平谷区域农田氮素投入特征及对地下水硝酸盐含量的影响

摘要

以平谷区域农田为研究对象，采用网格布点方法进行农田养分投入问卷调查，并进行部分区域的农田土壤采样和平原地区地下水样硝酸盐监测分析，结合2004-2006三年的农户调查数据和资料收集，基于氮素平衡方法和推荐施肥指标估算不同区域及作物体系下传统施氮量与作物带走量、养分推荐量之间的差值，计算不同乡镇及种植体系下的氮素盈余特点，并采用氮素盈余法和氮素负荷法分别从体系和区域水平进行区域氮素淋洗风险分析。主要结果如下： 平谷农田的氮素投入特征普遍为：粮田以化学氮肥为主，有机肥是果园与蔬菜体系的重要氮素来源，分别占氮肥总投入量的50％与66％；果园、粮田、蔬菜体系的氮素总投入数量分别为作物带走量的3.92倍、1.79倍和4.78倍。除山楂、大豆等部分作物的氮素投入量低于养分带走量外，绝大部分作物均出现了养分投入过量的情况，其中板栗的养分投入过量最为典型，投入量为作物养分带走量的23.44倍。从养分投入时期和数量来看，当前冬小麦、春玉米、夏玉米的养分投入均比较合理。 桃树是平谷地区的大力发展的果树品种，通过有机肥和化肥投入的氮素分别为507 kg/hm<'2> N和477 kg/hm<'2> N。桃园基肥多采用有机肥，且以易矿化的猪粪、鸡粪和混合粪肥为主。所调查的农户中17％的农户不施基肥，48％的农户基肥投入处在桃树养分吸收效率较低的11-3月；20％的农户施在9-10月桃树养分储藏期，9-10月份和3月份均可占15％。 根据不同体系和土壤质地将地下水硝酸盐含量进行分类后发现，目前平谷地区的作物种植体系和氮素负荷对地下水硝酸盐含量的影响，已经超过土壤质地的影响。区域地下水硝酸盐超标分布情况表明，地下水硝酸盐含量超标的水井大部分处在果园.粮田体系交界带，且部分水井有可能存在点源污染的风险。不同乡镇地下水硝酸盐含量平均值与区域单位面积有机氮素负荷呈正相关(y=0.0175x-2.2145，r=0.508)，而与果园面积也呈正相关(y=0.0019x+3.2894，r=0.489)。 综上所述，平谷地区区域氮素过量现象普遍，而且对地下水硝酸盐污染具有很大贡献，应当对平谷区不同体系氮素投入以及种植业结构调整进行合理的管理，提高氮素利用率，减少地下水硝酸盐污染。

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第一章文献综述

1.1.区域农田氮素过量对地下水硝酸盐的影响

1.2.区域地下水氮素污染来源及影响因素

1.3.区域农田氮素环境风险评价及其对地下水污染影响研究进展

第二章研究思路与研究方法

2.1.研究背景

2.2.研究思路

2.3.研究方法

第三章平谷典型作物体系氮素投入特点及存在问题

3.1.各种作物养分投入盈余情况

3.2.粮食作物周年氮素投入情况

3.3.平谷桃园周年氮素养分投入情况

3.4.讨论

第四章平谷农田氮素施用现状及盈余分析

4.1.不同体系养分投入及平衡情况分析

4.2.氮素负荷与氮素临界负荷

4.3.讨论

第五章平谷区域地下水硝酸盐含量及其影响因素

5.1.平谷平原地区地下水硝酸盐分析

5.2.土地利用类型地下水硝酸过量情况分析

5.3.水井深度对地下水硝酸盐含量的影响

5.4.平原各乡镇氮素负荷与地下水硝态氮含量关系

5.5.讨论

第六章结论与展望

6.1.主要结论

6.2.展望

参考文献

致谢

附录

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