太湖流域典型稻-麥輪作農田區氮素流失過程研究

范宏翔，徐力剛*，趙旭，胡岳峰

1. 中國科學院南京地理與湖泊研究所流域地理學重點實驗室，江蘇 南京 210008；2. 中國科學院南京土壤研究所，江蘇 南京 210000

太湖流域典型稻-麥輪作農田區氮素流失過程研究

范宏翔1，徐力剛1*，趙旭2，胡岳峰1

1. 中國科學院南京地理與湖泊研究所流域地理學重點實驗室，江蘇 南京 210008；2. 中國科學院南京土壤研究所，江蘇 南京 210000

太湖地區經濟高度發達，勞動力緊缺，種植小麥（Triticum aestivum）經濟效益不高，而且小麥-水稻（Oryza sativa）輪作中，麥季氮素淋洗損失高于稻季，為探討和揭示太湖流域典型稻-麥輪作農田區氮素流失過程及平衡特征，選取典型太湖流域農田系統為研究對象，采用徑流小區的研究方法，在太湖流域典型稻-麥輪作種植模式下，對太湖流域典型稻-麥輪作區進行連續3年（2007─2010年）原位監測，闡明了太湖流域典型稻麥輪作區氮素流失過程及其影響因素，分析了該區域氮素平衡特征，結果表明：大氣氮干沉降量冬春季較多且分布較均勻；總氮（P<0.001***）及銨態氮（P =0.02*）的大氣濕沉降量和降雨量呈現極顯著的相關性。地表徑流中氮素的主要流失形態為可溶性氮素，同時，徑流水量是引起氮素徑流流失的主要驅動因子（P <0.01）。雨水是驅動小麥季氮素下滲的唯一動力。銨態氮是氮素淋失的主要形態，在稻作期，銨態氮滲漏流失量約占總滲漏流失量的70%。太湖流域稻麥輪作區，各項氮素年平均流失去向分別為：作物收割290 kg·hm-2，占總輸入量55.98%；反硝化流失130 kg·hm-2，占總輸入量25.10%；徑流流失59.5 kg·hm-2，占總輸入量11.49%；氨氣揮發22.28 kg·hm-2，占總輸入量4.30%；滲漏流失16.1 kg·hm-2，占總輸入量3.11%。全年平均氮素流失總量為518 kg·hm-2，氮素的盈余量為91.9 kg·hm-2。該研究結果對于指導太湖農流域農田水肥管理，控制農業面源污染具有積極意義。

稻-麥輪作；氮素；徑流流失；滲漏流失

隨著氮肥施用量的增加，大量的氮素累積在土壤中，明顯地增加了向水體釋放的風險，這使得土壤氮素由增產的農學意義向非點源污染的環境意義方向轉變（張紅舉和陳方，2010）。氮素作為非點源污染的重要營養物質之一，其流失既可造成土壤生產力衰退（王艷艷等，2008），又可引起水體富營養化（Carpenter等，1998），為此關于氮非點源污染特征及其影響因素的研究十分活躍（馬春梅等，2009；姚寶林和施炯林，2008）。氮污染是僅次于氣候變暖和生物多樣性衰減的全球性環境威脅，而農田土壤中氮的流失是造成地表水環境污染的決定性因素，由氮素流失（特別是硝態氮）造成的地下水污染具有隱蔽性和難恢復性（謝軍飛和李玉娥，2005；徐文彬等，2000；于克偉等，2000）。因此，對土壤中氮素流失的量化研究對地表水體和地下水的污染治理具有重要作用，對環境安全具有重要意義。

