杜 璇，冯 浩，Matthew J. Helmers，齐志明



DRAINMOD-N II模拟冬季长期覆盖黑麦对地下排水及NO3--N流失的影响

杜 璇1,2,3，冯 浩1,2,4※，Matthew J. Helmers3，齐志明5

（1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100；2. 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院，杨凌 712100；3. Department of Agricultural and Biosystems Engineering, Iowa State University, Ames IA 50011, USA；4. 中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌 712100； 5. Department of Bioresource Engineering, McGill University, Ste-Anne-de-Bellevue, QC, H9X 3V9, Canada）

在玉米-大豆轮作系统中种植冬季覆盖作物黑麦有助于减小地下排水量和硝态氮（NO3--N）的流失量。该研究利用美国爱荷华州的试验数据校正和验证了DRAINMOD-N II模型在美国寒冷地区的适用性，并模拟长期（20 a）种植冬季覆盖作物黑麦对地下排水量和氮素运移的影响。结果表明，模型模拟地下排水量和NO3--N流失量时，Nash-Sutcliffe模型效率系数（Nash-Sutcliffe efficiency，NSE）>0.65、百分比偏差（percent bias，PBIAS）在±25%之间、均方根误差与标准差比值（ratio of root mean square error to standard deviation，RSR）≤0.7均在误差范围内；模拟地下排水中NO3--N浓度时，NSE>0.50、PBIAS在±15%之间、RSR≤0.5均在误差范围内，说明模型模拟的效果好。长期种植冬季覆盖作物黑麦可降低排水量8.1 %（2.5 cm），减小NO3--N流失量16.6 %（6 kg/hm2），NO3--N流量加权平均浓度下降了8.6 %（1 mg/L，以N计），增加蒸散值5.9 %，模型模拟值与实测值拟合效果好，表明模型具有良好的水文和氮素运移模拟功能，可以模拟不同农田管理措施对地下水和氮素运移的长期影响，为优化农田管理措施提供参考。

氮；排水；蒸散；玉米-大豆轮作系统；DRAINMON-N II；冬季覆盖作物黑麦

0 引 言

人工农田排水系统是改善农田土壤排水状况、治理涝渍灾害的一种重要手段[1–2]，但在其排走农田多余水分的同时，也导致土壤中氮素淋失[3]，降低了氮肥的利用率，造成水体污染。研究表明，70%的排水发生在尚未种植作物或作物处于出苗期的4—6月[4]，冬季种植覆盖作物不仅可以减少地表水土流失，也是减小地下排水量及硝态氮（NO3–-N）流失量的潜在措施之一[5]。Qi……