充足的氮供应是作物获得高产的必要条件，然而，自20世纪80年代以来，中国农田生态系统在长期不合理施肥下氮素总体上处于盈余状态，而且呈现持续增长趋势(Zhu and Chen， 2002).大量研究结果表明，氮肥过量施用不仅不能提高作物产量，反而使得NO₃^--N在土壤中大量积累淋失，从而对地下水产生造成风险(贾良良等，2001；张明等，2011).农田氮素淋失作为氮肥输入土壤-作物体系后一个重要的损失途径，一直以来受到环境科学工作者的广泛关注(刘宏斌等，2004；王西娜等，2006).张维理等(1995)对我国北方69个地点的地下水和饮用水硝酸盐含量的调查结果表明，由于氮素肥料的大量施用，半数以上的地下水样中硝酸盐含量超标.众所周知，土壤发生淋溶需要两个条件：N在土壤中的富集和土壤水迁移(张国梁和章申，1998；李世清和李生秀，2000；王朝辉等，2006；巨晓棠等，2003a；Liang and Mackenzie， 1994)，而降雨作为不易控制因素，所以研究氮肥施入土壤后的转化和去向，确定氮肥施用量成为现在的研究热点(刘新宇等，2010；巨晓棠等，2002).

冬小麦-夏玉米轮作是陕西关中平原的主要种植模式，在粮食生产中发挥重要作用.研究报道，陕西省部分农田存在严重施氮过量问题，使得土壤中硝酸盐大量累积，不仅增加了氮素淋溶的风险，且表观损失量大幅提高(贾良良等，2001；同延安等，2004).目前，关于农田氮素淋失国内外开展了大量的研究，然而大部分研究较多关注于NO₃^--N，对其他氮素淋失形态(如有机氮等)关注较少.事实上，有研究显示，有机氮也是氮素从土壤生态系统流失的主要形态之一(Hagedorn et al., 2001；Perakis and Hedin， 2001，2002).故在陕西关中平原地区利用渗漏计法连续6年展开长期定位试验，研究小麦-玉米轮作下N淋失特征和氮素表观平衡，为陕西关中地区合理施肥提供理论依据.

试验于2007年10月—2013年10月在陕西省杨凌区大寨乡国家黄土肥力与肥料效益监测基地进行，地处陕西关中平原西部.试验地所在经纬度34°4′N、108°2′E，海拔534 m，属于暖温带半湿润偏旱气候，年平均气温13 ℃，≥10 ℃，积温4196.2 ℃.年平均降水量550~600 mm，主要集中在7—10月份，年均蒸发量993 mm，无霜期184~216 d.试验土壤属褐土类、塿土亚类、红油土属、厚层红油土种，土壤质地为粉砂粘壤土，地下水位28 m，深井抽水灌溉.实行冬小麦-夏玉米轮作的一年两熟制.播前0~100 cm土壤理化性状见表 1，生育期内降雨见图 1.

表 1(Table 1)

表 1 试验土壤的基本理化性状 Table 1 Physical and chemical properties of tested soil

表 1 试验土壤的基本理化性状 Table 1 Physical and chemical properties of tested soil 层次/cm 土壤养分测试结果 硝态氮(N)/ /(mg·kg-1) 全氮(N)/ /(g·kg-1) 全磷(P)/ /(g·kg-1) 有机质(OM)/ (g·kg-1) 速效钾(K)/ (mg·kg-1) Olsen-P(P)/ (mg·kg-1) 容重/ (g·cm-3) pH 0~20 9.63 0.85 0.53 17.06 365.80 15.03 1.20 7.38 20~40 3.72 0.45 0.34 8.96 261.84 5.42 1.46 7.69 40~60 1.82 0.40 0.32 7.97 289.46 3.83 1.48 7.63 60~80 1.28 0.34 0.26 6.76 277.38 4.44 1.50 7.65 80~100 1.08 0.41 0.22 8.16 231.72 4.70 1.37 7.52

