不同系统温度对蓄水单坑土壤水氮运移参数影响试验研究与模型验证
发布时间：2021-01-27 12:29
在我国农业发展的过程中,水资源的短缺和氮肥利用率低的现状已经成为一个突出问题。蓄水坑灌法是一种能同时实现保水保肥的节水灌溉方法,它适用于我国北方的山区果林地区。本文结合国家自然科学基金项目《蓄水坑灌施条件下土壤水氮热耦合效应与机理分析》（51249002）,对不同系统温度蓄水单坑土壤水分运动参数以及氮素运移参数进行了室内试验的测定,研究分析了系统温度对土壤水分运动参数以及氮素运移参数的影响,建立数学模型,并运用相关试验数据对该数学模型进行验证,成果如下：1.系统温度对土壤水分运动参数的影响,主要表现在系统温度对土壤水分物理特性、状态以及土壤结构的影响。系统温度的升高,会使得土壤水分表面张力、粘滞系数减小,进而引起导水能力的增强以及土壤水势的改变。主要表现在：当土壤体积质量、体积含水率为一定值,系统温度的升高会使得土壤饱和导水率、非饱和导水率、扩散率呈现出不同程度的增大趋势。而在对比系统温度和体积质量对饱和导水率的敏感性分析,土壤饱和导水率对土壤的体积质量变化较为敏感。2.系统温度对氮素运移参数的影响,主要表现在系统温度对土壤水分运动影响以及系统温度对土壤中硝化细菌活性等的影响。主要表现...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 国内外研究综述
1.2.1 国内外水分研究进展
1.2.2 国内外水氮运移的研究进展
1.2.3 国内外水热耦合的研究进展
1.2.4 国内外水氮热耦合的研究进展
1.3 本文的研究目的、内容及方法
1.3.1 研究目的与研究内容
1.3.2 研究方法和技术路线
第二章 不同系统温度对土壤水分运动参数的影响试验研究
2.1 不同系统温度对土壤水分特征曲线的影响
2.1.1 供试材料
2.1.2 试验原理
2.1.3 试验设计
2.1.4 测试方法
2.1.5 试验结果与分析
2.2 不同系统温度及土壤体积质量对土壤饱和导水率影响
2.2.1 试验设计
2.2.2 测试方法
2.2.3 试验数据处理
2.2.4 试验结果与讨论
2.3 不同系统温度对非饱和土壤导水率的影响
2.3.1 试验结果与讨论
2.4 系统温度对土壤水分扩散率的影响
2.5 本章小结
第三章 系统温度对土壤溶质运移参数的影响试验研究
3.1 系统温度对非饱和土壤中的水动力弥散系数的影响
3.1.1 试验设计
3.1.2 测试方法
3.1.3 试验计算
3.2 系统温度对土壤氮素转化参数的影响
3.2.1 土壤铵态氮吸附参数
3.2.2 土壤铵态氮硝化速率
3.2.3 土壤硝态氮反硝化速率
3.3 本章小结
第四章 蓄水单坑土壤水氮运移数值模拟与模型验证
4.1 不同系统温度条件下蓄水单坑土壤水氮运移的数学模型
4.1.1 模型的建立
4.1.2 模型的基本假设
4.1.3 控制方程
4.1.4 初始条件和边界条件
4.2 数学模型的求解
4.3 模型的有效性分析
4.4 数学模型参数的选择
4.4.1 土壤水分运动的参数
4.4.2 非饱和土壤水动力弥散系数
4.4.3 土壤氮素转化参数
4.5 模型验证
4.5.1 土壤湿润锋验证
4.5.2 土壤含水率结果验证
4.5.3 土壤铵态氮含量验证
4.5.4 土壤硝态氮含量验证
4.6 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 研究成果
5.2 对未来的建议
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响[J]. 白洁冰,徐兴良,付刚,宋明华,何永涛,蒋婧. 安徽农业科学. 2011(24)
[2]水温因素与夏玉米生长季节土壤矿质氮动态的关系[J]. 苏涛,王朝辉,李生秀. 土壤通报. 2011(04)
[3]温度和土壤类型对氮素矿化的影响[J]. 王帘里,孙波. 植物营养与肥料学报. 2011(03)
[4]土壤水运动理论研究综述[J]. 高峰,李建平,王黎黎,兰明胜,李长林,胡继超. 湖北农业科学. 2009(04)
[5]Effects of Temperature and Water Saturation on CO2 Production and Nitrogen Mineralization in Alpine Wetland Soils[J]. GAO Jun-Qin1,2,3, OUYANG Hua2, XU Xing-Liang2, ZHOU Cai-Ping2 and ZHANG Feng2,3 1Beijing Forestry University, Beijing 100083 (China). 2Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 (China) 3Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 (China). Pedosphere. 2009(01)
