旱地硝態(tài)氮淋失阻控措施研究進展

汪兆輝，張友良，馮紹元

（揚州大學(xué)水利科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚州 225000）

0 引 言

隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對自然系統(tǒng)的氮素投入量在不斷增加，過量輸入的氮素投入引發(fā)一系列環(huán)境問題［1］。氮素平衡已經(jīng)成為評價農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境效益的重要指標(biāo)［2］。農(nóng)作物對氮素吸收效率低下以及土壤氮素大量殘留，會導(dǎo)致氮素通過淋失和徑流流失到地下水和河湖中［1，3］。據(jù)統(tǒng)計，在全世界不同程度退化的12億耕地中約有12%是由農(nóng)業(yè)面源污染引起的，而農(nóng)田氮、磷流失是農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因［4］。農(nóng)田氮素淋失，會不斷提高地下水中硝態(tài)氮含量，對地下水造成污染，并且很難進行處理。大量研究表明硝態(tài)氮為氮素淋失的主要形態(tài)［5］。水、肥是影響硝態(tài)氮淋失最重要的兩個因素［6］。同樣也有學(xué)者認(rèn)為氮、磷淋溶損失主導(dǎo)因素是氣候或土壤變化，應(yīng)因地制宜選擇養(yǎng)分類型［7］。

硝態(tài)氮的淋失主要發(fā)生在旱作期間［8］。據(jù)估算，2011年全國農(nóng)田總氮淋溶損失量為179.74 萬t，其中，旱地總氮淋失損失量為164.19 萬t［9］。全國水田總氮淋溶損失率為3.39%，旱地總氮淋溶損失率為9.98%［10］。由于旱地氮素淋失量大、淋溶損失率高，并且對地下水污染危害性大，旱地硝態(tài)氮淋失阻控措施研究受到了廣泛的關(guān)注。

本文介紹了農(nóng)田硝態(tài)氮淋失的基本過程，以及近年來旱地硝態(tài)氮淋失阻控措施的研究成果，并對研究中存在的問題加以總結(jié)，對未來旱地硝態(tài)氮淋失阻控措施研究方向進行展望。

1 農(nóng)田土壤氮素淋失過程

氮素進入土壤后有著復(fù)雜的轉(zhuǎn)化過程（圖1），通過礦化吸附作用，有機態(tài)氮被轉(zhuǎn)化為銨態(tài)氮，大部分銨態(tài)氮被土壤吸附，小部分被作物根系吸收；通過固化過程，化合和非化合的氮被作物固化；通過硝化作用，硝化細(xì)菌將銨態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮；通過反硝化作用，硝態(tài)氮通過反硝化作用被還原成氣態(tài)氮，揮發(fā)到大氣中去［11］。

硝態(tài)氮是氮素淋失的主要貢獻者［12］，大部分來源于硝化作用，主要有3 個去向，分別為作物吸收、土壤殘留與氮素?fù)p失。土壤對于銨態(tài)氮具有明顯吸附作用，銨態(tài)氮隨著灌溉水入滲進土壤后，大部分被土壤固定，不易造成淋失。硝酸鹽帶負(fù)電荷，易溶于水，有較強的移動能力，又與土壤中同樣有負(fù)電荷的礦質(zhì)膠體及腐殖質(zhì)相排斥。劉健等［13］通過室內(nèi)土柱對3種質(zhì)地的土壤進行模擬淋溶，發(fā)現(xiàn)3 種土壤硝態(tài)氮淋溶量占全氮淋溶量的60%以上，而銨態(tài)氮的淋溶量占全氮淋溶量不到15%。當(dāng)土壤中存在積累的硝酸鹽遇到下滲的水流時，就會造成硝態(tài)氮的淋失。