農田系統氮素的轉化和平衡問題一直是研究的熱門話題（徐文彬等，2000），到目前為止，人們對氮素行為的研究已經較為深入，概括起來主要包含 3方面內容：一是農田土壤氮素循環過程機理研究，為系統提供理論依據和回答科學問題，同時也是進行氮素綜合研究的理論基礎（謝軍飛和李玉娥，2005）；二是農田土壤氮素流失過程研究，有利于系統闡明氮素的轉化和主要去向，也可以為氮肥合理利用提供指導；三是對農田土壤氮素流失過程的模型模擬研究，氮素在農田生態系統中周而復始的運動，受到一系列環境影響因子的影響，將數值模型應用到氮素研究中，能系統分析氮素產生的時間和空間特征，識別其主要來源和遷移路徑，預報污染的產生負荷及其對水體的影響，為制定最佳管理措施提供科學依據（Tonitto等，2009）。朱兆良（2000）總結了國內 782個田間試驗，發現我國主要農作物水稻（Oryza sativa）及小麥（Triticum aestivum）對氮肥的平均利用率只有28%～41%。

太湖流域經濟高度發達，對太湖流域典型區域的面源污染影響及排污系數的研究較多，但著眼于太湖流域整體的農業面源污染負荷總的并沒有明確答案。本文選取典型太湖流域農田系統為研究對象，采用徑流小區的研究方法，在太湖流域典型稻-麥輪作種植模式下，對太湖流域典型稻-麥輪作區進行連續定位監測，分析太湖流域典型稻-麥輪作區氮素平衡特征，以期為探討和揭示太湖流域典型稻-麥輪作農田區氮素平衡特征提供科學依據與數據支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區域概況

研究區地處宜興市大埔鎮（31°32′N，119°87′E），距太湖約 6 km，屬典型的太湖流域農田輪作區。年平均氣溫 15.7 ℃，積溫 5418 ℃，夏季最熱月平均氣溫 28.3 ℃。年平均無霜期 240多天，生長期可達250 d左右，日照較足，7─8月日照時數最多。年平均雨日136.6 d，年平均降水量1177 mm。其中60%的降雨集中在5─9月。年最大與最小年降水量的比值為 2.4；最大與最小年徑流量的比值為15.7。試驗田寬為7 m，長為100 m，土壤為烏柵土，其土壤基本理化性質為：有機碳15.4 g·kg-1，氮元素1.79 g·kg-1，土壤CEC為11.8 mol·kg-1。該地區土壤的沙粒質量分數為8.3%，粉粒質量分數為 81.5%，黏粒質量分數為 10.2%（Beckman Coulter，Breast，CA，USA）。土壤上表層（0～15 cm）所含土壤水pH值為5.6。

1.2 田間監測

（1）氣象要素觀測：采用WatchDog 2900ET便攜式自動氣象站監測風速、氣溫、濕度等基本氣象要素；在試驗田附近安裝一架雨水采樣器。采樣器距離地面150 cm。每周測量一次干沉降數據。在每次降雨發生之后，取樣測量大氣濕沉降數據。干濕樣品在測量之前都在-20 ℃低溫冷凍。

（2）滲漏液觀測：由埋管法分層測定。選取垂直深度分別為40、60、80、120 cm埋設PVC管收集滲漏液，管壁上打分布均勻的小孔，孔徑約為 4 mm，用200目尼龍篩網包裹滲流區。

（3）地表徑流監測：對田塊出口處進行天然降雨徑流的定點監測，在實驗區內分別安裝HJG型水位計、田間淹水水位尺、雨量計、蒸發器；同時對非降雨時通過地下水補給或淺層地下水、灌溉水排放進入河道后形成的基流量進行監測分析。徑流過程發生時，同步監測雨季主要降雨過程的徑流量和氮素輸出濃度。樣品的采集頻率為雨前采集1次，降雨過程中視雨量大小采樣，持續至降雨結束后若干小時，以匯水區出水口徑流量基本恢復正常水平為準。每次取樣1000 mL，取樣時靜置15 min，水土混合樣品經現場沉淀后立即進行水、土分離，水樣裝入150 mL聚乙烯瓶中立即密封冷凍，24 h內送至實驗室進行測定。

