茶园土壤硫含量及影响因素（茶园干湿气候对硝态氮的淋失影响）

茶园生态化建设模式，涵盖茶叶品种、栽培、土壤、生物、植保、肥料等领域。秉承以人类为中心的理性生态伦理学思想，为复兴茶产业而努力。

农业生产中过度的肥料施用使得土壤中大量营养元素通过地表径流和淋洗等途径进入水体，导致水体富营养化、土壤质量退化、地下水污染等一系列生态环境问题。硝态氮（NO3--N）淋失作为面源氮素流失的重要形式，是导致地表、地下水体硝酸盐浓度升高的主要原因。由于NO3--N淋失对地下水和人类健康的影响，近年来NO3--N淋失成为土壤科学和环境科学的研究热点。

NO3--N的淋失容易发生在降雨集中的季节和干旱之后的雨期。倪玉雪对我国农田降雨量和土壤NO3--N淋失量的关系研究发现，当降雨量小于400mm时，土壤中NO3--N主要以累积为主，随着降雨量的增多，NO3--N的淋失量也不断增加，并在降雨量600~800mm时达到最大；冯绍元等对华北平原夏玉米土壤NO3--N的分布研究发现雨季0~50cm土层NO3--N含量显著下降，而50~110cm以下土层NO3--N急剧增加，表明降雨是NO3--N淋失发生的重要原因。夏梦洁等对我国黄土高原干旱区NO3--N与降雨的关系研究发现，干旱地区一旦遇到高强度降雨将会导致NO3--N大量淋失。

本研究中，正常情景下模拟年NO3--N的淋失通量高于季节性干旱的所有情景但低于季节性湿润的所有情景，湿润季节越多NO3--N淋失通量越大，反之则越小。具体季节而言，秋季干旱对NO3--N的累积淋失通量影响最大，这可能是受10月底施肥的影响，NO3--N浓度高，使得正常秋季的NO3--N淋失通量较大，但秋季干旱导致土壤水渗漏通量和NO3--N的淋失通量相对正常的秋季大幅减少。此外，秋季或冬季干旱时，NO3--N的淋失通量在后续季节均有明显增加。这主要是因为秋、冬季植被对氮素的吸收减缓，土壤NO3--N逐渐累积，后续季节发生降雨会促进NO3--N的淋失。

NO3--N在土壤中的累积是淋失损失的基础。一般来说，土壤中NO3--N的累积量和淋失量随着施氮量的增加而增加。有研究发现，冬小麦施氮量小于150kg/hm2时不发生淋失，但当施氮量在225~300kg/hm2时NO3--N淋失量增加。也有研究显示当施氮量由150kg/hm2增加到225kg/hm2、300kg/hm2和375kg/hm2时，土壤中NO3--N含量分别增加了1.9、2.6和13.9倍。本研究中，春季湿润时NO3--N淋失通量较高，这是春季施肥和降雨双重作用的结果；而夏季湿润时NO3--N淋失通量并未大幅增加，原因是植被生长消耗大量的氮素。秋季湿润对NO3--N的累积淋失通量影响微弱，主要是因为本研究秋季湿润的情景下，降雨主要集中在10月份，而施肥时间为10月底，雨肥不同期导致了NO3--N淋失量增加不明显。

NO3--N淋失容易发生在NO3--N浓度升高且土壤水分过剩的情况下。土壤水分有助于肥料的溶解以及矿化。如果没有充足的水分，NO3--N很难被植物吸收利用，从而大量累积在土壤中。但如果土壤中的水分超过田间持水量时，则会引起NO3--N的淋失。吴海卿等利用15N示踪技术研究了土壤水分对氮素有效性的影响，发现土壤水分在田间持水量45%~90%时，氮素利用率随着土壤水分的增加而提高。Sadras对氮肥和降水交互作用的研究发现，在降雨较多的年份适量增施氮肥会增加小麦的产量，但在干旱的年份，增施氮肥不仅会使小麦产量较低，还会造成NO3--N大量残留累积。因此，施肥后如果遇到干旱天气，应该适当补充灌水，促进植物对氮素的吸收利用，减少NO3--N的累积。而在降雨丰富的季节，应该适量减少氮肥的施入量，或者少量多次施肥。

