1.2.2　氮磷在土水界面的迁移转化研究

由于水体富营养化过程与农业生产的土壤氮磷流失关系紧密，导致农业活动对面源污染的贡献显著，进而对水质恶化起到推动作用。在农业生产中，化肥的利用率仅为35%～40%，约60%残留在土壤和水体中，其主要成分氮磷随着地表径流和灌溉水进入河流，成为富营养化的重要污染源。同时农药的利用率为30%左右，绝大部分随降水和农业用水进入农业环境中，成为流域的另一污染源（王春生等，2007）。研究表明，我国64%的河流污染和57%的湖泊污染由农田径流引起（全为民等，2002）。

根据发生途径，氮磷的迁移转化过程分为地表溶出和土壤渗漏。地表溶出过程主要受降雨径流期间土壤理化性质、土地利用类型、施肥状况和水文循环过程等因素的影响（Manninen et al.，2017；Jiang et al.，2019；杨坤宇等，2019）。另外，降雨强度、表层土壤营养物质含量、地形坡度及耕作情况与氮磷随地表径流流失也密切相关（Shi et al.，2016；金春玲等，2018）。土壤溶质渗漏过程是在降水或灌溉作用下，氮磷以溶解态的形式向下层土壤的垂直迁移，是土壤溶质在对流、扩散和化学反应耦合作用下发生的运移。下渗污染物不仅对地下水水质造成潜在威胁，同时对与地下水有水文循环关系的其他水体也产生一定影响（谢勇等，2017）。

随径流流失的氮形态主要是溶解于径流的矿质氮，或吸附于泥沙颗粒表面的无机和有机态氮（Udawatta et al.，2006）。不同形态氮素随降雨径流的流失规律呈现一定的差异，土壤水分运动对硝态氮流失有主要影响（王双等，2018；Uribe et al.，2018），通过降水在土壤中的侧渗，随水分运动进入地表径流（Yang et al.，2009）。氮素通过径流进入农田土壤，以土壤水为载体继续在土壤表层和土壤根际的还原层发生迁移（Jia et al.，2007）。有研究表明，农田土壤水携带的溶解态和吸附态养分是农业面源污染的最大来源之一，土壤水分中养分的主要形式为氨氮和硝态氮（雷沛等，2016；刘莲等，2018）。农田土壤中的磷既可以通过径流而流失，也可被淋溶。除了一些有机土、过量施肥的土壤或地下水位较高的砂质土壤外，多数情况下淋溶水中的磷浓度很低（Ryden et al.，1973；Heckrath et al.，1995）。因此，径流流失是农田土壤中的磷进入水体的主要途径（Sharpley et al.，2001）。径流中的磷形态分为溶解态磷和颗粒态磷，溶解态磷来自土壤、作物和肥料的释放，以正磷酸盐形式存在，可以被藻类直接吸收利用，从而对地表水环境质量产生直接影响（Nasb et al.，1999）。随土壤水迁移的磷形态为溶解态磷（Zhang et al.，2013；刘娟等，2019），磷在土壤水中迁移量由土壤水运动过程中与土壤的接触时间决定。