1.3 測定方法及數據處理

銨態氮、硝態氮、和總氮通過連續流分析器（Skalar, Netherlands）來測得，有機氮通過總氮和無機氮之間的差值來計算。氮素年沉積量通過每月的沉積量來計算。水樣分析按照國家環保局《水和廢水水質監測方法》(第4版)進行，總氮采用過硫酸鉀氧化，紫外分光光度法測定，銨態氮、硝酸氮的測定分別采用納氏比色法、酚二磺酸法。采用Excel 2013和R3.1.2軟件對數據進行分析處理。

2 結果分析及討論

2.1 大氣氮素干濕沉降分析

2007年大氣氮素干沉降在10月以前較小且分布不均勻（圖 1），10月以后干沉降明顯增大且分布均勻，總氮最大值大于0.1 kg·hm-2；2008年大氣氮素干沉降量出現多次峰值，最大值接近 0.08 kg·hm-2，且在冬春季較多且分布較均勻，夏秋季分布呈兩極化。2009年期間，干沉降量在3月前沉降較多，總氮最大值大于1.4 kg·hm-2，4月至9月總氮中有很大一部分是其他形態的氮；2010年1月至4月氮干沉降量很高，大約在0.025 kg·hm-2。1月至3月，氨硝比接近于 1，說明銨態氮更易吸附于空氣中的顆粒物從而通過降雨被去除。

2007年大氣濕沉降量呈鋸齒狀分布（圖 2），大于平均值的降雨量均能產生大于平均值的大氣總氮濕沉降；2008年期間，大氣氮素濕沉降量在5月以前較大，且出現兩次峰值，最大值為 1.6 kg·hm-2，5月后大氣總氮濕沉降強度處于0.6 kg·hm-2以下，大于平均值的降雨帶來的大氣總氮濕沉降量占全年大氣總氮濕沉降量68%以上。2009年大氣氮濕沉降量波動，出現了幾次峰值，總氮最大值 1.8 kg·hm-2。2010年大氣濕沉降量在1月10日出現最大值，總氮大于2 kg·hm-2，然后下降。由圖3可知，總氮（P<0.001***）及銨態氮（P=0.02*）的大氣濕沉降量和降雨量呈現極顯著的相關性，這與王小治等（2007）的研究一致。同時，從表中也能發現，硝態氮的濕沉降量與降水的關系不顯著（P=0.422>0.05），崔鍵等（2008）利用中國科學院紅壤實驗站的數據也得出類似結論，這也說明有其他的因素控制氮素濕沉降。

圖1 2007─2010年大氣氮干沉降量(以N計)Fig. 1 Atmospheric nitrogen dry deposition of 2007─2010

圖2 2007─2010年大氣氮素濕沉降Fig. 2 Atmospheric nitrogen wet deposition of 2007─2010

2.2 稻麥輪作區氮素地表徑流過程變化特征分析

徑流流失是農田氮素流失最直觀的一種表現形式，主要依靠降雨的沖擊動能引起地表土壤擾動，進而產生懸浮土壤顆粒（王靜等，2012）。在遷移的過程中，地表徑流還可沖刷所經過地塊的地表土壤。本文通過連續3年田間實測數據分析，探究了稻麥輪作區氮素徑流流失的動態變化特征。

2.2.1 水稻季氮素徑流損失分析

通過對 3年稻作季試驗小區的數據分析表明（圖 4），施肥與徑流水量是氮素徑流流失的主控因子。地表徑流中氮素的流失量在施肥活動之后出現異常升高，其他時段，氮素流失量基本和徑流水量呈正相關性。而在徑流量相近的情況下，地表徑流中的總氮、硝態氮、氨態氮的流失情況也存在較大差異。如表1所示，2007─2010年的3年試驗期間，水稻季氮素徑流損失量在2.7～22 kg·hm-2之間，平均值為14.60 kg·hm-2。其大小與農田水分管理密切相關，間歇灌溉和自然干田方式可以有效減少徑流。

