農業(yè)生產(chǎn)中大量施用氮肥會(huì )導致氮素殘留在土壤中，遇到強降雨，這些殘留的氮素就以硝態(tài)氮的形態(tài)進(jìn)入地下水，從而對環(huán)境和人造成傷害。

　　近日，中科院南京土壤所研究員張甘霖團隊在發(fā)現和表征亞熱帶紅壤地區深層氮素積累的基礎上，進(jìn)一步厘清了典型紅壤關(guān)鍵帶內硝態(tài)氮滲入地下水的過(guò)程和機理，相關(guān)研究在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》上發(fā)表。

　　“硝態(tài)氮下滲過(guò)程中，會(huì )受到土壤的'抵擋'，但隨著(zhù)時(shí)間的推移，'氮素大軍'不斷集結、隊伍不斷壯大，像一顆不斷填充炸藥的'定時(shí)炸彈'，高懸在地下水之上，隨時(shí)都有引爆的風(fēng)險。”該論文第一作者楊順華告訴《中國科學(xué)報》，“過(guò)去認為紅壤硝化作用弱，加之淋溶作用強，很少在土體富集，但最近我們發(fā)現情況并非這樣。”

　　研究發(fā)現，紅壤關(guān)鍵帶中硝態(tài)氮主要分布在網(wǎng)紋紅土層中，網(wǎng)紋紅土中的硝態(tài)氮儲量占累積層的81%，兩者厚度的重合比例也高達79%。

　　隨機森林分析結果表明，土壤pH值是預測硝態(tài)氮濃度變化的最重要因素，其次為土壤黏粒含量。相對于均質(zhì)紅土層和半風(fēng)化層，網(wǎng)紋紅土層的pH值更低、黏粒含量更高。pH值降低會(huì )增加土壤顆粒表面的正電荷數量，從而使土壤顆粒有了更強的吸附負電荷的能力；黏粒的增加則導致土壤通氣孔隙減少，進(jìn)一步堵塞了硝態(tài)氮向下遷移的通道。就這樣，化學(xué)吸附大行其道、物理通道遭遇封堵，形成了硝態(tài)氮累積層。

　　通過(guò)分析果園和旱地的硝態(tài)氮累積層，研究人員發(fā)現，隨著(zhù)種植年限的增加，累積層的厚度不斷加大，其硝態(tài)氮的濃度和儲量也逐漸增大。這說(shuō)明土壤抵抗硝態(tài)氮進(jìn)攻的壓力正逐漸增大。如果土壤的環(huán)境容量達到極限，“氮素大軍”將突破網(wǎng)紋紅土層的防線(xiàn)，進(jìn)入地下水。

　　“網(wǎng)紋紅土的阻擋能力強，從而延緩了硝態(tài)氮向下移動(dòng)。砂性土壤水分下滲則更快。所以理論上講，同等情況下，砂性土壤應該更危險。”楊順華認為，地下水硝酸鹽污染受很多因素影響，比如地下水位深度等，但網(wǎng)紋紅土中更易大量積累，突然爆發(fā)。

　　“防治地下水污染，可以分別從地上地下兩方面入手。在農田區域可以加強施肥管理，按照作物需求精細化施肥，提高作物對化肥利用效率，使肥料得到充分利用，不向下進(jìn)入地下水。”楊順華說(shuō)，“對于已經(jīng)殘留在土壤深處的土壤，可以引入深根植物，再吸收利用一部分深部的硝態(tài)氮。此外還可以輔助用一些修復措施，將硝態(tài)氮轉化成無(wú)害的氮氣。拆掉這顆‘定時(shí)炸彈’。”

    來(lái)源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/10/447062.shtm?id=447062