荒漠绿洲农田土壤水热动态及硝态氮淋溶特征研究取得新进展
发表日期:2022-09-26来源：
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黑河流域是中国第二大内陆河流域，是典型的灌溉农业绿洲区，绿洲和荒漠两大景观单元镶嵌分布且相互影响，具有景观格局复杂、土地利用多样化的特征。近几十年，随着经济迅速发展和人口急剧增长，该地区大面积的荒漠被开垦为新农田。这种新垦沙地农田土壤肥力低，保水保肥性能差，是干旱区绿洲灌溉耗水和化肥施用最大的区域，也是地下水硝酸盐污染风险较高的区域，但关于农田土壤氮素淋溶规律和淋溶量尚不明确，需要开展详实的相关研究。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称“西北研究院”）何志斌研究员团队以黑河中游荒漠绿洲过渡带两种开垦年限的农田土壤（风沙土和灰棕漠土）为研究对象，通过土柱模拟试验监测分析了玉米生育期和休闲期内土壤水分和温度的动态变化及硝态氮（NO3--N）的淋溶规律，揭示了不同耕作年限农田土壤中硝态氮损耗的差异（图1）。研究表明：新绿洲农田深层渗漏及NO3--N的淋失主要发生在苗期—拔节期以及休耕期，深层渗漏年损失量97.65—105.1 mm，占年灌溉水总量（810 mm）的12%—13%，NO3--N淋溶年损失量68.1—123.8 kg·hm-2，占年施氮总量的18.7%—34.2%，休耕期灌水致使生育期内土壤中大量积累的氮素淋溶至深层，NO3--N淋失量是当年生育期内NO3--N淋失量的2.2倍（图2）；开垦年限较长的老绿洲农田在相同灌溉施肥条件下无深层渗漏和NO3--N的淋失现象发生，其“蓄水保墒”及抑制水分和NO3--N渗漏淋失的生态效应优于开垦年限较短的新垦绿洲农田。因此，为降低土壤水分损失和NO3--N淋失风险，建议新绿洲农田生育期内减少春季灌溉次数或降低灌水定额，冬季休耕期降低灌水定额或采取免冬灌措施，以此保证灌溉水资源的优化利用并减少农田氮素的淋失。
该成果以“荒漠绿洲农田土壤水热动态及硝态氮淋溶特征”为题发表于《中国沙漠》2022年第5期。西北研究院李晶博士为论文第一作者，何志斌研究员为论文通讯作者。该研究获国家自然科学基金创新研究群体项目（41621001）、甘肃省科技厅软科学专项项目（21CX6ZA015）和甘肃省陇原青年创新创业（个人）项目共同资助。
图1 研究区概况图（A）和土柱剖面示意图（B）
图2 2017年和2018年玉米生育期内新绿洲农田土壤水分渗漏量和NO3--N淋溶量
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