图 1(Fig.1)

图 1 2007年10月—2013年10月小麦-玉米生育期内降雨分布 Fig.1 Rainfall distribution during the growth period of wheat and maize in 2007—2013

试验设4个处理，年施氮量分别为：CK不施肥(纯N：0 kg · hm^-2)、OPT-N减量施氮(纯N：165 kg · hm^-2)、OPT优化施肥(纯N：330 kg · hm^-2)、OPT+N增量施氮(纯N：495 kg · hm^-2)(施肥方案见表 2).其中优化施肥是根据资料调研、专家推荐关中地区施肥量上设定的，每个处理重复3次，共计12个小区，小区面积为5 m×6 m=30 m²，随机区组排列.种植方式为冬小麦-夏玉米轮作.在每个小区按照每20 cm一层挖至 90 cm土体深处安装 2 个规格为40 cm×50 cm的PVC管材淋溶盘后分层回填，通过侧向管连接至集液管，以收集淋溶水样，通过真空泵抽取淋溶液测定(图 2)，供试小麦品种为小偃22，玉米品种为郑单958.冬小麦于前一年10月撒施播种，次年6月收获，其中50%的氮肥和100%的磷肥在播种前撒施翻耕入土，另50%的氮肥在返青后拔节前追施.夏玉米于6月穴施播种，10月收获，其中50%的氮肥和100%的磷钾肥在五叶期穴施，另50%的氮肥在大喇叭口期追施.氮肥用尿素(含N 46%)，磷肥用普通过磷酸钙(含P₂O₅12%)，钾肥用氯化钾(含K₂O 60%)，除施肥操作外，灌溉及其他田间管理措施均同当地农民习惯保持一致.

表 2(Table 2)

表 2 试验施肥方案 Table 2 Fertilizer application rate in the experiment

表 2 试验施肥方案 Table 2 Fertilizer application rate in the experiment kg · hm-2 处理名称 化肥施用量 年施氮量 小麦 玉米 N P2O5 N P2O5 K2O 注：试验处理按照施用氮肥从高到低排列，下同. Note：Treatment in accordance with the application of nitrogen fertilizer are arranged from high to low， and the same below. CK 0 0 0 0 0 0 OPT-N 75 100 90 60 75 165 OPT 150 100 180 60 75 330 OPT+N 225 100 270 60 75 495

图 2(Fig.2)

图 2 田间原位淋溶装置示意图 Fig.2 Sketch map of field device in situ leaching

在小麦收获时，各小区分别采8行样品，风干以计算其干重(样品分籽粒和秸秆两部分分析)，然后以采样面积折算生物量.玉米收获时，每个小区全部收割(籽粒和秸秆分开)，分别称量各小区秸秆和籽粒鲜重，然后各小区取20棒玉米籽粒和部分秸秆，带回实验室风干计算其干重，以小区总鲜重折算其生物量.四分法取部分样品烘干，烘干样品粉碎后，用浓H₂SO₄-H₂O₂消解，然后用流动注射分析仪测定籽粒和秸秆全氮.

玉米收获后，用土钻取0~90 cm土样，每个小区避开淋溶盘取5个样点混合均匀，每20 cm一层，最后80～90 cm分作一层，新鲜土样带回实验室后立即用CaCl₂浸提后用流动注射分析仪测定NO₃^--N.

每次灌溉当天收集灌溉水样品，记录灌溉量后带回实验室低温保存待测.干湿沉降样品采集利用APS-2A型降水降尘自动采样器收集，量取降雨量后低温保存待测，水样NO₃^--N、NH⁺₄-N用clever chem200流动注射分析仪测定.

每次降雨灌溉4~5 d后收集淋溶水样，量取体积后取100 mL样品，带回实验室放入冰箱冷冻保存待测，NO₃^--N测定方法同灌溉水.总氮(TN)用碱性过硫酸钾氧化-紫外分光光度计比色法测定.