NO3--N淋失的滞后效应是指在干旱状况下，由于土壤缺乏水文连通性，使得植物根系和土壤微生物对氮的吸收减少，导致其累积在土壤中。当干燥土壤再次湿润时，往往会加速氮的分解和矿化作用，此时土壤中累积的NO3--N随水分迅速移动。本文中，季节性干旱情景下，NO3--N淋失存在滞后效应，对后续季节和年的NO3--N淋失影响较大，但持续时间较短。

正常情景下模拟年和后续年NO3--N累积淋失通量无明显差异，季节性干旱情景下模拟年和后续年NO3--N的累积淋失通量差异较大。干旱季节越多，两个年份的差异越明显，尤其是秋、冬季干旱时，NO3--N淋失的滞后表现将会持续到来年的夏季。这可能是由于秋季施肥时降雨较少，而且秋冬季节植被生长需氮量较少，土体表层往往有较高的土壤氮素累积，等到来年春季和夏季气温升高，降雨增多，土壤有机质的矿化分解加快，从而导致NO3--N的大量淋失。Klaus等对德国东南部集约管理的草地进行研究发现，施肥可以缓冲干旱导致的产量损失，但是施肥和干旱的相互作用导致土壤再湿润后NO3--N淋失风险剧增（>300%），这与本文的研究结果一致。

由此可知，季节性干旱时，NO3--N淋失量小，如果遇到施肥，NO3--N累积在土壤中，虽然当下NO3--N淋失量较小，而后期如果遇到较大降雨，土壤中累积的NO3--N将大量流失。NO3--N淋失的提前效应是指由于降雨增强改变了土壤水分格局，增加了渗漏，促进微生物氮矿化和植物氮吸收，进而加快了NO3--N的淋失速率，使得土壤中的NO3--N相较常规情况提前淋失。

本文中，季节性湿润情景下，NO3--N淋失存在提前效应，对后续年NO3--N的淋失影响较小，但持续时间较长。具体来看，湿润季节越多，模拟年和后续年NO3--N累积淋失通量的差异越明显。降雨增多使得壤中产流增加，而且研究区土壤砾石含量较高，降雨条件下土壤水分运动活跃，使得原本储存在土壤中的养分提前淋失。因此季节性湿润情景下后续年NO3--N淋失通量相比正常情景有所减少。其中，夏季湿润时，NO3--N淋失的提前效应最为显著，这主要是由于夏季经常出现高强度降雨所致。

DNDC模拟的精度虽然在之前的研究中表现良好，但其在模拟土壤水分运动时无法很好地捕捉到坡面土壤储水量的瞬时变化，其模拟的土壤水分渗漏通量对降雨的响应则过于迅速，没有表现出应有的滞后现象，这与实际情形不符。降雨是影响NO3--N淋失的关键因素，因此NO3--N淋失的模拟也存在响应过快的特点，在短时间的模拟上存在一定的高估。

DNDC模拟的时间步长为天，输入的气象数据为逐日数据，因此NO3--N淋失通量的模拟结果也是逐日数据，雨量在季节内的分配对NO3--N的淋失影响很大。但本文结果分析以季节来进行讨论，若详细考虑逐日降雨数据的变化，可能会产生较大的差异。例如，即便保持降雨量不变，但若调整降雨的时间使其与施肥时间重合，将会造成NO3--N的大量淋失。相关的研究在未来需要进一步深化。

NO3--N的淋失容易发生在降雨集中的季节、施肥之后的雨期或干旱之后的雨期。

湿润润季节越多NO3--N淋失通量越大，反之则越小。春季和秋季干旱时NO3--N淋失通量大幅减小；秋季和冬季干旱时，如果后续季节遇到降雨，NO3--N在后续季节的淋失通量明显增加。春季湿润会导致NO3--N淋失通量大幅增加；而秋季湿润对NO3--N淋失通量无明显影响。季节性干旱情景下，NO3--N淋失存在滞后效应，对后续季节NO3--N的淋失影响显著，到来年夏季结束。季节性湿润情景下，NO3--N淋失存在提前效应，对后续季节NO3--N的淋失影响相对较小，到来年秋季结束。

（安根团队摘自柳菲等：季节性干湿气候对茶园坡面土壤硝态氮淋失的影响）

安根团队，20余位各领域农业专家，提供成熟的土壤恢复集成方案、生态修复集成方案、农残解决集成方案和生态农业社会化服务。