、平衡施肥等施肥管理，使用緩/控釋肥、保水劑和生物炭等新型土壤調(diào)節(jié)劑，進行免耕和種植綠肥相結(jié)合的耕作方式和通過調(diào)整灌溉制度和方式來優(yōu)化田間水分管理等措施。本文從施肥管理角度（減量施肥和平衡施肥）、水分管理角度（灌溉制度、灌溉方式和保水劑施用）以及緩/控釋肥和生物炭這 2 種近些年較為熱門的添加材料的角度，綜述旱田土壤氮素淋溶損失的阻控技術(shù)措施，以此為減少氮淋失造成的面源污染環(huán)境問題及提高氮肥利用率提供依據(jù)和技術(shù)支持。

1 施肥管理

1.1 減量施肥

合理施用氮肥可以提高氮肥利用效率，減少氮肥浪費，是既能維持高水平作物產(chǎn)量，又能減少氮肥環(huán)境污染的重要手段。氮肥施用過多，對作物產(chǎn)量增長無貢獻，反而造成投入成本的提高以及過多氮素在土壤中的殘留，形成高氮素淋失風險，因此，氮肥減量施用成為阻控氮素淋失的首選手段。

目前，由科技部啟動的“十三五”計劃“雙減”項 目，即：化學肥料和農(nóng)藥減施增效綜合技術(shù)研發(fā)重點研發(fā)計劃專項，已經(jīng)接近尾聲，化學氮肥的減量施用就是該項目的主要目的之一。這體現(xiàn)了國家層面上的對于減量施肥手段的重視。有關(guān)減量施肥的研究眾多，也有相關(guān)的文獻對其進行了綜述，證明了減量施肥是保證作物較高產(chǎn)量、阻控氮素淋失的有效手段。唐珧等綜述氮素淋溶影響因素研究進展時指出，現(xiàn)有減量施肥研究的處理方式大多集中于在當?shù)厥┓驶A上進行 20%~30% 的減量處理，但也有達到50%的高量減氮處理，而多數(shù)研究結(jié)果表明減量施肥是保持作物產(chǎn)量穩(wěn)定、減緩氮素淋溶行之有效的措施。

Valkama等綜合春播作物的研究結(jié)果進行Meta分析得出的結(jié)論為減量施肥的具體實施提供了一定的借鑒，分析結(jié)果表明減少氮素投入20~75 kg/hm2能夠在不影響經(jīng)濟產(chǎn)量的情況下減少農(nóng)田系統(tǒng)中氮失10~40 kg/hm2。劉兆輝等也總結(jié)了減量施肥對小麥、玉米和蔬菜等影響的進展，并對其包括氮素淋失方面的生態(tài)環(huán)境影響也進行了綜述，提出應注意個別地區(qū)減量施肥對產(chǎn)量的負影響，而適當配施有機肥或者綠肥等有機物料可能會達到促進減氮措施阻控氮素淋失和保持作物產(chǎn)量兩方面兼得的效果。近幾年關(guān)于減量施肥的最新研究也均支持了減量施肥可以阻控土壤氮淋溶淋失的論斷。 

1.2 平衡施肥

減量施肥是減少多余氮素淋失的直接辦法，除此之外，通過平衡施肥也能在一定程度上達到減少氮素淋失的效果。平衡施肥與減量施肥在涵義內(nèi)容上具有一定程度上的重疊，兩者均是對施肥量進行調(diào)整以達到肥料利用率最大化的目的，而在當前化學肥料施用量普遍過大的背景下，平衡施肥實際上也需要通過減量施肥來達其“平衡”的目的。然而，平衡施肥并不像減量施肥那樣，僅僅是針對一種或幾種過量施用的主要肥料而言的，其目的在于施肥配比的“平衡” 性，而非單純的肥料“減量”，而這種“平衡”本身也可以在一定程度上達到減弱氮素淋失的效果。氮肥和磷肥配施以及氮肥、磷肥和鉀肥配施可以有效地降低小麥-玉米輪作土壤的氮素淋溶損失，而施磷和施鉀的不足則會增加硝態(tài)氮的淋失。劉德平等的研究結(jié)果模擬出施磷、鉀量均分別與 0~160 cm 土層硝態(tài)氮累積量滿足二次多項式關(guān)系，缺磷、缺鉀能夠抑制作物對氮素的吸收，造成土體中硝態(tài)氮殘留增加，形成氮素淋失風險，而氮、磷、鉀合理配比平衡施肥能夠有效減少土壤硝態(tài)氮的殘留，進而減弱氮素淋失風險。

