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为解决坡耕地径流氮（N）磷（P）流失导致的农业面源污染问题，研究人员以马铃薯 - 玉米 - 甘薯轮作系统为对象，开展降雨类型、平衡施肥（M1）及配施秸秆还田（M2）对径流氮磷损失影响的 3 年田间试验。发现 M2 显著降低径流深度、系数及氮磷损失，大暴雨加剧氮流失风险，该组合可作为可持续农业措施推广。
在农业生产的版图上，坡耕地如同一位多产却又脆弱的 “贡献者”，默默孕育着作物，却也因独特的地形条件，在雨水的冲刷下成为农业面源污染的 “源头” 之一。当雨滴砸向坡地，裹挟着土壤中的氮（N）、磷（P）等营养元素奔涌而下，这些本应滋养作物的养分，却可能成为下游水体富营养化的 “元凶”，威胁着水生态系统的健康。究竟该如何在保证作物产量的同时，守住水土、留住养分？这成为横亘在农业可持续发展道路上的一道难题。
为了破解这一困局，西南大学的研究人员将目光聚焦于紫色土坡耕地 —— 我国西南地区重要的农业用地类型。这里常年遭受高强度农业活动和降雨的双重 “压力”，氮磷流失问题尤为突出。他们怀揣着改善农业面源污染、优化农业管理模式的愿景，开启了一项为期三年（2019-2021 年）的田间试验，相关成果发表在《Agriculture, Ecosystems》。
研究人员采用传统施肥（CK）、平衡施肥（M1）、平衡施肥配施秸秆还田（M2）三种处理，追踪不同降雨类型（大暴雨、暴雨、中雨、大雨）下的径流特征、氮磷浓度及损失量，同时探寻土壤性质与养分流失的内在关联。
在这场与自然对话的研究中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：
- 田间试验法：在重庆垫江设置长期定位试验点，监测自然降雨事件下不同处理的径流数据。
- 化学分析法：测定径流中总氮（TN）、溶解氮（DN，包括硝酸盐氮 NO3--N 和铵态氮 NH4+-N）、颗粒氮（PN）、总磷（TP）、溶解磷（DP）等浓度。
- 统计分析法：通过冗余分析（RDA）和结构方程模型（SEM）解析各因素间的关联。
径流特征：秸秆还田筑起 “防洪堤坝”
数据显示，不同处理的径流深度（RD）和径流系数（RC）差异显著。M2 处理的 RD 和 RC 分别比 M1 降低 54.8% 和 59.2%，较 CK 降幅更明显。这意味着秸秆还田如同给土壤铺上了一层 “吸水海绵”，通过增强土壤持水能力、改善团聚体结构，大幅减少了地表径流的产生。从降雨类型看，大暴雨事件的 RD 比中雨高 44%-354.2%，凸显极端天气对径流的驱动作用，而 RC 在不同雨型间无显著差异，说明径流系数更多受土壤管理措施影响。
氮磷浓度：平衡施肥与秸秆还田的 “双重防护”
在径流氮浓度层面，CK 的总氮、溶解氮、颗粒氮浓度分别比 M2 高 56.6%、64.5%、45.7%，中雨条件下各形态氮浓度最高。这表明传统施肥模式不仅未能有效固持氮素，反而加剧了其随径流流失的风险。而 M2 通过平衡施肥优化养分供给、秸秆还田提升土壤碳氮储量的双重机制，显著降低了氮素的流失潜力。对于磷素，虽然不同处理间浓度差异不如氮素显著，但 M2 仍展现出一定的抑制效果，凸显该组合措施对养分流失的综合调控作用。
氮磷损失：大暴雨下的 “氮素危机”
从损失量来看，M1 的总氮、溶解氮、溶解磷损失分别比 M2 高 61.3%、72.4%、63.4%，再次印证秸秆还田在减少养分流失中的关键作用。值得警惕的是，大暴雨事件下硝酸盐氮、铵态氮、溶解磷的损失量分别是中雨的 220.5%、613.8%、268%，说明极端降雨对氮素流失的促进作用远大于磷素，这可能与氮素更易溶于水、迁移性更强有关。
土壤与径流的 “养分纽带”
冗余分析和结构方程模型揭示了土壤性质与径流损失的内在联系。M1 和 M2 均强化了径流特征与氮磷损失的相关性，而 M2 进一步增强了土壤有机碳（SOC）与土壤铵态氮的关联，以及 SOC、土壤总氮与径流氮损失的负相关关系。这表明，通过秸秆还田提升 SOC 含量，可形成 “土壤碳库 - 氮素固持 - 径流减排” 的良性循环，为解释措施有效性提供了理论依据。
结论与讨论：可持续农业的 “中国方案”
这项研究如同为坡耕地治理点亮了一盏明灯：平衡施肥配施秸秆还田，以 “开源节流” 的智慧，在保障作物养分供给的同时，构建起抵御径流侵蚀的生态屏障。其核心价值在于：
- 环境效益：显著降低坡耕地氮磷流失负荷，为缓解农业面源污染、守护水体生态提供了可复制的技术模式。
- 经济效益：平衡施肥通过优化氮磷投入降低 22% 成本，秸秆还田无需额外经济投入，契合农民生产实际。
- 科学启示：揭示了降雨强度与养分流失的非线性关系，强调极端气候下氮素管理的重要性，为气候变化背景下的农业面源污染防控提供了新视角。
在农业绿色转型的浪潮中，这项来自中国西南的田间试验，用数据和实践证明：当现代施肥技术与传统秸秆还田智慧相遇，既能守住 “粮食安全” 的底线，又能筑牢 “生态安全” 的防线。这一 “藏粮于技、护绿于行” 的探索，为全球坡地农业可持续发展贡献了兼具科学性与实用性的 “中国方案”。
