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随着化肥使用量的增加,粮食产量明显提高,但在世界范围内地表水和地下水中氮化合物的含量呈增加趋势,对地下水和水体环境造成严重污染[1]。所以要从生产、生态和经济效益等多方面考虑化肥和灌水量的科学配置,做到合理的肥水投入[2]。国内外学者在灌水和施肥对NO3- -N在土壤中的运移规律[3~7]、氮肥在土壤和地下水中的迁移转化过程进行了较为广泛地研究,取得了显著的成果[8~9]。但是,在灌溉施肥条件下,对黄土中的NO3- -N运移规律研究不多。在不同灌水和施肥量条件下,利用室内示踪试验,研究黄土层中NO3- -N的运移规律和动态变化,为黄土农业区合理灌溉施肥、提高水肥利用率、防止地下水污染提供科学依据,对农业生态环境和水环境的保护具有重要意义。本文研究的主要结论如下:(1)在不同的灌溉水平下,各处理间土壤水分在剖面中的变化较平缓,但是,随着灌水量的增大土壤含水量也相应增大。灌水量为235.6mm和254mm时,在水势梯度作用下土壤水分向下运移,运移速度较大,使得土壤含水量在整个剖面中的分布变化相对均匀;在小灌水定额条件下,0~25cm土层变化平缓,在25cm以下土壤含水量明显减少。对含水量随土层深度变化曲线进行回归分析,相关性显著。(2)同一灌水量不同施肥量的土壤NO3- -N含量分布有所不同,高施氮量处理的NO3- -N含量分布曲线位于低施氮量之外。不同深度的土壤中NO3- -N累积量不同,随着土壤深度的增加,不同处理间土壤NO3- -N的累积量差异越小。从整个剖面中NO3- -N含量来看,明显表现出土壤NO3- -N含量随施氮量的增加而增加的规律。NO3- -N含量随施氮量增加而提高,在低施氮量水平下,大灌水量可形成土层中NO3- -N强烈的淋洗作用;在高施氮量时,土壤中NO3- -N有效积累量并非随施氮量增加而相应增加,多余的施氮量会随水分显著运移到下层,NO3- -N含量随施氮量变化成对数相关关系;灌水量对各土层NO3- -N含量影响显著,土层NO3- -N含量随灌水量增大而减小,呈显著的指数相关模式。淋溶量受灌水量的影响十分显著,灌水定额增加,氮素深层淋溶损失量也明显增大。不同的组合在不同的土壤深度均表现为土壤含水量与氮素含量成反比。(3)土壤中NH4+ -N含量分布不像NO3- -N那样随水分不断向下运移,在下层土壤剖面NH4+ -N含量较背景值小。在湿润体中,灌入的NH4+ -N绝大部分集中在0-20cm范围内,而在20cm以外范围的土壤中NH4+ -N含量并没有因为施氮量的入渗而明显增大,其值较背景值没有明显变化。这主要是由于土壤胶粒主要带负电荷,土壤溶液中NH+4 -N带正电荷,与土壤胶体颗粒接触后被大量吸收,导致土壤溶液中NH4+ -N含量迅速减少,阻碍了NH4+ -N下层土壤中运移。(4)水分通量的整体变化趋势是随着土层深度的增加而逐渐递减。水分通量与土层深度成显著线性关系。NO3- -N的运移通量随土层深度增加而减小,且大灌水量处理的运移通量和运移速率明显高于小灌水量处理。综合分析室内示踪试验和前期大田试验成果, NO3- -N运移通量随灌水量增加而增加,在78mm处运移通量最小。因此,为减小氮素淋溶损失,黄土区适宜灌水量应小于80mm,次施氮量不宜高于400mg/cm2。(5)黄土中氮素累积入渗量的影响因素有灌水量、施肥量、土层深度、入渗时间等。应用DPS数据处理软件对单因素、多因素氮素累计入渗的影响进行模型模拟。经分析,单因素和多因素均符合多元非线性模型拟合关系式。由拟合关系式可知,时间是最重要的影响因素。