2 硝態(tài)氮淋失的阻控措施

2.1 灌溉施肥制度優(yōu)化

土壤存在向下運移的水流和土壤剖面硝態(tài)氮積累都是造成硝態(tài)氮淋失的必要條件。硝態(tài)氮易溶于水，氮素淋失很大程度上受到灌水與降雨的影響。隨著降雨量加大、灌水充分，土壤中水分增加，土壤硝態(tài)氮淋失量增加，硝態(tài)氮積累峰位置逐漸下移［15］；當(dāng)灌水和降雨減少，土壤表面水分蒸發(fā)，硝態(tài)氮隨著土壤水在毛管力的作用下向土壤表層運移。施氮量也是硝態(tài)氮淋溶的重要影響因素［16］，且施氮量與土壤硝態(tài)氮的積累量呈線性關(guān)系［17］。

增加灌水會使土壤淺層硝態(tài)氮濃度下降，深層硝態(tài)氮濃度上升［18］，過量灌水會導(dǎo)致深層滲漏，且灌水量越大，深層土壤硝態(tài)氮濃度越高。減少灌水量或者提高灌水頻率都可以明顯減少硝態(tài)氮淋失量。有研究表明減少灌溉用水量可以明顯提高水分生產(chǎn)效率，使土壤硝態(tài)氮大部分存在于0～30 cm 耕作層，利于作物吸收，使深層滲漏與硝態(tài)氮的損失減?。?9，20］。ANDRASKI 等［21］在威斯康星州的阿靈頓建立了4 個作物糞肥管理系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)灌水量減少15%可以減少17%的N素的泄漏。FANG等［22］認(rèn)為較高的土壤水分會導(dǎo)致高排水量，使得高水分條件下的土壤NO3-N淋失量顯著高于低水分條件。葉優(yōu)良等［23］以甘肅省河西走廊灌區(qū)為試驗地點，3種氮水平和高、低灌水量處理下，對3次灌水前、后0～200 cm 土壤硝態(tài)氮含量進行測定，發(fā)現(xiàn)灌水明顯影響土壤硝態(tài)氮累積量，隨灌水次數(shù)增加，土壤硝態(tài)氮累積量降低，而且在高灌水條件下土壤硝態(tài)氮累積量變化比低灌水量時大。

在同樣的灌水量下，提高灌水頻率可以減少土壤硝態(tài)氮累積淋失量。郭鵬飛等［24］在北方寒旱地區(qū)對不同滴灌頻率處理下溫室西葫蘆土壤硝態(tài)氮分布進行研究，發(fā)現(xiàn)高頻滴灌使土壤0～40 cm 的硝酸鹽含量保持在一個相對合適的水平，40～80 cm土層中的硝酸鹽含量相較低頻灌水較低，可以降低氮的淋失風(fēng)險。張志云等［25］發(fā)現(xiàn)硝態(tài)氮淋失與水分的深層滲漏具有近似同步的特征，高頻灌水處理少量多次灌水，可以使土壤水分狀況與作物需水規(guī)律較好吻合，有效地減少深層滲漏。

