三峽庫區(qū)小流域氮素形態(tài)及氮素流失風險研究.pdf

1、水體中氮素含量超標是引起水體富營養(yǎng)化的關鍵因素之一，而農業(yè)面源污染已成為小流域水體營養(yǎng)物氮素的重要來源。研究表明農業(yè)面源污染物質氮素流失與土壤營養(yǎng)物含量之間存在較強的聯(lián)系，土壤氮素的累積可增大流失風險。施肥是提高糧食產(chǎn)量的重要手段之一，隨著氮素投入的持續(xù)增加，土壤背景值顯著提高，不僅沒有提高氮素的利用效率，反而導致了氮素的流失，造成氮素污染，促進土壤中氮素向水體遷移，使得小流域氮素污染的現(xiàn)實和潛在流失風險增加。本研究通過對三峽庫區(qū)小流域

2、農業(yè)耕作區(qū)氮素形態(tài)的監(jiān)測，結合氮素形態(tài)分級與土壤釋放動力學試驗，分析了小流域內主要種植模式下其氮素潛在的流失風險。獲得了以下結論。
　?、購脑路輥砜?，全年小流域全氮值呈現(xiàn)出兩頭低，中間高的現(xiàn)象，其中以5月份和9月份為最高，3月份和7月份次之，1月份和11月份最低，最大值出現(xiàn)在5月份，為4.14g/kg，最小值出現(xiàn)在11月份，為0.96g/kg，最大值與最小值之間相差約4倍；小流域不同土地利用類型下的土壤有機質沿順坡方向向下呈逐漸上

3、升趨勢，含量年均值為（19.80±7.11）g/kg，年均變化在9.8~36.8g/kg之間；小流域中不同土地粒度組成中粉粒的平均含量達60.54％，粘粒的平均含量1.61%，極細砂含量平均值為37.76%；小流域中各樣點土壤PH平均值為5.10±1.12，PH值處于3.66~7.37之間，整體偏向于酸性；小流域樣點中氧化還原電位平均值最高點為CD02，其氧化還原電位平均值為155.31mv，氧化還原電位平均值最低樣點為ZWL，其氧化還

4、原電位平均值為37.73mv。
　?、谛×饔驑狱c中，可轉化態(tài)氮素的含量在191.41mg/kg~453.07mg/kg之間，最大樣點為GLX，最小值為ZWL，二者相差約2.5倍，平均為336.59mg/kg，占總氮的17.53%。小流域不同種植模式下土壤的各形態(tài)氮含量差異明顯IEF-N、CF-N、IMOF-N和OSF-N的含量分別在20.06~235.17mg/kg，29.30~72.31mg/kg，1.59~17.10mg/kg

5、，104.12~292.34mg/kg之間。小流域中氮素形態(tài)CF-N與IMOF-N、可轉化態(tài)氮、和全氮相關性呈顯著負相關，OSF-N與IEF-N、CF-N、IMOF-N之間相關性很弱，說明在小流域中各形態(tài)氮素整體上受人為和自然影響較大，但是各形態(tài)氮素的來源和性質上有很大的差異性。CF-N與電導率和PH值呈顯著負相關性，而與氧化還原電位呈顯著相關性，IMOF-N與有機質和氧化還原電位呈顯著負相關，而與電導率呈顯著相關性，可轉化態(tài)氮與PH成

6、顯著相關性，TN含量與有機質呈極顯著相關，土壤全氮與電導率呈顯著相關性。
　　③不同土地利用類型下土壤氨氮和硝態(tài)氮的釋放最大量樣點都為GLX，最大值分別為239mg/kg和605mg/kg，最小樣點都為SDT，其最小值分別為71mg/kg和168mg/kg。小流域土壤中各樣點氨氮釋放動力學與硝態(tài)氮釋放動力學有相似的變化趨勢，即氨氮和硝態(tài)氮的主要釋放都是在120min內，隨后的變化趨于平緩和平衡。小流域樣點釋放動力學都可用一級動力學

7、方程Nt=N0（1-e-kt）來模擬描述，一級動力學方程能很好的模擬描述，且其相關系數(shù)表明相關性達到顯著水平。小流域土壤氨氮和硝態(tài)氮的最大釋放速率都是在0~10min內，其中氨氮最大釋放速率在2.20~6.80mg/kg?min之間，0~120min內氨氮釋放量占總的釋放量的47%~79%；而0~10min硝態(tài)氮最大釋放速率在2.35~14.33mg/kg?min之間。
　?、軕脤哟畏治龇ǎY合模糊評價針對小流域五種主要種植模式

8、按照隸屬度最大原則進行排序，最終確定小流域中主要種植模式氮素流失風險從小到大為：植物籬<水稻田<油菜地<果林地<蔬菜地。為驗證小流域氮素流失風險評價結果的合理性，結合小流域幾種主要種植模式評價結果與其氮素浸提試驗以及小流域溝渠基流中的總氮和硝態(tài)氮濃度分別做相關性分析。結果表明，小流域主要種植模式氮素流失風險評價結果與土壤浸提總氮、硝態(tài)氮以及與溝渠基流總氮、硝態(tài)氮相關性達顯著水平，而與氨氮、亞硝態(tài)氮相關性不大。說明本文所采用的氮素流失風險