赵会成，刘梦帅，陈帅民，王新珍，王仕琴，胡春胜，刘彬彬，王凤花**

(1.中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省土壤生态学重点实验室 石家庄 050022； 2.中国科学院大学 北京 100049)

在农业生产中，合理施用氮肥在保障粮食作物稳产、增产中起着重要作用。然而，随着集约化农业发展进程的加快，过量施用氮肥的现象日益增加，由此引起的土壤硝酸盐累积、地下水硝酸盐污染、温室气体排放以及土壤酸化等问题日趋严重[1]。华北平原农田区作为我国主要的粮食主产区之一，氮肥年施用量高达500 kg(N)·hm-2·a-1[2]，远超作物“最适的”氮肥需求量[286 kg(N)·hm-2·a-1][3]。目前，该地区农业氮肥施用已造成0～12 m 土壤剖面硝酸盐的大量累积，成为潜在的污染源，最终通过强降雨或灌溉进入地下水，造成污染[4]。已有研究表明典型厚包气带农田区浅层地下水中硝酸盐污染超标率高达50%，而深层地下水中硝酸盐的污染程度也在逐年加剧[5]。因此，如何削减厚包气带土壤硝酸盐污染是集约化农田区面临的最重要问题。

包气带是指地表到地下水之间的非饱和带，既是土壤硝酸盐淋失的通道，也是土壤硝酸盐累积、转化和削减的场所。其中，土壤硝酸盐自修复作用是削减厚包气带土壤累积硝酸盐的重要途径。土壤中的反硝化微生物，可将土壤中累积的硝酸盐或亚硝酸盐还原为气态产物(N2O、NO 和N2)[6]，又经土壤孔隙消散到大气中，完成厚包气带土壤硝酸盐污染的自修复过程，是阻控厚包气带土壤硝酸盐淋失的有效途径。……