過量的施用氮肥會顯著增加土壤剖面硝態(tài)氮累積量，無法被作物吸收利用的硝態(tài)氮向下運移，加重土壤硝態(tài)氮淋失。減量施氮可以在保證作物較高產(chǎn)量的前提下，實現(xiàn)硝態(tài)氮淋失的有效阻控。胡曉東等［26］研究溫室滴灌黃瓜高、中、低3個施氮量水平對土壤硝態(tài)氮分布的影響，發(fā)現(xiàn)高氮處理的土壤硝態(tài)氮含量顯著高于中、低氮處理，且40～80 cm 土層硝態(tài)氮有顯著積累，而兩個季度黃瓜產(chǎn)量高氮和中氮間處理均無顯著性差異。茹淑華等［27］通過用數(shù)學(xué)模型對8 個周期小麥-玉米輪作田間小區(qū)的施氮量與土壤硝態(tài)氮累積量模擬，發(fā)現(xiàn)二者符合線性關(guān)系，施氮量（y）與土壤硝態(tài)氮累積量（x）的回歸方程為y=1.34x+75.58（R2=0.84**），綜合考慮施氮量對土壤硝態(tài)氮淋失與作物產(chǎn)量影響，提出華北平原區(qū)小麥-玉米輪作周期總施氮量應(yīng)該控制在225～400 kg/hm2。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，將氮肥直接撒施在土壤表面是最常見的施肥方式。這種施肥方式下氮肥與土壤接觸面積有限，氮素不能很好地被土壤吸附，肥料利用效率低下。在嚴(yán)格控制氮肥的施入量后，還需通過高效的施氮方式，將氮肥精準(zhǔn)的施入作物根系土壤。QUI?ONES 等［28］以15N 標(biāo)記的硝酸鉀為試驗肥料，對比漫灌施肥與滴灌施肥兩種施肥方式下柑橘生長以及土壤硝態(tài)氮分布，發(fā)現(xiàn)滴灌施肥下柑橘樹氮素利用效率（75.1%）顯著高于漫灌施肥條件下（62.7%），漫灌施肥下土壤硝態(tài)氮含量顯著高于滴灌施肥下，滴灌施肥可以提高作物氮素吸收效率以及減少潛在的土壤硝態(tài)氮淋失。王麗等［29］對滴灌水肥一體化（DIF）、微噴灌水肥一體化（MIF）和漫灌撒施（FIBF）下冬小麥土壤硝態(tài)氮含量進行比較，發(fā)現(xiàn)不同滴灌施肥處理下冬小麥生育期中土壤0～20 cm 硝態(tài)氮含量變化差異顯著，小麥生育前期DIF 處理土壤表層硝態(tài)氮含量顯著高于MIF、FIBF，不同灌水方式冬小麥各時期土壤硝態(tài)氮主要集中在0～60 cm，表現(xiàn)為DIF＞MIF＞FIBF，而土壤60～160 cm硝態(tài)氮含量FIBF處理最大。

綜上，在滿足作物生長所需水、需肥量的前提下，采用滴灌、噴灌等水肥一體化灌溉方式，實施少量高頻灌水以及減量施肥，可以在獲得作物較高產(chǎn)量的前提下，提高水分及肥料利用效率，同時減少硝態(tài)氮淋失量。

2.2 氮肥種類優(yōu)選

合理的配制施用肥料種類，可以有效地調(diào)控土壤氮素平衡，減少氮素?fù)p失。土壤硝態(tài)氮主要來源于氮肥的施入，但是氮肥的種類繁多，且不同的種類氮肥施入下土壤硝態(tài)氮的積累量截然不同。尿素、銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥是灌溉施肥中經(jīng)常使用的無機氮肥種類，施入土壤后的遷移和轉(zhuǎn)化各不相同，土壤硝態(tài)氮淋失量差異顯著，其中硝酸鉀肥料氮素淋失率最高，顯著高于尿素、硫酸銨和碳銨［30］。習(xí)金根等［31］采用室內(nèi)土柱模擬的方法對不同種類氮肥在土壤中的遷移、淋溶和轉(zhuǎn)化特征進行研究，發(fā)現(xiàn)3 種氮肥在2 種質(zhì)地土壤中的淋失量均是硝態(tài)氮肥＞尿素＞銨態(tài)氮肥。

鉀、氮、磷存在互作效應(yīng)，氮、磷、鉀配施可顯著提高作物產(chǎn)量，增加干物質(zhì)積累以及養(yǎng)分吸收，明顯提高氮、磷和鉀的利用率［32］，進而減少硝態(tài)氮淋失量。石健等［33］研究發(fā)現(xiàn)氮、磷、鉀全量平衡施肥處理的大蔥生長量及氮、磷、鉀吸收量均顯著高于其他施肥處理，不同施肥處理大蔥對氮、磷、鉀的吸收比例顯著不同。薛曉輝等［34］通過長期肥料定位試驗，發(fā)現(xiàn)單獨施用磷肥對硝態(tài)氮積累沒有顯著影響，氮、磷配施可以顯著減少土壤硝態(tài)氮的積累量，過量施氮即便配施磷肥，硝態(tài)氮也會發(fā)生淋失。張云貴等［35］試驗發(fā)現(xiàn)氮磷或氮磷鉀肥配施時，硝態(tài)氮峰值出現(xiàn)深度上移30～40 cm，根區(qū)和根區(qū)外土壤硝態(tài)氮累積量均大幅降低，淋失風(fēng)險明顯減弱，在氮磷或氮磷鉀肥基礎(chǔ)上適量施用有機肥時，硝態(tài)氮峰值出現(xiàn)深度進一步上移至根區(qū)土壤，深層土壤硝態(tài)氮累積量顯著下降。

