哈尼稻田水体硝酸盐氮、氧同位素特征及硝酸盐来源解析

摘要

[目的]本文旨在揭示哈尼稻田典型“四素同构”系统内现有水肥利用背景下的水体硝酸盐氮素来源及迁移转化规律。[方法]测定小寨片区5月和10月不同位置水体的硝酸盐δ^(15)N、δ^(18)O值,利用稳定同位素分析模型(SIAR)进行硝酸盐的氮源贡献率计算。[结果]哈尼稻田系统内不同水体、不同位置的硝酸盐δ^(15)N、δ^(18)O差异极显著,各水体以硝化作用为主;随着海拔降低,主要的稻田区田面水硝酸盐δ^(15)N呈下降趋势,土壤水呈增加趋势,边渠水和河流水变化更为复杂。利用SIAR模型解析得到硝酸盐源贡献率分别为:化学肥料7.1%~26.7%,生活污水+粪肥17.7%~29.7%,土壤氮素25.5%~36.7%,大气降水20.1%~37.4%。森林出水硝酸盐源主要是大气降水和土壤氮素,田面水硝酸盐源在施肥期主要是化学肥料和生活污水+粪肥,收割期主要是土壤氮素和大气降水;土壤水硝酸盐源在施肥期和收割期主要是土壤氮素及生活污水+粪肥;下游河流水硝酸盐源主要是土壤氮素,而在5月化学肥料也是其主要来源。[结论]施加生活污水+粪肥导致哈尼稻田内水体硝酸盐δ^(15)N增高,发生向下游河流的迁移,但是更多富集在土壤中;化学肥料是哈尼稻田向下游河流迁移的主要硝酸盐源,10月比5月的硝酸盐输移量相对减少,哈尼稻田表现出硝酸盐源和汇的双重特点。