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[摘 要] 根据第一次全国污染源普查取得的成果之一，“农业源污染物排放对水环境的影响较大，农业源是总氮、总磷排放的主要来源”。要从根本上解决我国水的污染问题，必须防控好农业源中的氮、磷肥施用量。为此，结合我站正在实施农业部、财政部测土配方施肥补贴项目，为验证水稻最佳施氮量对农业源氮污染物的防控效果，开展了农业源水稻施氮调控试验，探索水稻不同施氮量对农业源污染物氮的防控效果。试验结果表明：在水稻最佳施氮量177kg/hm2，氮肥利用率最高，达35.79%,与农民习惯施氮相比，减少地下水排放含氮量5.6mg/L，说明水稻最佳施氮量对农业源氮污染物有较好的防控效果。
[关键词] 水稻、最佳施氮量、农业面源污染、氮。
项目来源：农业部、财政部测土配方施肥补贴项目。
福泉市地处长江中上游地区,位于东经107。14′至107。45′,北纬26。32′至27′之间。年均温15℃,年降雨量1193mm，属亚热带温暖湿润气候区，全年降雨量大于蒸发量。有稻田12万亩左右，每年水稻施氮总量在2400吨左右。由于受降水、农田灌溉、排水的影响，部分氮随水流失、淋失进入我市河流汇入长江，是长江流域农业源氮污染物排放地之一。
1、材料与方法
1.1 试验地点的基本情况
试验地设在我市的陆坪镇浪波河村波坪组，韦明方农户家的责任田上，试验于4月26日播种，6月2日移栽，6月10日追分蘖肥，土壤为黄砂泥田，肥力在当地属中等。试验前分别取0-20cm、20-40cm、40-60cm土层基础土样分别测定壤全N（半微量凯氏法）、碱解N（碱解扩散法）、有效P2O5（0.5mol/LNaHCO3浸提·钼锑抗比色法）、速效K2O（乙酸铵溶液浸提-火焰光度计法）、PH（玻璃电位法）、有机质（重铬酸钾容量法）。结果见表1：
1.2供试肥料及施用方法:尿素(含N46%),过磷酸钙(含P2O518%),氯化钾(含K2O60%)。氮肥总用量的60%作底肥施用，40%作分蘖肥施用，磷、钾肥全部作底肥一次性施入。
1.3 试验设计
试验设四个处理N0、N1、N2、N3，三次重复，随机区组排列，小区面积20m2，各小区开槽深60cm，用三层农膜隔离筑埂，四周设2米保护行。其中，N0为不施氮处理；N1为我市水稻的最佳产量施氮量；N2为最高产量施氮量；N1和N2通过测土配方施肥项目“3414”肥料试验统计分析获得；N3为我市农民习惯施肥水稻平均施氮量；通过测土配方施项目施肥情况调查获得。试验设计的目的是在保证水稻稳定增产的前提下，评价不同施氮水平对水稻产量和环境的影响，以评价数据作为确定水稻最佳施肥量的农业源氮污染物防控指标。所有处理的磷、钾肥用量相同（P2O5120kg/hm2，K2O180kg/h m2），磷、钾肥用量也来源于“3414”肥料试验的最佳施肥量，具体各处理用氮量见表2。
1.4.1 土样采集与测定:
土样采集在水稻移栽施肥前和水稻收获后,分三层(0-20cm, 20-40cm,40-60cm)取土样,每小区采用梅花点取样法取5个点。将取自同一土层的土样于田间四分法混合均匀后带回室内自然风干，磨细过60、80目筛，分别测定土壤全N（半微量凯氏法）和水解N（碱解扩散法）。
1.4.2 地下水样的采集与测定
每次施肥前每处理挖深80cm剖面一个,待剖面坑里水汇集至刚澄清,取水样600mL，测定地下水总氮（过硫酸钾氧化-紫外分光光度法。
1.4.3 植株样品采集与测定
每次施肥前各小区取植株样3株，每处理共9株烘干、粉碎过筛，分别测鲜重和烘干重，并测定植株全氮（硫酸-过氧化氢消煮-蒸馏法）。