采用Excel软件对试验数据进行统计分析，用PASW Statistics(SPSS)18.0进行Duncan新复极差法多重比较和利用Sigma plot作图，分析过程中所用公式如下：

TN(NO₃^--N)年表观淋洗量(kg · hm^-2)=施氮处理TN(NO₃^--N)淋溶量-空白处理TN(NO₃^--N)淋溶量 (1)

TN(NO₃^--N)年淋失率=TN(NO₃^--N)年表观淋洗量×100%/年施氮量 (2)

NO₃^--N累积量(kg · hm^-2)=土层厚度×土壤容重×NO₃^--N含量/10 (3)

土壤氮素矿化量(kg · hm^-2)=不施氮肥区地上部分氮积累量+不施氮肥区土壤残留无机氮量-不施氮肥区土壤起始无机氮量-灌溉水无机氮量-干湿沉降无机氮量 (4)

氮素表观损失量(kg · hm^-2)=氮输入量-作物吸收氮量-土壤残留无机氮量 (5)

氮盈余量(kg · hm^-2)=残留无机氮量+表观损失氮量 (6)

氮肥表观利用率=(施氮区植株吸氮量-对照区植株吸氮量)×100%/施氮量(7)

氮肥表观残留率=(施氮区土壤残留N_min－对照区土壤残留N_min)×100%/施氮量 (8)

氮肥表观损失率=100%－氮肥表观利用率－氮肥表观残留率 (9)

试验从2007年10月进行到2013年10月，各处理小麦-玉米生育期内在土层90 cm处平均渗漏液量如图 3所示，监测周期内，共发生了17次淋溶，年产流频率在2到5次之间.2008年2次、2009年前两次，以及2010年7月、2012年8月共6次产流均由灌溉引起外，11次都是由大的降雨或者连续降雨造成，当中只有1次发生在5月，其余10次均发生在8—9月份.监测周期内2011年9月发生的超过300 mm强降雨造成两次产流量之和超过80 mm，但由于夏季温度较高，玉米叶蒸腾作用强，导致强降雨之后单次产流并未达到平常降雨产流的4~5倍.另外，发生连续降雨也容易产生产流，如2010年7月到9月和2012年的8月到9月，土壤中若含水率一直处在较高的状态，其后的较小的降雨都将产生淋溶.另外，统计结果表明，降雨量、灌溉量与产流并无显著相关性，说明，在降雨量高的周期内，产流量同时也受到土壤中干湿状况、作物蒸腾、作物生长状况等因素的影响，这也解释了强降雨不一定导致高产流量，反而较小的降雨也能产生产流的原因.

图 3(Fig.3)

图 3 2008年到2013年间小麦-玉米轮作农田渗漏液的动态变化 Fig.3 Dynamic change of leachate in wheat-maize rotation field during the year 2008—2013

2008—2013年间监测时间内共发生的17次淋溶(2008年4月6日渗漏液未测总氮浓度)，其NO₃^--N、TN的浓度及淋失量动态变化见图 4(由于在干旱区域硝化作用强烈，且容易吸附，NH⁺₄-N浓度偏低，本文中不考虑此形态的流失).从渗漏液中两种形态氮浓度和流失量动态变化上看，浓度和流失量变化趋势具有高度一致性，NO₃^--N与TN的流失也同样如此，NO₃^--N、TN浓度范围分别为0~103.5 mg · L^-1和0~120.3 mg · L^-1.NO₃^--N、TN流失量范围分别为0~18.01 kg · hm^-2和0~18.41 kg · hm^-2，其都随着施氮量的增加而呈现增加趋势，CK和OPT-N施肥处理前期流失TN和NO₃^--N浓度较高，后期逐渐平稳，在其他处理出现峰值时仍然很低，而OPT+N施肥处理较其他施肥处理显著增加了总氮和硝态氮浓度以及流失量.