施用有機肥可以增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤理化性質(zhì)，提高土壤保水能力，提升土壤持續(xù)供肥能力，土壤有機質(zhì)含量的高低直接影響著硝化作用的強弱。有研究表明，土壤有機質(zhì)含量與全氮含量具有極顯著的正相關(guān)性，并能在一定程度上減緩硝態(tài)氮的下移［36，37］。與純施化肥相比有機肥代替部分化肥配施，可以提高作物產(chǎn)量，提高氮素利用效率，有效減少土壤硝態(tài)氮淋溶［38-41］。也有研究發(fā)現(xiàn)，灌區(qū)稻田常規(guī)施肥基礎(chǔ)上增施有機肥，能夠減少硝態(tài)氮向深層淋失，但60 cm 土層處硝態(tài)氮淋失量增加，為硝態(tài)氮的深層淋失提供了基礎(chǔ)［42］。由于土壤質(zhì)地、降雨和作物特性等條件的不同，有機肥種類及有機肥投入比例有不同要求。楊修一等［43］發(fā)現(xiàn)小麥田30%～50%有機肥替代化肥氮素，配合控釋尿素施用，可以減少60～100 cm 土壤硝態(tài)氮淋溶，提高小麥氮素利用率和籽粒產(chǎn)量。呂鳳蓮等［44］也有類似的發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過小麥-玉米兩個輪作年，有機肥代替75%化肥氮可以提高作物產(chǎn)量和氮效率，增加年經(jīng)濟效益，同時有效減少土壤硝態(tài)氮的殘留量。

緩（控）釋肥料（SRF）是一種新型的低碳經(jīng)濟增值肥料，被譽為21 世紀(jì)肥料工業(yè)的重要發(fā)展。緩（控）釋肥料（SRF）有物理類型、化學(xué)類型以及綜合型，SRF的物理類型使用半透水性涂層，隔絕肥料與土壤的直接接觸，可以減緩肥料溶解到土壤中速度；SRF的化學(xué)類型可以減緩肥料的酶促水解速度，可以有效阻控土壤硝態(tài)氮的淋溶下移，減少下層土壤硝態(tài)氮的累積［45］。盧艷麗等［46］發(fā)現(xiàn)小麥地施用緩（控）釋肥料可以在保證產(chǎn)量的情況下，減少土壤中硝態(tài)氮含量；玉米地施減量20%的緩（控）釋肥料處理較常量施肥處理，肥料利用率與玉米產(chǎn)量顯著提高。吳三鼎等［47］發(fā)現(xiàn)春玉米混施50%緩（控）釋肥料與50%普通尿素，可使淋溶至深層的土壤硝態(tài)氮最少，對土壤硝態(tài)氮的淋溶阻控效果最佳。

2.3 改良土壤

土壤是一種非常復(fù)雜的、固、液、氣互相作用的多相分散系統(tǒng)，這導(dǎo)致硝態(tài)氮在土壤中的運移也非常復(fù)雜。通過改變土壤含水率、孔隙度、擴散速率等土壤特性，改變土壤透氣性、含水量及其有機質(zhì)的含量，影響到氮素在土壤中的轉(zhuǎn)化與運移速率。通過增加土壤中黏粒、粉細(xì)砂含量、添加外源添加劑和添加有機質(zhì)等措施，可以提高土壤微小孔隙的比例，減低水分入滲能力，減少硝態(tài)氮淋失量。

