基于同位素方法的农田区非饱和带中氮转化和运移研究－以栾城农业生态实验站为例

农田过量施肥是形成地下水硝态氮污染的主要原因之一。化肥来源的硝酸盐氮和氧同位素组成具有自身特征的变化范围，为追溯地下水中化肥来源的硝酸盐氮污染源研究提供了重要依据。但是，不考虑氮元素在非饱和带中的转化过程，仅依据测试的铵态氮肥氮同位素组成和硝态氮肥氮、氧同位素组成作为参照，确定地下水中硝酸盐氮污染化肥来源值得商榷。本研究拟在栾城农业生态实验站的实验小区选择研究剖面，基于先进的土壤水取样专利技术，通过测试分析农田区非饱和带中不同深度土壤/土壤水硝态氮和氧同位素组成、铵态氮同位素组成、硝酸根离子和铵根离子浓度的变化、氢和氧同位素组成，以及观测不同深度土壤温度等影响氮元素转化的各因素揭示农田区非饱和带中氮元素的转化、运移过程和规律。本研究对于应用硝酸盐氮和氧同位素技术研究地下水中化肥来源的硝态氮污染具有重要的理论意义；同时，对缓解石家庄地区日益严重的地下水硝酸盐氮污染形势具有重要的实际应用价值。