圖3 氮素濕沉降與降雨的相關關系Fig. 3 Correlation between nitrogen wet deposition and precipitation amount

圖4 2007─2009年水稻季氮素徑流流失Fig. 4 Nitrogen runoff loss in rice season of 2007─2009

表1 氮素徑流損失總量Table 1 Nitrogen runoff loss of 2007─2009

2.2.2 小麥季氮素徑流損失分析

通過近3年年麥作期試驗小區的監測數據分析（圖5）表明，部分時段氮流失量和徑流水量呈交替性變化，由于持續的降雨使土壤中氮的濃度減少，而導致徑流水量大時流失量小，同時由于施肥的作用使土壤中氮的濃度增加而導致徑流水量小時流失量大。麥作期冬季氮流失量較大，一方面是由于小麥處于苗期，葉面積指數小，根系不發達，土壤裸露較多；另一方面，由于冬季離基肥時間短，土壤中氮含量高，相對流失量大。麥作季 44%～57%的降水通過徑流遷移出農田。從季節性變化情況來看，麥季徑流主要發生在11月至次年2月，占該季總量的 87%～95%。此外，麥作期硝態氮流失量都大于銨態氮流失量，說明小麥對銨態氮的利用率高或者土壤膠體對銨態氮的吸附作用強。但是，如果降雨緊接著施肥發生，也可以引起較大的氨態氮徑流損失。

圖5 2007─20110年小麥季徑流流失Fig. 5 Nitrogen runoff loss in rice season of 2007─2009

2.2.3 氮素流失隨降雨的變化規律

由表2可知，氮素流失與降水呈極顯著相關關系（P<0.01）。已有研究表明，總氮和硝態氮與徑流水量有一定的相關性，總體上，農田排水中總氮和硝態氮質量濃度隨著經流水量的增加而增加。

表2 徑流水量與氮素流失之間的相關關系Table 2 Correlation between runoff amount and nitrogen runoff loss

在天然降雨造成的地表徑流中，氮素流失的主要形態為可溶性氮素。并且，在徑流流量較大時，硝態氮隨地表徑流流失量高于銨態氮；徑流流量較小時，銨態氮隨地表徑流流失量高于硝態氮。可見，在徑流量較小的年份，大量降雨保留在農田土壤中，土壤含水量大，通氣條件差，氮肥多以銨態氮的形式存在，導致氨態氮流失較大。

2.3 稻麥輪作區氮素地下滲流過程變化特征分析

2.3.1 水稻季氮素地下滲流損失分析

由圖6可以發現，銨態氮和總氮在垂直方向各個深度濃度分布趨勢一致，都是先上升后下降，但是硝態氮呈逐步下降趨勢。水稻初始生長期為流失高峰期，各個深度的滲漏水中總氮、銨態氮、硝態氮都顯示較高。水稻生長初期，不同深度滲漏液中不同形態的氮素受施肥影響程度不同。深度在 60 cm以上的土壤滲漏液中，總氮和銨態氮濃度受施肥影響較大，施肥活動會帶來明顯的滲漏液中總氮和銨態氮濃度的上升。銨態氮受施肥影響較小。原因可能是在水稻生長初期，水稻生長對銨態氮的需求量比較大。稻作期農田滲漏液中氮素流失主要以銨態氮為主，約占滲漏水氮素流失量的70%以上。在追肥之后3～4 d之后，40 cm以上土壤滲漏液中銨態氮出現明顯峰值，最大質量濃度達到14.8 mg·L-1。不同深度的濃度隨時間的推移而減少。由于氮素向下遷移需要一個過程，所以施肥后40和60 cm處總氮和硝態氮在前期濃度逐漸升高，達到最高點，然后下降。80和120 cm處的濃度分布較平穩，是由于水稻根系對此層土壤的氮素影響較小，此層土壤氮的濃度分布主要受水分遷移運動影響。