2 结果与分析
2.1 不同施氮水平对水稻产量的影响
水稻收获时，先去掉边行，各小区分别计产,在折算成hm2产量，产量结果排序是：N2＞N1＞N3＞N0，为进一步说明不同施氮水平对水稻产量的影响，对试验结进行方差分析如下。
经计算，F值≥F0.05，说明处理间产量差异显著，进一步用PLSD法进行多重比较。试验不同施氮量对水稻产量影响达5%的显著差异（F=8.19*> F0.05=4.76）。因此，在本试验条件下，影响水稻产量的主要因子是不同的施氮量。
与对照（N0）相比，施用N1、N2、N3对水稻产量达1%和5%显著水平。N1、N2、N3小写字母相同，未达5%的显著水平，N1和N2大小写字母相同，未达1%和5%的显水平，为降低农业投入品施氮对环境的影响，在保证水稻稳定增产的前提下，多重比较结果显示应施用N1水平最佳。
2.2 不同施氮水平对氮肥利用率的影响
“氮肥利用率”是指当季作物从所施氮肥中吸收的氮素养分占施入氮素养分总量的百分比，氮肥利用率的高低，说明施氮损失的多少，所损失的氮素将流入环境，形成农业投入品氮素的面源污染。
本试验采用“田间差法”计算水稻不同施氮水平的氮肥利用率，能直观反映田间施用氮肥的利用率和损失情况，为推广水稻测土配方施肥技术确定合理的施氮量，减少由于不合理施氮对水稻产量和环境的影响。
在亩施氮分别为N1、N2、N3时，随着施氮量的递增，氮肥利用率递减，氮素损失递增，氮素损失部分流入环境也越多。农民习惯的施氮利用率只有19.01%，而测土配方施肥最佳施氮量的利用率达35.79%，说明：在推广水稻测土配方施肥工作中，合理调控氮肥施用量，对降低农业投入品氮素的面源污有明显作用，在本试验条件下，以177kg/hm2氮肥利用率最高，达35.79%，应作为防控农业投入品氮素面源污染的水稻氮肥最佳施用量。
2.3 不同施氮水平对土壤氮含量的影响
水稻收获后分三层(0-20cm，20-40cm，40-60cm)在不同施氮处理的小区采集土样,进行土壤全氮、水解氮分析。不施肥处理土壤全氮含量在2.028-2.71g/kg之间，与N1、N2、N3相比，土壤全氮含量有较大幅度的降低，三层土壤全氮含量均表现为下层（40-60cm）＞中层（20-40cm）＞上层（0-20cm），在0-60cm土层间，土壤氮有明显的向下转移倾向，这可能是由于水稻生长季节长时间处于灌溉状态，土壤氮随灌溉水向下移动有关，是造成氮淋失污染水体的主要原因。
水解氮是上层（0-20cm）＞中层（20-40cm）＞下层（40-60cm）。与农民习惯施肥N3相比，随着氮用量的减少，各层水解氮均表现出不同程度的降低，说明0-60cm土层的有效氮均能被水稻吸收利用，种植水稻能减少土壤有效氮的流失、淋失，对土壤有效氮污染物淋溶入水体有较好的防控作用。
2.4 不同施氮水平对地下水氮含量的影响
随着水稻施氮量的减少，地下水含氮量也相应减少，农民习惯施氮量（N3）与不施氮处理（N0）、最佳产量施肥量（N1）、最高产量施肥量（N2）相比，分别减少了43.5mg/L、5.6mg/L、2.8mg/L，不施肥处理最大降幅为27.4%。说明减少水稻施氮量，对农业源氮污染物对地下水的污染防控效果明显，在生产实践中，在保证水稻稳定增产的前提下，兼顾环境，调控好氮肥施用量，对降低农业投入品对人类生存环境的影响有明显的防控效果。
3、结论与讨论
产量分析结果表明，施用N0、N1、N2、N3对水稻产量影响达显著水平，N1、N2、N3之间未达显水平，说明水稻施氮当达到一定用量水平后，再增加施氮量对水稻产量效果不明显，超过一定量还能造成减产，本试验条件下以施用N1（177kg/hm2）效果最佳,说明推广测土配方施肥应以最佳产量施氮量作为经济用氮量的控制指标。