图 4(Fig.4)

图 4 008—2013年监测期内TN、NO3--N浓度及流失量的动态变化 Fig.4 Dynamics of total N，nitrate concentration and leaching amount during the year of 2008—2013

不同施氮处理对TN和NO₃^--N的年流失量和流失率如表 3所示.各年间TN和NO₃^--N各处理间流失量和流失率变化较大，其TN从2009年到2013年平均流失量为2.72~23.07 kg · hm^-2，平均淋失率为0.65%~3.44%.NO₃^--N在2008年到2013年平均流失量为1.53~18.72 kg · hm^-2，平均淋失率为0.82%~3.32%，且TN和NO₃^--N淋失量和淋失率均随着施氮量的提高而呈现增加趋势.统计结果表明TN和NO₃^--N年流失量与施氮量存在指数相关，其TN年流失量y和NO₃^--N年流失量z与施氮量x的回归关系分别是y=2.266e^0.0044x(R²=0.76^{* *})；z=1.598e^0.0048x(R²=0.70^{* *})，可见随着施氮量的提高，其淋失TN和NO₃^--N的比例也随之提高，大大增加了其淋失量.2009—2013年的监测期内，NO₃^--N是土壤中氮素淋失的主要形态，其占TN流失量的比例为56.00%~81.00%，除去占有很少比例的NH⁺₄-N外，其余是有机氮，高忠霞等(2010)利用大型回填土渗漏池研究得出淋溶水样中除无机氮外基本以可溶性有机氮为主.长期监测结果得出NO₃^--N占TN流失量比例从小到大排列顺序为CK<OPT-N<OPT<OPT+N，不施氮处理最小为56%，表明不同施氮处理会影响氮素淋失形态.

表 3(Table 3)

表 3 不同施氮对TN、NO3--N年流失量和流失率的影响 Table 3 Effects of different N application amounts on the amount and ratio of total nitrigon and nitrate nitrigon leaching

表 3 不同施氮对TN、NO3--N年流失量和流失率的影响 Table 3 Effects of different N application amounts on the amount and ratio of total nitrigon and nitrate nitrigon leaching 形态 处理 2008 2009 2010 2011 2012 2013 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 流失量/ (kg·hm-2) 流失 率 注: 同一列数据后不同字母代表差异达5%显著水平. Note: Values followed by different letters in the same column are significant in difference at 5% level. TN CK — — 2.82b — 4.56c — 1.52b — 2.31b — 2.38c — OPT-N — — 3.11b 0.17% 5.95c 0.84% 3.83b 1.05% 3.96b 1.21% 2.85c 0.28% OPT — — 3.55b 0.22% 15.42b 3.29% 11.4a 1.78% 9.84a 2.40% 17.28b 4.52% OPT+N — — 14.55a 2.37% 42.25a 7.61% 17.93a 3.39% 10.87a 1.56% 29.75a 5.53% NO3--N CK 5.87b — 1.84b — 2.55c — 0.48b — 1.81b — 0.99c — OPT-N 8.46b 1.57% 2.12b 0.17% 4.03c 0.90% 1.64b 0.70% 3.25b 1.0% 2.13c 0.69% OPT 12.23a 1.93% 3.27b 0.43% 13.87b 3.43% 10.25a 2.96% 7.74a 2.28% 10.51b 2.88% OPT+N 18.51a 2.55% 12.87a 2.23% 38.59a 7.28% 14.95a 2.92% 8.66a 1.73% 18.54a 3.54%