圖6 2007年水稻滲漏流失Fig. 6 Leakage loss in rice season in 2007

由 2008年稻作季不同深度農田滲漏液中各種形態氮素變化趨勢（圖 7）中可以看出，該季農田氮素流失同樣集中在6和7月2個月份，其中40 cm深度以上表層土壤滲漏液中總氮濃度和氨態氮濃度同時在7月10日和7月21日達到峰值，與7月7日和7月21日的施肥活動呈現明顯響應關系。然而發生在8月6日的施肥活動僅僅給滲漏液中總氮和氨態氮濃度變化帶來很小的波動峰，一方面由于該時期水稻處于孕穗期，生長旺盛，對氮肥吸收量較多；另一方面由于該時期水稻處于需水量最多的時期，農田灌溉水量增大，稀釋了氮肥濃度。

圖7 2008年水稻滲漏流失Fig. 7 Leakage loss in rice season in 2008

由 2009年稻作季不同深度農田滲漏液中各種形態氮素變化趨勢（圖 8）可見，相比于 2007和2008年，該季不同深度各種氮素濃度普遍偏低。2007、2008年40 cm處農田土壤滲漏液中總氮質量濃度峰值分別達到18.13和23.28 mg·L-1，而2009年該峰值僅為9.50 mg·L-1；2007、2008年40 cm處農田土壤滲漏液中氨態氮質量濃度峰值分別為10.08和16.58 mg·L-1，而2009年該峰值僅為4.39 mg·L-1；2007、2008年40 cm處農田土壤滲漏液中硝態氮質量濃度峰值分別為3.87和13.14 mg·L-1，而2009年該峰值僅為2.01 mg·L-1。究其原因可能是由于 2009年稻作期較強降雨帶來的巨大徑流水量，對表層土壤的沖刷所致。這一因素也使得深層土壤滲漏液中氮素濃度反常的高于表層土壤。

圖8 2009年水稻滲漏流失Fig. 8 Leakage loss in rice season in 2009

2.3.2 小麥季氮素地下滲流損失分析

2007─2008年季麥作期總氮、銨態氮和硝態氮均是先上升后下降至最低點（圖9），總氮最大值為40 cm處，達到20 mg·L-1，銨態氮最大值為40 cm處，接近20 mg·L-1，硝態氮最大值為120 cm處，小于 0.6 mg·L-1，施肥后稍微上升，但是濃度仍然小于前期，說明2月以后小麥對氮肥的需求量很大。

圖9 2007─2008年小麥滲漏流失Fig. 9 Leakage loss in wheat season of 2007─2008

圖10 2008─2009年小麥滲漏流失Fig. 10 Leakage loss in wheat season of 2008─2009

由2008─2009年季麥作期監測數據（圖10）顯示，40 cm以上表層土壤中，總氮在1月8日達到峰值45.95 mg·L-1，硝態氮也同時達到峰值32.10 mg·L-1。滲漏水樣中硝態氮的含量平均占總氮含量的83%以上，最高達94.83%。滲漏水樣中，氨態氮質量濃度較低，峰值僅為1.68 mg·L-1。40 cm以上表層土壤中滲漏液總氮濃度隨著時間推移呈現聯系下降趨勢，可能是由于在小麥生長初期，對淺層土壤中氮素吸收強烈。而40 cm以下土壤中滲漏液則呈現先上升后下降的趨勢，這可能是由于受到施肥活動的影響。該季節在2月20日左右以及4月7日左右分別出現較強降雨，造成農田土壤的缺氧環境，增強土壤滲漏液中反硝化作用，使得氨態氮分別在這兩個時段出現兩個較大值。

