农田氮素循环指的是氮素通过不同途径进入农田生态系统,在该系统中经各种转化和移动过程后,又不同程度地离开农田生态系统。其主要过程为氮素的输入和输出。
田间氮素的输入方式
包括生物固氮,施用的
氮肥和有机肥,降水和灌溉水,以及干沉降物等带入的氮。
1、生物固氮:
生物固氮量占氮素总输入量中的比例随
氮肥施用水平的提高而趋于降低。不同生物固氮类型的固氮量见生物固氮作用。
农田生态系统中氮素的最重要的输入项。农业生产中,随着
氮肥施用量的增加,作物收获物积累的总氮量也增多,因而以有机
肥料的形式可以进行再循环(或称再利用)的氮量也随之增加。但是,再循环率(再循环的氮量占收获物总氮量的比例)则一般趋于降低;而且,由施用有机
肥料所输入的氮量占施入的
肥料(包括有机肥和
化肥)氮量的比例也随之下降。
3、其他输入项:
主要有通过降水和灌溉水的输入。降水中的氮主要是铵和硝酸盐,也有降水中尘粒所含的微量的亚硝酸盐和有机态氮。据20世纪60年代中期世界有关资料的统计,由降水输入土壤的氮量平均每年约为9千克/公顷;据1979~1988年的中国资料统计,各地降水中的含氮量多在1~2毫克/升之间,由降水输入的氮量多为9~19千克/公顷。由灌溉水输入的氮量决定于灌溉水的含氮量和灌水量,因而变幅很大。据1987年的资料,中国的一些江河水的含氮量多为0.4~1.5毫克/升;中国太湖地区的资料表明,在稻—麦轮作制中,每年通过灌溉水输入的氮量一般约为4.4~5.7千克/公顷。此外,土壤和植物的地上部分还可直接从空气中吸收氨,但其量很少。
田间氮素的输出方式
包括非生产性损失,以及随收获物移出的氮量。
1、非生产性损失:
见土壤—植物系统中氮素的损失。
2、收获物移出的氮量:
以收获物形式从农田生态系统所移出的氮量,决定于收获物的种类(如整个地上部分或子实、叶片等)、数量和含氮量。它是农田生态系统中重要的氮素输出项。
随着农业生产集约化程度的提高和
氮肥施用量的增加,氮素循环的速率随之增高。这是农、林、牧业发展的基本条件。但是,由此引起的氮素损失的增加,也可能对环境质量产生不利的影响。