从2008年到2013年，每一年的氮素输入和输出如表 4所示，计算氮素平衡时，一般按照0~100 cm作为作物根际吸收氮肥主要吸收范围(巨晓棠等，2002)，但由于淋溶盘设置在90 cm深度，故按照0~90cm土层计算.从结果可以看出，氮的来源包括肥料氮、灌溉和干湿沉降携入氮、矿化氮以及土壤中起始NO₃^--N(塿土主要以NO₃^--N为主，铵态氮含量极低，不计算在内)，氮矿化不考虑氮的激发效应，不同处理视作相同.氮的输出主要包括作物携出氮、土壤残留氮和其他形式损失，在肥料氮的损失途径中，主要有氨挥发，硝化-反硝化和淋洗到根层以下或发生地表径流损失.在关中平原小麦-玉米轮作地，基本不存在地表径流，且由施肥引起的氮表观淋失只占氮表观损失的2.40%~6.00%，所以气态损失有可能是该地区氮主要损失途径，梁东丽等(2002)在塿土上的研究也表明，在玉米生长季节反硝化损失最高.从氮的输出结果看出，OPT+N处理吸氮量比OPT处理增幅小，但土壤残留氮、表观无机氮淋洗量、表观氮损失量和氮盈余量在OPT+N下明显提高.从结果可以得到土壤中残留N_min(y)和盈余氮(z)均随施氮量(x)增加呈现增加，其回归关系分别为y=29.45e^0.0038x(R²=0.80^{* *})和z=35.75e^0.0054x(R²=0.88^{* *})，采用F值检验法进行显著性分析，得到两者均达到1%极显著性水平，可见利用这样的关系估算本地区土壤中氮残留和氮盈余是可行的.从当年看，除去损失的氮素，残留土壤氮也是盈余氮的主要去向，且土壤中残留与作物生长有密切关系，当吸氮量较高时，土壤中残余氮随之降低.氮表观损失不仅与施氮量有关，也与当年作物生长状况有很大关系，如2010年、2011年和2012年吸氮能力强，氮表观损失普遍有所降低.反之，2008年、2009年和2013年则比较高.而在高施氮下，高吸氮量对氮表观损失的降低并不十分明显.

表 4(Table 4)

表 4 2008—2013年氮的来源与去向 Table 4 Input and output of nitrogen in 2008—2013

表 4 2008—2013年氮的来源与去向 Table 4 Input and output of nitrogen in 2008—2013 kg · hm-2 年度 处理 氮来源 氮去向 施氮量 起始NO3--N 矿化氮 灌水与沉降 携入氮 作物携出 残留 NO3--N NO3--N 净淋洗量 表观损 失氮量 氮盈余 2008 CK 0 46.16 93.55 27.36 132.24 34.83 34.83 OPT-N 165 46.16 93.55 27.36 190.93 38.22 2.59 102.92 141.14 OPT 330 46.16 93.55 27.36 195.62 83.62 6.36 217.84 301.46 OPT+N 495 46.16 93.55 27.36 190.43 193.21 12.64 278.43 471.64 2009 CK 0 34.83 60.72 29.64 88.41 36.78 36.78 OPT-N 165 38.22 60.72 29.64 150.12 47.91 0.28 95.53 143.44 OPT 330 83.62 60.72 29.64 215.87 109.72 1.43 178.37 288.09 OPT+N 495 193.21 60.72 29.64 216.84 270.45 11.03 291.26 561.71 2010 CK 0 36.78 167.04 37.07 211.32 29.57 29.57 OPT-N 165 47.91 167.04 37.07 357.36 41.66 1.49 17.99 59.65 OPT 330 109.72 167.04 37.07 398.33 128.41 11.32 117.07 245.49 OPT+N 495 270.45 167.04 37.07 424.20 185.50 36.04 359.86 545.35 2011 CK 0 29.57 110.38 44.27 167.43 16.79 16.79 OPT-N 165 41.66 110.38 44.27 295.35 42.91 1.16 23.06 65.97 OPT 330 128.41 110.38 44.27 402.20 58.72 9.77 152.15 210.87 OPT+N 495 185.50 110.38 44.27 423.29 105.80 14.48 306.06 411.86 2012 CK 0 16.79 169.70 36.93 179.22 44.20 44.20 OPT-N 165 42.91 169.70 36.93 366.93 85.27 1.44 -37.67 47.60 OPT 330 58.72 169.70 36.93 478.35 170.23 5.93 -53.24 116.99 OPT+N 495 105.80 169.70 36.93 465.96 269.25 6.86 72.20 341.46 2013 CK 0 44.20 65.15 15.42 75.86 48.91 48.91 OPT-N 165 85.27 65.15 15.42 168.00 32.13 1.14 130.70 162.84 OPT 330 170.23 65.15 15.42 223.19 127.45 9.52 230.16 357.61 OPT+N 495 269.25 65.15 15.42 221.96 291.10 17.55 331.76 622.87