由2009─2010年季麥作期監測數據（圖11）顯示，滲漏液中總氮和硝態氮從12月初期到次年3月中旬期間濃度較高。其中，40 cm以上表層土壤中總氮在12月8日、2月1日和3月24日分別達到27.40、30.27和22.54 mg·L-1的較高值，硝態氮質量濃度也在12月8日、2月1日和3月24日分別達到25.23、27.33和20.59 mg·L-1的較高值。滲漏水樣中硝態氮的含量平均占總氮含量的 80.24%以上，最高達94.78%。60和80 cm深度的總氮濃度和硝態氮濃度值多次趨于一致，表明在60 cm處和80 cm處影響氮素流失的主控因子在數值上較為接近。滲漏液中銨態氮濃度并未隨著深度的增加呈現下降的趨勢，說明深度不是影響氨態氮濃度的主要因素。

圖11 2009─2010年小麥滲漏流失Fig. 11 Leakage loss in wheat season of 2009─2010

2.4 稻麥輪作區氮素流失特征分析

表3列出了2007─2010年稻-麥輪作過程中，氮素不同流失途徑的平均值及各自所占比例?？梢钥闯?，伴隨著植物收割帶來的氮素移除是最主要的氮素去向，占總氮源的55.98%，其次是反硝化作用，占總氮流失的25.10%，然后依次是徑流流失、氨揮發和滲漏流失所帶走的氮量，分別占總氮流失的11.49%、4.30%和3.11%。

表3 2007─2010年稻-麥輪作區氮素流失特征分析Table 3 Nitrogen loss in rice-wheat rotation farmland of 2007─2010

稻作季中除了作物收割之外，占氮素流失比例較大的分別是反硝化、徑流流失、滲流流失和氨揮發，分別占到總流失氮的 27.76%、5.10%、2.67%和2.42%。麥作季中除了作物收割之外，對氮素輸出影響較大的分別是反硝化、徑流流失、氨揮發以及滲漏流失，分別占到總流失氮量的 21.77%、19.40%、6.63%和3.62%。

2.5 稻麥輪作農田區氮素平衡過程分析

采用氮素表觀平衡原理計算輪作期氮素平衡。輪作期化肥輸入氮為500 kg·hm-2，灌溉輸入氮11.8 kg·hm-2，干濕沉降輸入氮大約為30.5 kg·hm-2，種子輸入氮3.9 kg·hm-2，生物固氮60 kg·hm-2，總氮輸入量606.2 kg·hm-2；輪作期植物收割帶走氮量為290 kg·hm-2，氨氣揮發氮流失量為18.71 kg·hm-2，氮素滲漏流失量為59.5 kg·hm-2，氮素徑流流失量為59.5 kg·hm-2，反硝化流失氮素量為130 kg·hm-2，總氮流失量為514.3 kg·hm-2。氮素的盈余量為91.9 kg·hm-2（表4）。

表4 2007─2010年稻麥輪作區氮素平衡特征分析Table 4 Nitrogen balance characteristics in rice-wheat rotation farmland of 2007─2010

3 結論

（1）總氮（P<0.001***）及銨態氮（P=0.004**）的大氣濕沉降量和降雨量呈現極顯著的相關性，總體上來說，越多的降雨量，可以帶來更多的氮素（總氮、銨態氮）濕沉降量，而硝態氮（P=0.422）濕沉降量與降雨關系不顯著。

（2）地表徑流中氮素的主要流失形態為可溶性氮素，包括硝態氮和銨態氮。氮素徑流流失量與徑流水量有顯著相關關系（P<0.01）；在稻作期，銨態氮流失多于硝態氮流失；在麥作期，硝態氮流失多于銨態氮流失。銨態氮是營養鹽淋失的主要形態，在滲漏液中濃度較高。其中，稻作期農田滲漏液中氮素流失主要以銨態氮為主，約占滲漏水氮素流失量的70%以上。