氮肥利用率是反映施氮损失程度大小的指示值,本试验证明，施用N1水平氮肥利用率最高，达35.79%，应作为农业面源污染农业源氮防控的施氮指标。
通过本试验对土壤全氮和有效氮进行测定分析,土壤全氮是下层（40-60cm）＞中层（20-40cm）＞上层（0-20cm），在0-60cm土层间，土壤全氮有明显的向下转移倾向，这可能是由于水稻生长季节土壤长时间处于淹溉状态，土壤氮随灌溉水向下移动有关，是造成氮淋、失的主要原因,也是施用氮肥形成农业面源污的主要原因。
土壤有效氮是上层（0-20cm）＞中层（20-40cm）＞下层（40-60cm），说明0-60cm土层的有效氮均能被水稻转移吸收利用，这对减少土壤有效氮的淋溶流失形成的农业面源污染具有很好的防控效果。
本试验通过对地下水的测定分析结果表明，随着施氮量的增加，地下水总氮含量也增加，农民习惯施N3与最佳产量施氮量N1相比，N1减少了5.6mg/L，降幅达3.5%。说明减水稻施氮量，对农业源氮污染物对地下水的污染防控效果明显。
综合试验结果分析，在推广测土配方施肥工作中，在保证粮食稳定增产的前提下，兼顾环境，本试验条件下推荐水稻以最佳产量施氮量（177kg/667m2），作为农业面源污染氮防控的施肥控制指标，氮肥利用率最高，达35.79%,与农民习惯施氮相比，减少地下水含氮量5.6mg/L。
参考文献：
[1]金耀青，张中原，配方施肥方法及其应用，辽宁科学技术出版社，1993.6-23。
[2]马育华，同承钥，盛承师等，田间试验和统计方法，农业出版社，1997,85-94
[3]杜森，高祥照，李昆等，土壤分析技术规范（第二版）,中国农业出版社,2006。
[4]魏复生，水和废水监测分析方法（第四版），北京，中国环境科学出版社，2002。
[5]王玉庆，陈斌，赵建中等，第一次全国污染源普查农业污染源普查教材，2007。
[6]环保部，国家统计局，农业部，第一次全国污染源普查公报，2010。
[7]侯光炯，曾觉廷，牟树森等，土壤学（南方本），农业出版社，1978。■
[关键词] 水稻、最佳施氮量、农业面源污染、氮。
项目来源：农业部、财政部测土配方施肥补贴项目。
福泉市地处长江中上游地区,位于东经107。14′至107。45′,北纬26。32′至27′之间。年均温15℃,年降雨量1193mm，属亚热带温暖湿润气候区，全年降雨量大于蒸发量。有稻田12万亩左右，每年水稻施氮总量在2400吨左右。由于受降水、农田灌溉、排水的影响，部分氮随水流失、淋失进入我市河流汇入长江，是长江流域农业源氮污染物排放地之一。
1、材料与方法
1.1 试验地点的基本情况
试验地设在我市的陆坪镇浪波河村波坪组，韦明方农户家的责任田上，试验于4月26日播种，6月2日移栽，6月10日追分蘖肥，土壤为黄砂泥田，肥力在当地属中等。试验前分别取0-20cm、20-40cm、40-60cm土层基础土样分别测定壤全N（半微量凯氏法）、碱解N（碱解扩散法）、有效P2O5（0.5mol/LNaHCO3浸提·钼锑抗比色法）、速效K2O（乙酸铵溶液浸提-火焰光度计法）、PH（玻璃电位法）、有机质（重铬酸钾容量法）。结果见表1：
1.2供试肥料及施用方法:尿素(含N46%),过磷酸钙(含P2O518%),氯化钾(含K2O60%)。氮肥总用量的60%作底肥施用，40%作分蘖肥施用，磷、钾肥全部作底肥一次性施入。
1.3 试验设计
