稻麦轮作是太湖地区最普遍的种植方式之一,高投入-高产出是太湖地区农业生产最主要的特点。为定量评估20世纪80年代(1980s)和当前(2000s)的施肥种类与强度对农田土壤氮平衡及氮流失的影响,选取太湖典型农业区,通过田间控制试验再现太湖稻麦轮作区1980s和2000s的施肥种类与强度,对比研究了土壤氮在地表径流和渗漏水的分布和形态特征,结合流失量、降雨强度以及土壤养分、作物生物量及氮含量、雨水氮浓度的监测,对比研究了施肥种类与强度变化对农田土壤氮平衡及氮流失影响。主要得到以下结果：(1)在一个完整的稻麦轮作周期,2000s样地土壤氮盈余强度为134.0kg／ha,比1980s样地的100.9 kg／ha高32.8%.氮盈余主要发生在稻季,2000s样地和1980s样地氮盈余强度分别为116.1 kg／ha和107.3 kg／ha；而麦季2000s样地氮盈余强度仅为17.9kg／ha,1980s样地麦季氮甚至处于亏损状态,亏损量为6.4 kg／ha。可见,20世纪80年代至今,在肥料种类由有机-无机肥混施转变为全施化肥,施肥强度增加59.4%的情况下,农田土壤氮盈余强度增加了32.8%,氮盈余主要发生在稻季。(2)两块样地地表径流氮流失的形态均以硝态氮为主。麦季,2000s样地地表径流总氮和硝态氮平均浓度分别为32.11 mg／L和19.64mg／L,分别比1980s样地增加了47.9%和40.6%；稻季,2000s样地地表径流总氮、硝态氮和铵态氮平均浓度分别为7.85mg／L、3.44 mg／L和2.03 mg／L,分别比1980s样地分别增加了160.7%、157.9%和193.5%。2000s样地地表径流硝态氮浓度占总氮浓度的比例均高于1980s样地,表明相比较有机-无机肥混施,全施化肥更容易导致硝态氮随地表径流流失。2000s样地麦季、稻季地表径流总氮、硝态氮流失强度均明显高于1980s样地。麦季,2000s样地地表径流总氮和硝态氮流失强度分别为8.7kg／ha和5.3kg／ha,分别比1980s样地增加了53.3%和48.2%；稻季,2000s样地地表径流总氮、硝态氮和铵态氮流失强度分别为3.3 kg／ha、1.4埏胁和0.8 kg／ha,分别比1980s样地增加了194.6%、187.8%和212.0%。可见,从20世纪80年代至今,施肥种类与强度与强度变化导致地表径流氮流失强度增加,流失的形态主要是硝态氮,并且造成硝态氮流失占总氮流失的比例增加,麦季发生地表径流流失的风险要高于稻季。(3)相比较1980s样地,2000s样地施肥种类与强度可明显提高不同深度渗漏水总氮、硝态氮和铵态氮浓度。麦季,2000s样地不同深度渗漏水总氮、硝态氮和铵态氮浓度分别约为1980s样地的1.8～2.2倍、1.9～2.4倍和2.6～5.1倍,而稻季则分别为1.9～3.8倍、1.1～8.6倍和1.7～4.5倍。麦季,1980s和2000s两块样地渗漏水氮形态均以硝态氮为主,其所占总氮浓度百分比的变化范围分别为72.6%～84.8%和83.8%～91.0%,2000s样地略高于1980s样地,表明麦季期间肥料种类与强度变化容易导致土壤硝态氮的淋失,而长期累积的土壤硝态氮淋失,势必对地下水环境造成负面影响。稻季,1980s和2000s两块样地渗漏水铵态氮浓度整体高于硝态氮浓度,其所占总氮浓度百分比的变化范围分别为21.1%～23.8%和9.6%～43.2%,整体来讲,2000s样地高于1980s样地,表明稻季期间肥料种类与强度的变化易于导致土壤铵态氮的淋失,而长期土壤铵态氮的流失会导致土壤肥力的降低。两块样地均表现为麦季的渗漏水氮浓度高于稻季。其中,1980s样地麦季不同深度渗漏水的总氮、硝态氮和铵态氮浓度分别约为稻季的14.4～25.6倍、63.2～120.0倍和1.4～2.6倍；而2000s样地则分别为13.2～26.3倍、17.5～146.0倍和0.1～1.2倍。可知从20世纪80年代至今,麦季发生土壤氮淋失的风险要远远高于稻季,麦季氮淋失的形态以硝态氮为主,而稻季氮淋失的形态以铵态氮为主。
