基于DNDC模型的南方典型稻田氮素去向及其優化管理

周王子，洪 軍，劉原草，董 斌

（1.武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室，武漢 430072；2.葛洲壩中固科技股份有限公司，武漢 430000）

0 引 言

水稻是我國重要的糧食作物，超過65%的人口主食水稻[1]。氮素作為水稻的主要營養元素之一，因其對水稻產量的促進作用而受到廣泛關注。稻田的氮素管理是水稻“兩高一優”生產研究的重點。不合理的氮素管理不僅無法促進水稻氮素吸收和提高產量，而且還造成氮素資源的浪費[2]。未被利用的氮素以地表徑流、深層滲漏與氣態的形式從農田中損失，導致面源污染與大氣環境惡化[3]。特別是對于氮素的反硝化氣態損失，稻田長期淹水條件為該項損失所需的厭氧環境創造了條件，其所產生的N2O是重要的溫室氣體，加劇了全球氣候變暖[4]。

稻田氮素去向的動態分析是實現氮素優化管理的基礎[5]。由于監測工作量大、試驗周期長、環境因素復雜等原因，全面涉及氮素各去向的田間試驗研究往往難以開展。近年來，生物地球化學模型已成為研究農田養分元素遷移動態的重要工具[6]， 其中由Li 等[7,8]開發的DNDC （Denitrification-Decomposition）模型因其對氮素生物化學過程的良好描述、清晰的子模塊劃分以及友好的操作界面，從而在世界各地得到廣泛應用[9-11]。DNDC 模型最初用于農業生態系統中碳素與氮素氣態損失的模擬[12]；隨著模型中水文與營養模塊的日益完善，該模型能夠有效反映作物對養分的吸收量[13]與養分淋失量[14]，從而發展為綜合的養分平衡模型。

DNDC 模型作為有效的養分平衡分析工具，其應用目前多局限于農田中養分單項損失的模擬與驗證層面，缺乏對養分各去向特征的綜合把握。……