试验设四个处理N0、N1、N2、N3，三次重复，随机区组排列，小区面积20m2，各小区开槽深60cm，用三层农膜隔离筑埂，四周设2米保护行。其中，N0为不施氮处理；N1为我市水稻的最佳产量施氮量；N2为最高产量施氮量；N1和N2通过测土配方施肥项目“3414”肥料试验统计分析获得；N3为我市农民习惯施肥水稻平均施氮量；通过测土配方施项目施肥情况调查获得。试验设计的目的是在保证水稻稳定增产的前提下，评价不同施氮水平对水稻产量和环境的影响，以评价数据作为确定水稻最佳施肥量的农业源氮污染物防控指标。所有处理的磷、钾肥用量相同（P2O5120kg/hm2，K2O180kg/h m2），磷、钾肥用量也来源于“3414”肥料试验的最佳施肥量，具体各处理用氮量见表2。
1.4.1 土样采集与测定:
土样采集在水稻移栽施肥前和水稻收获后,分三层(0-20cm, 20-40cm,40-60cm)取土样,每小区采用梅花点取样法取5个点。将取自同一土层的土样于田间四分法混合均匀后带回室内自然风干，磨细过60、80目筛，分别测定土壤全N（半微量凯氏法）和水解N（碱解扩散法）。
1.4.2 地下水样的采集与测定
每次施肥前每处理挖深80cm剖面一个,待剖面坑里水汇集至刚澄清,取水样600mL，测定地下水总氮（过硫酸钾氧化-紫外分光光度法。
1.4.3 植株样品采集与测定
每次施肥前各小区取植株样3株，每处理共9株烘干、粉碎过筛，分别测鲜重和烘干重，并测定植株全氮（硫酸-过氧化氢消煮-蒸馏法）。
2 结果与分析
2.1 不同施氮水平对水稻产量的影响
水稻收获时，先去掉边行，各小区分别计产,在折算成hm2产量，产量结果排序是：N2＞N1＞N3＞N0，为进一步说明不同施氮水平对水稻产量的影响，对试验结进行方差分析如下。
经计算，F值≥F0.05，说明处理间产量差异显著，进一步用PLSD法进行多重比较。试验不同施氮量对水稻产量影响达5%的显著差异（F=8.19*> F0.05=4.76）。因此，在本试验条件下，影响水稻产量的主要因子是不同的施氮量。
与对照（N0）相比，施用N1、N2、N3对水稻产量达1%和5%显著水平。N1、N2、N3小写字母相同，未达5%的显著水平，N1和N2大小写字母相同，未达1%和5%的显水平，为降低农业投入品施氮对环境的影响，在保证水稻稳定增产的前提下，多重比较结果显示应施用N1水平最佳。
2.2 不同施氮水平对氮肥利用率的影响
“氮肥利用率”是指当季作物从所施氮肥中吸收的氮素养分占施入氮素养分总量的百分比，氮肥利用率的高低，说明施氮损失的多少，所损失的氮素将流入环境，形成农业投入品氮素的面源污染。
本试验采用“田间差法”计算水稻不同施氮水平的氮肥利用率，能直观反映田间施用氮肥的利用率和损失情况，为推广水稻测土配方施肥技术确定合理的施氮量，减少由于不合理施氮对水稻产量和环境的影响。
在亩施氮分别为N1、N2、N3时，随着施氮量的递增，氮肥利用率递减，氮素损失递增，氮素损失部分流入环境也越多。农民习惯的施氮利用率只有19.01%，而测土配方施肥最佳施氮量的利用率达35.79%，说明：在推广水稻测土配方施肥工作中，合理调控氮肥施用量，对降低农业投入品氮素的面源污有明显作用，在本试验条件下，以177kg/hm2氮肥利用率最高，达35.79%，应作为防控农业投入品氮素面源污染的水稻氮肥最佳施用量。
2.3 不同施氮水平对土壤氮含量的影响
水稻收获后分三层(0-20cm，20-40cm，40-60cm)在不同施氮处理的小区采集土样,进行土壤全氮、水解氮分析。不施肥处理土壤全氮含量在2.028-2.71g/kg之间，与N1、N2、N3相比，土壤全氮含量有较大幅度的降低，三层土壤全氮含量均表现为下层（40-60cm）＞中层（20-40cm）＞上层（0-20cm），在0-60cm土层间，土壤氮有明显的向下转移倾向，这可能是由于水稻生长季节长时间处于灌溉状态，土壤氮随灌溉水向下移动有关，是造成氮淋失污染水体的主要原因。