（3）在水稻種植期間，滲漏液中氮素以氨態氮為主，氮素流失主要集中在水稻生長初期。施肥活動和土壤深度是滲漏液中氮素濃度的主控因子，總氮濃度和銨態氮濃度影響更大，硝態氮受施肥活動影響較??；隨著土壤深度的增加，土壤滲漏液中氮素濃度變小，但在降雨強烈的年份，則出現相反的情況。雨水是驅動小麥季氮素下滲的唯一動力。隨著時間增加不同深度滲漏液氮素濃度峰值依次出現，表現為明顯的垂直下移。滲漏液中氮素濃度較高的時段集中在12月上旬至次年3月中旬。麥作季氮素流失形式以硝態氮為主，硝態氮滲漏流失占總氮80%以上。旱作條件下的麥作季硝化作用強烈，硝態氮積累在土層中，一旦降雨便隨水淋失。施肥后馬上遇到降雨，可引起氨態氮或者肥料的直接滲漏。

（4）太湖流域稻麥輪作區，各項氮素年平均流失去向分別為：作物收割290 kg·hm-2，占總輸入量55.98%；反硝化流失 130 kg·hm-2，占總輸入量25.10%；徑流流失 59.5 kg·hm-2，占總輸入量11.49%；氨氣揮發 22.28 kg·hm-2，占總輸入量4.30%；滲漏流失16.1 kg·hm-2，占總輸入量3.11 %。全年平均氮素流失總量為518 kg·hm-2。

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Study on Nitrogen Loss in Rice-wheat Rotation Farmland in Taihu Basin

FAN Hongxiang1, XU Ligang1*, ZHAO Xu2, HU Yuefeng1
1. State Key Laboratory of Lake Science and Environment, Nanjing Institute of Geography and Limnology, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2. Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210000, China

Economic benefits of raising wheat is poor in Taihu Lake region where the economy highly developed. Meanwhile the nitrogen leaching loss is extremely high in rice-wheat rotation farmland. In order to reveal the process of nitrogen loss as well as to explain the nitrogen balance characteristics in rice-wheat rotation farmland in Taihu Basin, a field experiment was carried out using a runoff-plot method. Based on the monitoring data from 2007 to 2010, nitrogen balance characteristics and process of nitrogen loss were illustrated. The results indicate that the dry deposition of nitrogen was mainly found in winter and spring and performed a homogeneous distribution, whereas the wet deposition of total nitrogen and ammonium nitrogen were dominated by the precipitation amount .The amount of runoff is the driving factor of nitrogen runoff loss. The main form of nitrogen loss in surface runoff was soluble nitrogen including nitrate and ammonium nitrogen. Ammonium nitrogen is the main form in nitrogen leaching loss. In the rice growing period, ammonium nitrogen leakage loss account for 70% of total leakage loss. Nitrogen balance characteristics were also illustrated that 55.98% of nitrogen was take away by harvesting and denitrification loss, runoff loss and leakage loss of nitrogen were account for 25.10%, 11.49% and 3.11%, respectively. The results have positive significances to the farmland management and agricultural nonpoint source pollution control.

rice-wheat rotation; Taihu Lake; nitrogen; leaching

10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.02.012

X144

A

1674-5906（2015）02-0255-08

范宏翔，徐力剛，趙旭，胡岳峰. 太湖流域典型稻-麥輪作農田區氮素流失過程研究[J]. 生態環境學報, 2015, 24(2): 255-262.

FAN Hongxiang, XU Ligang, ZHAO Xu, HU Yuefeng. Study on Nitrogen Loss in Rice-wheat Rotation Farmland in Taihu Basin [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(2): 255-262.

江蘇省科技廳項目（BE2014739；BZ2014005）；國家自然科學基金項目（41371121）；中國科學院支持全國科學院聯盟建設專項重大項目和江西省科技支撐項目（20122BBG70160）

范宏翔（1990年生），男，碩士研究生，主要從事流域生態學方面的研究。E-mail：fanhongxiang13@mails.ucas.ac.cn *通信作者：徐力剛（1976年生），男，研究員，主要從事湖泊濕地生態水文過程方面的研究。E-mail: lgxu@niglas.ac.cn

2014-12-22