将6年内所有氮素输入和输出作为一个整体，计算氮平衡，如表 5所示是2008—2013年小麦-玉米轮作系统中氮输入和输出平衡，除了对照处理外，氮肥是氮的主要来源，占52.00%~77.00%，降雨和灌溉携入氮、矿化氮和起始无机氮之和为903.4 kg · hm^-2，占氮来源的23.00%~48.00%.OPT+N施肥较OPT施肥，吸氮量增幅基本不变，而土壤残留、表观NO₃^--N淋失和表观损失大幅度增加，增加幅度分别为128.00%、122.00%和95.00%.氮肥表观利用率由53.50%降低到36.60%，表观残留率由4.00%升高到8.20%，表观损失率则由42.50%升高到55.20%.6年试验后OPT+N处理下其盈余氮约占总投入氮50.00%，加之继续如此高的肥料投入，最终对环境造成损害.OPT-N处理与OPT处理相比，土壤中氮残留和表观氮损失有很大幅度的降低，但与此同时作物的吸氮量也大幅度下降，且经过6年OPT-N施肥后，土壤供氮由起始46.2 kg · hm^-2降低到32.1 kg · hm^-2，继续减氮施肥，土壤必定会供氮不足，影响产量.而OPT施肥处理在吸氮量上与OPT+N施肥处理大致相同，但在降低氮盈余上减少了约50.00%.

表 5(Table 5)

表 5 2008—2013年小麦-玉米轮作系统氮素表观平衡 Table 5 Nitrogen budgets of the wheat-maize rotation system during the year 2008—2013

表 5 2008—2013年小麦-玉米轮作系统氮素表观平衡 Table 5 Nitrogen budgets of the wheat-maize rotation system during the year 2008—2013 处理 N输入/(kg·hm-2) N输出/(kg·hm-2) 氮盈余 氮肥表观 利用率 氮肥表观 残留率 氮肥表观 损失率 施氮量 起始 无机氮 矿化氮 灌水 与沉降 吸氮量 残留 无机氮 表观 淋洗量 表观 损失量 CK 0 46.2 666.5 191.7 854.5 48.9 48.9 OPT-N 990 46.2 666.5 191.7 1528.7 32.1 8.1 332.5 364.6 68.1% -1.7% 33.6% OPT 1980 46.2 666.5 191.7 1913.6 127.5 44.3 842.3 969.8 53.5% 4.0% 42.5% OPT+N 2970 46.2 666.5 191.7 1942.7 291.1 98.6 1639.8 1930.9 36.6% 8.2% 55.2%

经过陕西关中平原的长达6年渗漏池试验，土层较为接近原状土，其结果代表了该地区淋溶的一般性规律.可以发现：降雨和灌溉都有可能导致淋溶的发生，小麦-玉米轮作农田上每年发生的频率在2~5次左右，基本都集中在降雨量多的玉米季，即8、9月份，小麦季基本不发生淋溶.而在渗漏液中，以NO₃^--N为主的无机氮占TN的56.00%~81.00%，除去低含量的NH⁺₄-N，其余以可溶性有机氮为主的有机氮，同样是不可忽视的N淋失形态，李宗新等(2007)也提出小麦-玉米轮作年周期内农田土壤发生淋溶的氮素以NO₃^--N为主，可溶性有机氮占30%左右，这是由于NO₃^--N不易被土壤颗粒和土壤胶体吸附(余贵芬等，1999)，易于遭雨水或灌溉水淋洗迅速渗漏.且低氮处理下，其NO₃^--N含量占TN含量低，不同施肥处理会影响氮素淋失形态.N的流失伴随着水分移动，所以降雨致使淋溶的发生(Moreno et al., 1996)，但渗漏液量和引起产流的降雨灌溉量并未表现出显著相关，这是由于大田条件下淋溶影响因素较多，不仅包括降雨，同时作物生长状况、土壤中干湿状况，蒸腾作用等同样影响水分下渗，这也造成了不同年份陕西关中区域淋溶差异.

