赵晓莹,王诺婷,崔 斌,尹实磊,杨 轩,孟凡乔

(中国农业大学资源与环境学院/农田土壤污染防控与修复北京市重点实验室 北京 100193)

随着人口的不断增长,2050 年全球将面临满足90 亿人口粮食需求的巨大挑战[1],集约化农业生产中增加氮肥投入和提高农田灌溉覆盖率是粮食增产的重要保障。改革开放以来,中国农业集约化程度不断加强,作物产量不断提高。2020 年,中国玉米(Zea mays)总产量为26 066.5 万t,氮肥施用量达1833.9万t,分别为1980 年的4.16 倍和1.96 倍[2]。化肥和灌溉水投入快速增长,一方面可以保证作物高产稳产,另一方面也引发了氮淋失等面源污染问题[3]。中国玉米作物氮肥利用率仅为31.0%[4],大量氮肥会通过NH3挥发、N2O 排放、硝酸盐和有机氮淋洗等途径损失[5],对空气、水体质量以及全球气候产生负面影响。资料显示,中国夏玉米生长季硝态氮平均淋失量为27.6 kg(N)·hm-2,占氮肥施用量的13.3%[6]。农田氮流失或淋失到陆地水体中,会导致地下水硝酸盐含量升高,对地下水及饮用水安全构成威胁[7]。殷乐宜等[8]针对京津冀重点区域-密怀顺平原区地下水的监测表明,该区地下水硝酸盐含量为0.24～178.0 mg·L-1,平均值为47.3 mg·L-1,远超《地下水质量标准GB/T 14848-2017》Ⅲ类标准,其主要原因在于该区域化肥长期高量施用。分析和量化华北地区农田氮淋失及其影响因素,有助于提高肥料利用率、降低氮素损失,对于中国农业绿色发展和生态文明建设具有重要意义。

农田氮素淋失受多个环境条件和生产管理措施的影响,且不同因素对氮淋失的重要程度各异[9]。……