1.2.2　氮磷在土水界面的遷移轉(zhuǎn)化研究

由于水體富營養(yǎng)化過程與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土壤氮磷流失關(guān)系緊密，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)面源污染的貢獻(xiàn)顯著，進(jìn)而對(duì)水質(zhì)惡化起到推動(dòng)作用。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥的利用率僅為35%～40%，約60%殘留在土壤和水體中，其主要成分氮磷隨著地表徑流和灌溉水進(jìn)入河流，成為富營養(yǎng)化的重要污染源。同時(shí)農(nóng)藥的利用率為30%左右，絕大部分隨降水和農(nóng)業(yè)用水進(jìn)入農(nóng)業(yè)環(huán)境中，成為流域的另一污染源（王春生等，2007）。研究表明，我國64%的河流污染和57%的湖泊污染由農(nóng)田徑流引起（全為民等，2002）。

根據(jù)發(fā)生途徑，氮磷的遷移轉(zhuǎn)化過程分為地表溶出和土壤滲漏。地表溶出過程主要受降雨徑流期間土壤理化性質(zhì)、土地利用類型、施肥狀況和水文循環(huán)過程等因素的影響（Manninen et al.，2017；Jiang et al.，2019；楊坤宇等，2019）。另外，降雨強(qiáng)度、表層土壤營養(yǎng)物質(zhì)含量、地形坡度及耕作情況與氮磷隨地表徑流流失也密切相關(guān)（Shi et al.，2016；金春玲等，2018）。土壤溶質(zhì)滲漏過程是在降水或灌溉作用下，氮磷以溶解態(tài)的形式向下層土壤的垂直遷移，是土壤溶質(zhì)在對(duì)流、擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)耦合作用下發(fā)生的運(yùn)移。下滲污染物不僅對(duì)地下水水質(zhì)造成潛在威脅，同時(shí)對(duì)與地下水有水文循環(huán)關(guān)系的其他水體也產(chǎn)生一定影響（謝勇等，2017）。

隨徑流流失的氮形態(tài)主要是溶解于徑流的礦質(zhì)氮，或吸附于泥沙顆粒表面的無機(jī)和有機(jī)態(tài)氮（Udawatta et al.，2006）。不同形態(tài)氮素隨降雨徑流的流失規(guī)律呈現(xiàn)一定的差異，土壤水分運(yùn)動(dòng)對(duì)硝態(tài)氮流失有主要影響（王雙等，2018；Uribe et al.，2018），通過降水在土壤中的側(cè)滲，隨水分運(yùn)動(dòng)進(jìn)入地表徑流（Yang et al.，2009）。氮素通過徑流進(jìn)入農(nóng)田土壤，以土壤水為載體繼續(xù)在土壤表層和土壤根際的還原層發(fā)生遷移（Jia et al.，2007）。有研究表明，農(nóng)田土壤水?dāng)y帶的溶解態(tài)和吸附態(tài)養(yǎng)分是農(nóng)業(yè)面源污染的最大來源之一，土壤水分中養(yǎng)分的主要形式為氨氮和硝態(tài)氮（雷沛等，2016；劉蓮等，2018）。農(nóng)田土壤中的磷既可以通過徑流而流失，也可被淋溶。除了一些有機(jī)土、過量施肥的土壤或地下水位較高的砂質(zhì)土壤外，多數(shù)情況下淋溶水中的磷濃度很低（Ryden et al.，1973；Heckrath et al.，1995）。因此，徑流流失是農(nóng)田土壤中的磷進(jìn)入水體的主要途徑（Sharpley et al.，2001）。徑流中的磷形態(tài)分為溶解態(tài)磷和顆粒態(tài)磷，溶解態(tài)磷來自土壤、作物和肥料的釋放，以正磷酸鹽形式存在，可以被藻類直接吸收利用，從而對(duì)地表水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生直接影響（Nasb et al.，1999）。隨土壤水遷移的磷形態(tài)為溶解態(tài)磷（Zhang et al.，2013；劉娟等，2019），磷在土壤水中遷移量由土壤水運(yùn)動(dòng)過程中與土壤的接觸時(shí)間決定。