村域农田氮素排放特征研究——以新安村为例

为揭示村域氮素排放特征,以河北正定新安村为例,通过2016—2018年两个轮作周期对农户作物管理、作物产量等信息实地调研、取样分析,运用NUFER-Farm模型系统,研究了新安村氮素时空排放特征及其与作物种类、施氮量、灌溉、土壤质地等的关系。结果表明,两个轮作周期单位面积农田氮素总排放量和氧化亚氮排放量差异不显著,而硝态氮淋洗量和氨挥发量差异显著,第二个轮作周期单位面积农田硝态氮淋洗量和氨挥发量分别比第一个轮作周期增长60.1%和减少13.8%,造成差异显著的原因主要是气象条件和作物种类。季节上,两年单位面积农田氮素总排放量均为秋冬春季显著大于夏季。村内临近田块氮素排放差异较大,空间分布规律不明显;但到村域尺度,不同方位氮素排放空间分布上存在一定规律,如西北、东北、东南、西南方位单位面积农田氮素总排放量平均值分别为66.8、60.2、59.6、52.3 kg N·hm^-2,其中西南方位氮素排放显著低于其他方位。村域农田氮素排放受到作物种类、施氮量、灌溉次数与土壤质地等因素显著影响。其中当地主要作物冬小麦、夏玉米和大豆单位面积农田氮素总排放平均值分别为40.5、28.5 kg N·hm^-2和5.3 kg N·hm^-2,差异显著;两个轮作体系氮素总排放量均随施氮量、灌溉次数的增加而呈现增加的趋势;土壤质地对农田氮素总排放量也有较大影响,其中砂土、砂壤土和壤土单位面积农田氮素总排放平均值分别为78.2、60.4 kg N·hm^-2和51.0 kg N·hm^-2,依次降低。总之,村域农田氮素排放具有较大的时空差异,更多受到田块作物种类、土壤条件、管理因素的影响,因此,村域氮素减排要针对田块采取优化施氮、节水灌溉、调整作物布局等措施。