氮是一种植物营养素,能促进作物生长。天然土壤氮或添加的肥料是通常的来源,但灌溉水中的氮与土壤施用的肥料氮的作用大致相同,过量会引起问题,就像肥料过多一样。如果存在过量或施用过量,由于过度刺激生长、延迟成熟或质量差,几种常见作物的产量可能会受到影响。
最容易获得的氮形式是硝酸盐和铵盐,但硝酸盐 (NO 3 -N) 最常出现在灌溉水中。氨氮含量很少超过 1 mg/l,除非在供水中添加氨肥或废水。大多数地表水和地下水中的浓度通常低于 5 mg/l NO 3-N 但一些不寻常的地下水可能含有超过 50 毫克/升的量。由于肥料的深度浸出,来自根区下方的排水通常含有较高水平的氮。由于氮存在于如此多的供水中,因此建议监测所有灌溉水中的氮含量,并将存在的氮作为计划施肥计划的一个组成部分。众所周知,废水,尤其是来自食品加工和生活来源的废水,氮含量高,范围为 10 至 50 mg/l(1 mg/l NO 3 -N = 1 kg N/1000 m 3水)。
报告氮的方法有很多种,因为它结合在各种有机和无机复合物中。对植物来说最重要的因素是氮的总量(N),无论它是硝酸盐氮(NO 3 -N)、铵氮(NH 4 -N)还是有机氮(Org- N)。通过以氮的形式报告,可以进行比较。例如,NO 3 -N 表示以 NO 3形式存在的氮,而 NH 4 -N 表示以 NH 4形式报告的氮,单位为 mg/l (10 mg/l N = 45 mg/l NO 3 = 13 mg/l NH 4,但每个都应报告为 10 mg/l NO 3 -N 或 10 mg/l NH 4-N)。在表 1 的指南中,它以硝酸盐 (NO 3 -N)的形式报告为氮,因为这是天然水中常见的形式。
敏感作物可能会受到高于 5 mg/l 的氮浓度的影响。在氮含量超过 30 毫克/升之前,大多数其他作物相对不受影响。例如甜菜这种敏感作物,施氮肥过多会增大尺寸,但糖含量和糖纯度较低,因此每公顷可回收糖的总量实际上可能会减少。葡萄也很敏感,可能会以牺牲果实产量为代价继续生长到季节后期。产量通常会降低,葡萄可能会晚熟且含糖量较低。利比亚的经验表明,当连续使用氮含量大于 50 毫克/升的水时,葡萄几乎不会结果。杏、柑橘和鳄梨等水果的成熟也可能会延迟,水果的质量可能会变差,从而影响适销性和储存寿命。在许多粮食作物中,过度的营养生长会导致茎秆变弱,无法承受谷物重量,从而导致严重的倒伏和机收困难。在大风或周期性大雨的地区,倒伏尤其严重。新的矮小小麦适应性更好,施肥量大,不会严重倒伏。反刍动物对氮敏感,对用于直接或间接牲畜饲料的牧场大量施用可能会导致草料中积累过多的氮。这可能对动物的健康有害。在大风或周期性大雨的地区,倒伏尤其严重。新的矮小小麦适应性更好,施肥量大,不会严重倒伏。反刍动物对氮敏感,对用于直接或间接牲畜饲料的牧场大量施用可能会导致草料中积累过多的氮。这可能对动物的健康有害。在大风或周期性大雨的地区,倒伏尤其严重。新的矮小小麦适应性更好,施肥量大,不会严重倒伏。反刍动物对氮敏感,对用于直接或间接牲畜饲料的牧场大量施用可能会导致草料中积累过多的氮。这可能对动物的健康有害。
作物的敏感性因生长阶段而异。高氮水平在早期生长阶段可能是有益的,但在后期开花和结果阶段可能会导致产量损失。高氮水可以在季节初期用作肥料。然而,随着作物对氮的需求在生长季节后期减少,施用于作物的氮必须大大减少。在后期更关键的生长阶段混合或改变供应应该是有帮助的。另一种选择是种植敏感度较低的作物,例如玉米,它可以更有效地利用灌溉水中的氮。对于用含氮水灌溉的作物,提供给作物的氮肥用量可以减少几乎与供水可用量相等的量。可以计划轮作,以在非灌溉季节利用土壤中残留的氮。这也可能有助于减少后续年份的影响。
低于 5 mg/l 的 N 几乎没有影响,即使对氮敏感作物也是如此,但可能会刺激溪流、湖泊、运河和排水沟中的藻类和水生植物的滋扰生长。当温度、阳光和其他营养物质处于最佳状态时,藻类会迅速生长,并可能导致阀门、管道和洒水器堵塞,需要使用诸如屏幕和过滤器之类的机械控制,或使用硫酸铜等材料进行化学控制。水中的氮也增加了从运河和排水渠清除植被的维护成本。
反硝化以在使用前从供水中去除 NO 3 -N 可能是唯一的其他替代方案,但由于设备和能源成本高昂而未被使用。由于氮是一种宝贵的资源,因此应尽可能加以利用。