水解氮是上层（0-20cm）＞中层（20-40cm）＞下层（40-60cm）。与农民习惯施肥N3相比，随着氮用量的减少，各层水解氮均表现出不同程度的降低，说明0-60cm土层的有效氮均能被水稻吸收利用，种植水稻能减少土壤有效氮的流失、淋失，对土壤有效氮污染物淋溶入水体有较好的防控作用。
2.4 不同施氮水平对地下水氮含量的影响
随着水稻施氮量的减少，地下水含氮量也相应减少，农民习惯施氮量（N3）与不施氮处理（N0）、最佳产量施肥量（N1）、最高产量施肥量（N2）相比，分别减少了43.5mg/L、5.6mg/L、2.8mg/L，不施肥处理最大降幅为27.4%。说明减少水稻施氮量，对农业源氮污染物对地下水的污染防控效果明显，在生产实践中，在保证水稻稳定增产的前提下，兼顾环境，调控好氮肥施用量，对降低农业投入品对人类生存环境的影响有明显的防控效果。
3、结论与讨论
产量分析结果表明，施用N0、N1、N2、N3对水稻产量影响达显著水平，N1、N2、N3之间未达显水平，说明水稻施氮当达到一定用量水平后，再增加施氮量对水稻产量效果不明显，超过一定量还能造成减产，本试验条件下以施用N1（177kg/hm2）效果最佳,说明推广测土配方施肥应以最佳产量施氮量作为经济用氮量的控制指标。
氮肥利用率是反映施氮损失程度大小的指示值,本试验证明，施用N1水平氮肥利用率最高，达35.79%，应作为农业面源污染农业源氮防控的施氮指标。
通过本试验对土壤全氮和有效氮进行测定分析,土壤全氮是下层（40-60cm）＞中层（20-40cm）＞上层（0-20cm），在0-60cm土层间，土壤全氮有明显的向下转移倾向，这可能是由于水稻生长季节土壤长时间处于淹溉状态，土壤氮随灌溉水向下移动有关，是造成氮淋、失的主要原因,也是施用氮肥形成农业面源污的主要原因。
土壤有效氮是上层（0-20cm）＞中层（20-40cm）＞下层（40-60cm），说明0-60cm土层的有效氮均能被水稻转移吸收利用，这对减少土壤有效氮的淋溶流失形成的农业面源污染具有很好的防控效果。
本试验通过对地下水的测定分析结果表明，随着施氮量的增加，地下水总氮含量也增加，农民习惯施N3与最佳产量施氮量N1相比，N1减少了5.6mg/L，降幅达3.5%。说明减水稻施氮量，对农业源氮污染物对地下水的污染防控效果明显。
综合试验结果分析，在推广测土配方施肥工作中，在保证粮食稳定增产的前提下，兼顾环境，本试验条件下推荐水稻以最佳产量施氮量（177kg/667m2），作为农业面源污染氮防控的施肥控制指标，氮肥利用率最高，达35.79%,与农民习惯施氮相比，减少地下水含氮量5.6mg/L。
参考文献：
[1]金耀青，张中原，配方施肥方法及其应用，辽宁科学技术出版社，1993.6-23。
[2]马育华，同承钥，盛承师等，田间试验和统计方法，农业出版社，1997,85-94
[3]杜森，高祥照，李昆等，土壤分析技术规范（第二版）,中国农业出版社,2006。
[4]魏复生，水和废水监测分析方法（第四版），北京，中国环境科学出版社，2002。
[5]王玉庆，陈斌，赵建中等，第一次全国污染源普查农业污染源普查教材，2007。
[6]环保部，国家统计局，农业部，第一次全国污染源普查公报，2010。
[7]侯光炯，曾觉廷，牟树森等，土壤学（南方本），农业出版社，1978。■