楊萬忠等的研究結(jié)果也表明，盡管氮肥施用量從 13.9 kg/hm2大幅度增加至 181.2 kg/hm2，但是在磷肥和鉀肥也同樣大幅度增加的情況下，80~160 cm 的下層土壤硝態(tài)氮含量及累積量無顯著變化。平衡施肥能夠降低土壤氮素淋失的機理主要在于它可以提高作物機體的活性和生物量，如增施磷肥可明顯提高根系的活性吸收面積，促進根系生長，這有利于作物擴大對土壤中深層次氮素的吸收和利用，降低土壤剖面中的氮素的累積，以及淋溶損失。因此，合理的氮、磷、鉀配施，做到平衡施肥，可以提高氮肥利用率，也是降低土體中氮素淋溶損失的有效措施之一。

減量施肥和平衡施肥，都是在施氮技術(shù)上的改進，且很多時候需要配合秸稈還田、無機肥配施等措施，以保障氮素的投入，而這些改進一方面很大程度上增加了工作量和生產(chǎn)成本，需配套機械進行大面積推廣和應用，從而受到一定程度的限制。另一方面，減量多少和如何平衡的問題在不同地區(qū)的土壤和作物等情況下千差萬別，這還需要進行大量的研究工作，進而能因地制宜地制定相應施肥制度。 

2 水分管理

土壤中水分是造成氮素淋失的基本條件，不合理的灌溉會造成嚴重的氮素淋溶損失問題。通過水分管理達到阻控氮素淋失的主要原則是減少根層土壤的水分滲漏，主要是通過優(yōu)化灌溉制度和調(diào)整灌溉措施，在滿足作物對水分需求的同時，減少多余水分向土壤下層流動來實現(xiàn)的。

2.1 優(yōu)化灌溉方式和制度

按照作物需水規(guī)律和降雨情況優(yōu)化灌溉方式和制度是降低氮素淋失的有效措施。井大煒的研究表明，與大水漫灌相比，畦灌使 0~40 cm 土層的硝態(tài)氮含量顯著升高，而60~100 cm土層的硝態(tài)氮含量卻明顯降低。張志云等在保證總灌水量相同的前提下，觀察了灌溉頻率分別為間隔3、6和9 d情況下的土壤氮素淋失狀況變化，發(fā)現(xiàn)灌溉頻率為9 d的處理土壤氮淋失最大，因此，研究主張在特定施氮水平和灌溉條件下，根據(jù)實際情況盡量選擇“少量多次”的灌溉方式。李桂花等依據(jù)當?shù)?0 a的氣象資料，結(jié)合當?shù)剞r(nóng)民的習慣，對玉米-小麥輪作設定了 5 種灌溉方式，通過試驗發(fā)現(xiàn)，根據(jù)不同降雨量采用相應的灌溉模式，既可以保證產(chǎn)量，又可以減少氮淋失。能夠做到最大化阻控氮素淋失的灌溉制度，是根據(jù)氣象條件、田間墑情以及作物生長狀況等實時信息來制定“實時”灌溉計劃。實時灌溉是農(nóng)業(yè)灌溉走向智能化、自動化和現(xiàn)代化的重要標志，可達到節(jié)水、高產(chǎn)、高效益的目的，也是實現(xiàn)氮素淋失阻控的重要手段。 

2.2 運用噴灌、滴灌和滲灌等灌溉技術(shù)

一般認為，農(nóng)田灌溉技術(shù)或裝備中能夠提高水分利用率的，同時也會提高氮素利用率，降低氮素淋失。噴灌、滴灌和滲灌是有效的節(jié)水灌溉技術(shù)，能夠保障水分被有效地輸送到農(nóng)田，同時能夠較好地調(diào)控灌溉水量和頻率，防止水資源的過多流失，所以可以避免氮素等養(yǎng)分的淋失。

張學科等的研究結(jié)果表明，滴灌比溝灌減少灌水量20%時，作物產(chǎn)量增加，且在 0~120 cm 土層土壤硝態(tài)氮含量比溝灌低，這也使滴灌條件下氮素利用率顯著高于溝灌。Sharma等也指出利用滴灌替代溝灌之后，氮淋失量（硝態(tài)氮）由150 kg/hm2下降了近一半，至76 kg/hm2。當然，要使先進的灌溉技術(shù)達到節(jié)水、穩(wěn)產(chǎn)、減少氮淋失的目的，新技術(shù)也需要遵循作物需水規(guī)律，進行合理的灌溉，而實施水肥一體化灌溉則能更好地達成目的。

值得注意的是，噴灌雖然是一種比大水漫灌節(jié)水的灌溉技術(shù)，但其節(jié)水和減少氮淋失的效率要低于滴灌、滲灌。Barakat等對不同灌溉方式進行綜述時指出，大水漫灌和噴灌均屬于按照一維單向幾何學特征使土壤水分飽和，而滴灌和滲灌則是按照二維或三維多向幾何學特征使水分飽和，前者比后者使土壤氮素具有更高的淋失風險。但只要灌水時能夠嚴格調(diào)整灌水量和施氮量，噴灌也能夠達到和滴灌、滲灌同等的減少氮淋失的效果。

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