半干旱区农田生态系统石灰性土壤施入的氮肥和有机氮矿化产物,除植物吸收、微生物固定、粘土矿物固定、挥发损失和反硝化损失外,有相当一部分最终以NO3--N形态残存在土壤中。土壤剖面中的残留NO3--N通过对流和扩散等途径,逐渐向深层移动,脱离根区。影响土壤剖面NO3--N残留累积和淋溶的主要因素包括施氮量、植物吸氮量、前作收获后的植物残留物、氮肥种类、施氮方式和降雨量等。残留NO3--N本身具有很高的生物有效性,但能否被植物吸收利用,关键在于残留NO3--N所在深度及其是否能够到达根区。在半干旱区降雨量较高的雨季,NO3--N向深层移动,而在较干旱条件下即使土壤剖面深层NO3--N,也可随水分上移供根系利用,因此土壤剖面中累积的残留NO3--N显著影响氮肥肥效果,许多地方用一定深度土层中累积的NO3--N作为土壤供氮指标,以减少NO3--N的淋溶损失和提高氮肥肥效。过去对半干旱地区土壤剖面中NO3--N的研究主要涉及3方面,一是土壤剖面中NO3--N的残留累积及其影响因素,二是与根系分布深度相适应土层中残留NO3--N对氮肥肥效的影响,三是根据土壤剖面中的残留NO3--N确定农田作物施氮量。在分析过去研究结果的基础上,提出了今后需进一步深入研究的科学问题。