从6年长期试验看出渗漏液中TN及NO₃^--N的浓度和淋失量均随着施氮量的增加而呈现增加趋势，尤其在OPT+N处理下，NO₃^--N的浓度高达103.5 mg · L^-1，是国家标准地下水NO₃^--N质量标准(最高限值为20 mg · L^-1)(GB/T14848-93)的5倍，长此以往必定对地下水饮用水造成健康风险.NO₃^--N年平均淋失量为1.53~18.72 kg · hm^-2，由施肥引起的肥料NO₃^--N流失量为1.35~16.43 kg · hm^-2，相当于年流失尿素2.93~35.72 kg · hm^-2，与前人在塿土上试验结果类似(高忠霞等，2010).

巨晓棠等(2003b)对北京郊区氮去向研究表明，氮肥利用率随施氮量的升高而降低，而损失率相应的增加，长期施氮下，氮肥表观利用率为36.60%~68.10%，氮肥表观损失率为32.70%~57.10%，残留率在-1.70%~8.20%，只占很小一部分，说明时间跨度越长，在土壤中间的残留并不按比例增加，且有可能被后茬作物所利用，所以以损失方式脱离作物根系是N素的主要去向.OPT+N处理(年施氮量为495 kg · hm^-2)经过了6年定位试验，其氮肥表观损失率大于氮肥表观利用率，将造成大量的氮损失于土壤-作物这一系统，对环境造成严重氮负荷.

关于淋失，一般认为NO₃^--N移动到根层(作物根区层的土层深度为100 cm)以外便称作淋失，本文因淋溶盘设定位置将之定义在0~90 cm.也有学者(王西娜等，2006)将根际范围定义为0~200 cm，但刘学军等(2004)通过减氮施肥试验得出100~200 cm层次中累积的NO₃^--N却不因减量施N而下降，说明这一土层的硝态氮难以被作物吸收利用，即使根系吸收氮肥区域会在90 cm之下，但总体上还是非常有限的，最终还是会脱离土体进入到水环境.对于当季作物，氮的主要损失去向是残留在土体中(杨宪龙等，2013；巨晓棠等，2002)，但对于长期施氮，由于残留在土壤中的氮仍可被吸收利用，所以盈余氮最终便是以淋失或反硝化等其他形式损失到根系范围之外.本试验在大田开展了6年，得出了N素淋失特征和表观平衡特征，但在区域尺度上准确估算地下水中农田TN和硝态氮排放量仍然需要进一步研究.

以小麦-玉米轮作为主要种植模式的陕西关中平原，淋溶主要发生在降雨量较大的玉米季，以8、9月份居多，TN、NO₃^--N浓度和流失量均随着施氮量的提高而增加，且NO₃^--N为主要淋失形态，占TN的56.00%~81.00%.高施氮量会增加N的淋失和土壤中NO₃^--N的残留，不仅给农田带来土壤环境氮素负荷，而且对地下水带来健康风险.多年监测结果表明，3种施氮量下，优化施肥较OPT-N处理不仅能保证作物吸氮量和土壤供氮能力，获得较高的产量，且与OPT+N处理相比能够提高氮肥利用率，降低表观损失.综合来看，OPT是节约肥料资源和减轻潜在的环境风险的最佳施氮量.