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【科研新进展】(160)资环学院周建斌教授团队在土地利用方式变化导致包气带累积大量硝态氮研究方面取得进展

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近日,资源环境学院周建斌教授团队在区域尺度土地利用方式变化引起包气带(地面以下潜水面以上的地带)硝态氮累积及对地下水影响方面研究取得进展,成果以“High nitrate accumulation in the vadose zone after land-use change from croplands to orchards”为题在《Environmental Science & Technology》在线发表。论文第一作者为博士生高晶波,陈竹君副教授及周建斌教授为文章共同通讯作者。

自1990年以来,陕西秦岭北麓周至、眉县一带开始种植猕猴桃,土地利用方式由以粮田为主转变为猕猴桃园为主,已成为我国乃至全球最大的猕猴桃集中连片种植区。猕猴桃生产中过量施肥问题突出,带来的土壤氮素累积及对地下水水质的影响尚不清楚。该研究通过在猕猴桃主产区大范围采集土壤深层剖面样品及地下水样的方法从区域尺度上研究了粮田转变为果园后对土壤氮素盈余、包气带硝态氮累积及地下水水质的影响。发现与粮田相比,由于过量施肥导致猕猴桃园年氮素盈余量平均1260 kgN/ hm2,氮素利用效率(氮素携出/氮素投入)低于20%。猕猴桃园0-5 m、0-10 m土壤剖面硝态氮累积量平均高达3674 及7113 kgN/hm2。估算的周至、眉县猕猴桃产区包气带10 m深度硝态氮累积量高达266.5 Gg N,相当于该区域年氮素总投入的约3.5倍。监测的31个井水样品中有97%的超过WHO规定的饮用水硝酸盐含量标准。说明该区域由粮田转变为猕猴桃园后导致包气带累积了大量硝态氮,对地下水水质带来严重影响。

该研究的理论意义在于,提出在评价集约化生态系统氮去向、转化及效应时应考虑包气带累积的大量累积硝态氮。实践意义包括,亟待开展我省猕猴桃主产区源头减量施氮及水肥综合管理技术的研究及推广工作,以减少土壤氮素累积及损失,保证猕猴桃产业的持续健康发展;包气带累积的硝态氮会随水分迁移进入地下水,但存在延迟性(legacy),因此,在制定缓解或控制地下水硝酸盐污染措施及评价其效应时,应将考虑硝态氮在包气带迁移的这种延迟性。

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该研究得到国家、及学校有关经费的支持。

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.0c06730


编辑:王学锋

终审:徐海