土壤黏、粉粒含量顯著影響氮素的淋溶，土壤硝態(tài)氮含量與黏、粉粒含量呈顯著正相關(guān)［48，49］。土壤中粉粒含量越多，有機質(zhì)越多，硝態(tài)氮越不容易淋失。土壤質(zhì)地粗大、空隙越多，土壤剖面中互相連通的大孔隙通道就越多，硝態(tài)氮淋溶損失就越大。不同質(zhì)地土壤相比，粘壤土根際及非根際土可溶性有機氮、游離氨基酸及硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的含量均高于相應(yīng)砂質(zhì)壤土［50］。馬革新等［51］發(fā)現(xiàn)一定施氮量下，壤土硝態(tài)氮分布的均勻性優(yōu)于砂土，在20～40 cm土層硝態(tài)氮量高于砂土。同延安等［52］對硝酸鹽淋失與土壤剖面粘粒含量的關(guān)系進行分析，發(fā)現(xiàn)粘粒較少的黃綿土，氮肥施入土壤后硝化作用速度快，氮素以硝態(tài)氮的形式積累在土壤中，當(dāng)有過量灌水或者降雨，易引起硝酸鹽淋失。

近年來，進行了越來越多的研究來尋找合適的外源性添加劑作為增強土壤氮吸收能力的改良劑［53］。新型節(jié)水保水材料（SAP）可以通過自身的吸水供水，形成的土壤團粒結(jié)構(gòu)提高土壤黏粒含量，降低土壤容重，提高土壤微小孔隙比例，降低水分入滲能力，減少硝態(tài)氮淋溶量，提高氮的利用率［54］。付晨星等［55］發(fā)現(xiàn)施加水溶性高分子聚合物（PAM）和SAP 增加了根系層的持水和保肥能力，降低泥沙中總氮淋溶量達(dá)37.96%。

生物炭可以提高土壤持水能力，同時會增加土壤有機質(zhì)含量和微生物的生物量，改變土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，從而減少硝態(tài)氮的淋失量，并且在一定范圍內(nèi)添加生物炭量與減少硝態(tài)氮淋失量正相關(guān)。Xu 等［56］通過土柱實驗研究對比生物炭處理之后土壤氮素含量，發(fā)現(xiàn)施用質(zhì)量比為2%、4%和8%生物炭，總浸出氮的累積量分別減少18.8%、19.5%和20.2%（P＜0.05），且總氮浸出90%以上以硝酸鹽形式存在。但生物炭對硝態(tài)氮淋失的阻控效果受到使用年限的影響較大。LIU等［57］發(fā)現(xiàn)在土壤中添加新鮮生物炭后，土壤中的溶解有機質(zhì)含量明顯增加，生物炭老化后效果大大減弱。NGUYEN 等［58］發(fā)現(xiàn)生物炭對土壤氮素的吸附作用的有效期僅為1年，施入后的第一個月效果作為顯著。

2.4 配施硝化抑制劑

除了肥料對土壤輸入硝態(tài)氮外，土壤中大部分的硝態(tài)氮來源于銨態(tài)氮的硝化作用。向土壤中添加硝化抑制劑，可以減少硝態(tài)氮積累。硝化反應(yīng)分為NH4+氧化成NO2-、NO2-氧化成NO3-兩個過程，其中氨氧化過程被認(rèn)為是硝化過程中的限速步驟。氨氧化古菌（AOA）和氨氧化細(xì)菌（AOB）是旱地土壤氨氧化過程中關(guān)鍵微生物，對環(huán)境干擾非常敏感。通過影響土壤氨氧化細(xì)菌、硝化細(xì)菌活性可以降低硝化作用的強度，抑制土壤中銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化，使土壤氮素長時間以銨態(tài)氮形式存在，避免土壤剖面硝態(tài)氮大量積累，減小硝態(tài)氮的淋失風(fēng)險。尹興等［59］研究田間條件下氮肥與硝化抑制劑雙氰胺配施對番茄生長以及氮損失的影響，發(fā)現(xiàn)氮肥與雙氰胺（DCD）配施提高了溫室番茄產(chǎn)量、氮肥農(nóng)學(xué)效率和氮肥偏生產(chǎn)力，減少了土壤硝態(tài)氮在0～100 cm 土層的累積。硝化抑制劑效果同樣受環(huán)境因素以及材質(zhì)的影響。油倫成等［60］發(fā)現(xiàn)，濕潤地區(qū)pH 較低的酸性土壤上，使用N+CP（吡啶）或N+CP+N-guard、N+CP+DCD（二氰二胺）組合，可以獲得較好的硝化抑制效果且持續(xù)時間長。在干旱半干旱的堿性土壤上，N+CP+DCD 組合的硝化抑制效果較好和持續(xù)時間長。隨著新型材料的不斷發(fā)現(xiàn)，更多優(yōu)質(zhì)的硝化抑制劑也在不斷開發(fā)。KIRTI等［61］將丙烯酸和膨潤土合成的納米黏土聚合物復(fù)合材料（NCPC）配施氮肥與雙氰胺和苦楝油配施氮肥處理相比，NCPCs 可以有效地抑制硝化作用（30%～87%），并且NCPC 使土壤柱5 cm 深度處硝酸鹽運移量降低78.5%。

