周 慧 史海滨 张文聪 王维刚 苏永德 闫 妍

(1.内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院， 呼和浩特 010018；2.内蒙古农业大学旱区农业节水与水土环境研究所， 呼和浩特 010018)

0 引言

施用氮肥是提高作物产量的重要措施。据统计，世界氮肥年消耗量约为1.09×108t，其中有1/3为中国所使用[1]。在增加作物产量的同时，施用肥料也会引发一系列负面环境问题。研究表明，全球施氮量只有55%的氮素被作物吸收利用[2]，盈余氮素很容易通过淋溶、氨挥发及反硝化等途径损失[3]，因此，农业生产要综合考虑作物产量与生态环境的可持续性，从单一目标向多目标协同转变。

农业面源污染已经成为世界许多农业领域的严重问题[4]，硝酸盐淋失是最普遍的面源污染之一，已在全球范围内被广泛证实[5]，大量氮素流失导致生态系统富营养化和水质退化[6]，还会增加人类癌症、水体缺氧和生物多样性丧失的风险[7]。有学者在中国北方14个省调查发现，大多数县的氮肥施用量超过500 kg/hm2，大约有一半地区地下水中硝酸盐含量超过11.3 mg/L(世卫组织或欧洲饮用水中硝酸盐限量标准)[8-11]。本研究区位于河套平原，地下水侧向径流很小，是典型的灌溉(降雨)补给和蒸发消耗型灌区。当地地下水埋深较浅，而饮用水基本都来源于地下水，因此，将硝酸盐浓度控制在限制污染水平下对人体健康至关重要[12]。此外，灌区农民通常大量施用化肥来提高作物生产力，目前农田化肥用量已超过60万t/a[13]，当氮肥供过于求时，硝酸盐会在土壤中累积[14]，随后在灌溉和强降雨的作用下淋溶至地下水中[15]，这同时也加重了灌区下游富营养化程度。……