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水文过程中灌区农田非点源氮的归趋研究进展
随着人类经济社会的快速发展，农业生产不断扩张，而灌区农田中的非点源污染物逐渐成为一个重要的问题。其中，氮是最为关键的一种污染物，因为它会对水体和生态系统造成很大的危害。本文旨在探讨水文过程中灌区农田非点源氮的归趋及其研究进展。
一、非点源氮的来源和形式
灌区主要的氮污染物来源为农田化肥、农作物残留物、动物粪便和污水等。这些物质中含有丰富的氮元素，当它们被溶解、挥发或沉积到地面和土壤中时，就会形成非点源氮。
非点源氮的形式主要包括铵态氮（NH4-N）、硝态氮（NO3-N）和有机氮（ON）。其中，NO3-N是最主要的形式，它具有极高的水溶性和迁移性。因此，当农业活动增加时，会导致土壤中NO3-N的浓度迅速上升。
二、非点源氮的归趋
非点源氮对水文过程中的灌区农田有着重要的影响。在降雨的水文过程中，非点源氮可以通过两个主要途径进入水体：径流和压力渗漏。其中，径流是指水流穿过土层、石块和沉积物等物质而流出的过程。压力渗漏则是指水流在地下压力和降水作用下从土层和沉积物中渗出的过程。
非点源氮的归趋是一个复杂的过程。它受到很多因素的影响，包括土壤类型、降雨量、降雨强度、土壤水分、作物生长周期、施肥方式、土地利用和排水系统等。通过这些因素的相互作用，非点源氮可以分为以下几种归趋：
1.植物吸收：大多数非点源氮以NH4-N和NO3-N的形式存在于土壤中，水文过程中部分氮会被植物吸收，从而进入生物体系中。植物对氮的需求量随着生长期和氮浓度的不同而变化。
2.土壤保持：当降雨量超过土壤的蓄水能力时，土壤开始流失；但在这个过程中，土壤无机氮和有机氮往往会被吸附、沉积或与沉积物粒子结合而被保持在土壤中。
3.深部渗漏：氮沉降到土壤中，一部分被土壤层吸附，一部分则不断向下渗透，进入地下水和水体中。
4.微生物分解：土壤中的微生物会分解有机质和残留物，将这些物质中的有机氮转化为无机氮，例如，将蛋白质转化为NH4-N，或将NH4-N转化为NO3-N。
5.水力冲刷：当土壤中的氮浓度超过一定阈值时，水流会带走土壤颗粒和其中的无机和有机氮，从而进入水体中，形成非点源氮的一种重要来源。
三、研究进展
随着对非点源氮污染的关注，一些研究人员已开始探究非点源氮归趋及其控制方法，在此方面有不少研究进展。以下是其中的一些代表性研究。
1.非点源氮的动态模拟
对非点源氮归趋进行动态模拟，对于深入了解非点源氮的传输和转化过程具有十分重要的意义。研究表明，动态模拟可以模拟氮在土壤和水体中的传输路线和迁移速度，同时，可以预测氮的各种归趋。
2.利用微生物促进土壤中氮的转化
微生物通过分解土壤中的有机质和残留物，可以促进氮化和硝化作用的发生，从而将有机氮转化为无机氮，提高土壤中的氮素含量。
3.应用生态工程技术减少非点源氮的排放
在灌区农田中，采用生态工程技术可以有效地降低非点源氮的排放，例如建设生态堤防来拦截农田中的污水和溢出物，利用植生带来吸收氮素等。
四、结论
灌区农田中的非点源氮会对水体和生态系统造成很大的危害，对其归趋和控制已引起广泛关注。非点源氮的形式主要包括铵态氮、硝态氮和有机氮。在水文过程中，非点源氮主要通过径流和压力渗漏进入水体，其归趋具有复杂性。相关研究已经取得了一定的进展，动态模拟、微生物促进转化和应用生态工程技术是其中的三个典型代表。灌区农田非点源氮的归趋研究具有很大的实践意义，需要进一步深入探究，寻找更有效的控制方法，以促进可持续的农业发展。