2.5 耕作與農(nóng)藝措施

土壤耕作會影響土壤質(zhì)地，影響土壤含水率、孔隙率、溫度等，對土壤原有結(jié)構(gòu)造成破壞，增加土壤比表面積，縮短彌散路徑，使硝態(tài)氮易借助水分運動向下淋失。研究表明，免耕可以增加土壤團聚體和土壤表面的養(yǎng)分含量［62］。HALVORSON等［63］發(fā)現(xiàn)在春小麥休耕制度下，與常規(guī)耕作和少耕耕作相比，免耕可以提高水分利用效率，減少硝態(tài)氮流失出根區(qū)。而旋耕、深松也被證實可以提高較大粒級微團聚體中（0.05～0.25和0.01～0.05 mm）有機碳及全氮含量［64］。胡立峰等［65］通過對不同土壤耕法下玉米生育期硝態(tài)氮遷移研究，發(fā)現(xiàn)相較于翻耕、旋耕，免耕模式可以明顯減小0～180 cm 硝態(tài)氮含量，并且無明顯累積鋒。耕作方式同樣對作物根系產(chǎn)生影響，進而影響作物對養(yǎng)分的吸收能力。WANG 等［66］發(fā)現(xiàn)深耕條帶旋耕會促進小麥對于0～60 cm 土層中硝態(tài)氮的吸收，使得硝態(tài)氮積累要低于條帶旋耕和旋耕。

覆膜可以改變土壤溫度和含水率，促進作物的生長，提高作物對于氮素的吸收能力，從而減少硝態(tài)氮的積累量。但也有學(xué)者認(rèn)為覆膜會提高土壤溫度與含水率，使土壤有機氮礦化速率加快，硝態(tài)氮積累量增加。王秀康等［67］發(fā)現(xiàn)覆膜可以顯著提高表層土壤含水量以及玉米產(chǎn)量，減緩硝態(tài)氮向深層遷移速度，降低氮素表觀損失量，提高氮肥利用率。謝永春等［68］發(fā)現(xiàn)覆膜種植可以減少硝態(tài)氮殘留量，其效果與施肥水平和種植方式有關(guān)，采用優(yōu)化施肥配合全膜雙壟溝播可以提高氮素利用效率，減少土壤硝態(tài)氮下層淋溶，降低因高施氮導(dǎo)致的土壤硝態(tài)氮累積。

充氣灌溉可以增加土壤的氧含量，提高土壤脲酶和過氧化氫酶活性，增強作物對土壤氮素的吸收能力，減少了氮肥施用量［69］。但有學(xué)者［70］發(fā)現(xiàn)根區(qū)注氣會增加菌門和硝化螺旋菌門的豐度，提高硝化作用強度。楊宏光等［71］將水肥氣耦合滴灌與常規(guī)滴灌施肥下的土壤微生物、土壤硝態(tài)氮含量相比較，發(fā)現(xiàn)滴灌曝氣處理會增加溫室番茄地AOA（土壤氨氧化古菌）數(shù)量，但曝氣滴灌也促進作物根系對養(yǎng)分的吸收，會加快土壤硝態(tài)氮含量的降低速度。雷宏軍等［72］通過溫室番茄水肥氣耦合試驗，同樣發(fā)現(xiàn)曝氣滴灌下土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮量較常規(guī)滴灌平均降低21.4%和15.5%（P＜0.05）。

作物根系在土壤中的分布特征存在差異，因此不同作物對土壤中氮素的吸收能力存在差異。在生長的過程中，根系吸收土壤中的水分和養(yǎng)分，根系附近的土壤水分和養(yǎng)分向根系表面遷移，對土壤水分和硝態(tài)氮的分布產(chǎn)生影響。宋海星等［73］發(fā)現(xiàn)玉米根系發(fā)育及水分供應(yīng)狀況明顯影響硝態(tài)氮的遷移及分布，硝態(tài)氮作為溶質(zhì)會隨著植物吸水向上遷移。間作利用兩作物根系在土壤剖面的不同的分布和根系形態(tài)，影響土壤無機氮的累積和分布。間作體系下土壤無機氮積累量受作物類型、種間相互作用強度以及土壤環(huán)境條件影響［74］。趙薇等［75］發(fā)現(xiàn)與單作相比，馬鈴薯間作可以降低土壤溶解性總氮，降低土壤中AOA、AOB 基因豐度，顯著降低土壤硝態(tài)氮含量。李秋祝等［74］將大麥、小麥、蠶豆分別與玉米進行間作，卻發(fā)現(xiàn)與玉米間作的大麥、小麥、蠶豆同相應(yīng)的單作大麥、小麥、蠶豆相比，根區(qū)土壤無機氮積累量沒有差異，并且與蠶豆間作的玉米根區(qū)無機氮積累量顯著高于與小麥、大麥間作玉米以及單作玉米。這可能是豆科作物具有生物固氮能力，減少對土壤氮素的消耗，使得土壤硝態(tài)氮積累量增加。劉宇等［76］同樣發(fā)現(xiàn)甘蔗-大豆間作會使大豆固氮效率下降，不同施氮水平和種植模式對氮素淋溶量無顯著影響。也有研究發(fā)現(xiàn)將豆科與禾本科間作可以提高豆科植物固氮比例，從而可以減少人為向農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)提供氮素［77，78］。

3 結(jié)論與展望

近年來，大量的研究都針對減少硝態(tài)氮淋失，提出優(yōu)化田間灌溉施肥制度、優(yōu)選肥料種類、改良土壤特性、配施硝化抑制劑以及采用免耕、覆膜、間作等農(nóng)藝措施，這些措施大體上都可以很好的對阻控硝態(tài)氮淋失，但也有個別措施表現(xiàn)出硝態(tài)氮淋失阻控效果不佳，同時大部分研究少見考慮農(nóng)民所關(guān)心的經(jīng)濟效益問題。

要實現(xiàn)對旱田硝態(tài)氮淋失的有效阻控，做出經(jīng)濟效益與生態(tài)效益二者間平衡的最優(yōu)化決策，必定是一個對土壤、氣候、灌溉、施肥與種植制度等多方位考慮的田間管理綜合方案。根據(jù)田間環(huán)境和農(nóng)藝措施的不同，不同阻控措施方案理應(yīng)有所區(qū)別，為了更加合理選擇阻控措施或者將多種阻控措施相結(jié)合，進一步研究各種阻控措施的最佳適用條件是必要的。同時對多個阻控措施結(jié)合的阻控組合方案進行研究，并比較其與單阻控措施阻控效果的差異，給出考慮經(jīng)濟效益后的可行性。大量的研究證明這些措施大體上對硝態(tài)氮淋失阻控的良好效果，但是多為較小范圍的研究，大范圍的應(yīng)用效果如何尚未見報道。阻控措施與遙感等現(xiàn)代信息管理技術(shù)結(jié)合的作物氮素管理方法，或許可以為優(yōu)化灌溉施肥、減少硝態(tài)氮淋失的方案較大尺度推廣應(yīng)用提供可能?！?/p>