[6]一维非饱和土壤溶质运移的有限体积法数值模拟[J]. 吕岁菊,乔英,刘国林. 水土保持研究. 2008(04)
[7]非饱和土壤水分运动数值模拟研究综述[J]. 侯宪东,汪志荣,张建丰. 水资源与水工程学报. 2006(04)
[8]滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证[J]. 李久生,张建君,饶敏杰. 水利学报. 2005(08)
[9]水分调控对小麦旗叶叶绿素荧光动力学参数及其产量的影响[J]. 郭天财,方保停,王晨阳,李鸿斐. 干旱地区农业研究. 2005(02)
[10]温度和湿度对我国内蒙古羊草草原土壤净氮矿化的影响[J]. 王常慧,邢雪荣,韩兴国. 生态学报. 2004(11)
博士论文
[1]蓄水坑灌条件下土壤水分运动特性的试验研究[D]. 马娟娟.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]蓄水多坑施灌条件下土壤水氮运移特性试验研究[D]. 申星.太原理工大学 2012
[2]灌施尿素条件下复水对蓄水单坑土壤水氮运移的试验研究及数值模拟[D]. 崔杰.太原理工大学 2012
[3]蓄水单坑灌施条件下复水对土壤水氮运移的影响研究[D]. 王保刚.太原理工大学 2011
[4]蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究[D]. 柴向斌.太原理工大学 2011
[5]蓄水单坑施灌条件下水氮运移的数值模拟[D]. 张文杰.太原理工大学 2011
[6]科尔沁沙地坨甸相间地区冻融期土壤水热运移规律数值分析[D]. 于炜.内蒙古农业大学 2011
[7]寒区土壤水热力耦合模型及数值模拟[D]. 郭琳.东北石油大学 2011
[8]蓄水坑灌条件下土壤水氮运移规律试验研究[D]. 于洲海.太原理工大学 2010
[9]蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究及数值模拟[D]. 李嵘.太原理工大学 2010
[10]覆膜开孔率对土壤水盐热运移影响的试验研究[D]. 高金芳.西北农林科技大学 2010
本文编号：3003048
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 问题的提出及研究意义
1.2 国内外研究综述
1.2.1 国内外水分研究进展
1.2.2 国内外水氮运移的研究进展
1.2.3 国内外水热耦合的研究进展
1.2.4 国内外水氮热耦合的研究进展
1.3 本文的研究目的、内容及方法
1.3.1 研究目的与研究内容
1.3.2 研究方法和技术路线
第二章 不同系统温度对土壤水分运动参数的影响试验研究
2.1 不同系统温度对土壤水分特征曲线的影响
2.1.1 供试材料
2.1.2 试验原理
2.1.3 试验设计
2.1.4 测试方法
2.1.5 试验结果与分析
2.2 不同系统温度及土壤体积质量对土壤饱和导水率影响
2.2.1 试验设计
2.2.2 测试方法
2.2.3 试验数据处理
2.2.4 试验结果与讨论
2.3 不同系统温度对非饱和土壤导水率的影响
2.3.1 试验结果与讨论
2.4 系统温度对土壤水分扩散率的影响
2.5 本章小结
第三章 系统温度对土壤溶质运移参数的影响试验研究
3.1 系统温度对非饱和土壤中的水动力弥散系数的影响
3.1.1 试验设计
3.1.2 测试方法
3.1.3 试验计算
3.2 系统温度对土壤氮素转化参数的影响
3.2.1 土壤铵态氮吸附参数
3.2.2 土壤铵态氮硝化速率
3.2.3 土壤硝态氮反硝化速率
3.3 本章小结
第四章 蓄水单坑土壤水氮运移数值模拟与模型验证
4.1 不同系统温度条件下蓄水单坑土壤水氮运移的数学模型
4.1.1 模型的建立
4.1.2 模型的基本假设
4.1.3 控制方程
4.1.4 初始条件和边界条件
4.2 数学模型的求解
4.3 模型的有效性分析
4.4 数学模型参数的选择
4.4.1 土壤水分运动的参数
4.4.2 非饱和土壤水动力弥散系数
4.4.3 土壤氮素转化参数
4.5 模型验证
4.5.1 土壤湿润锋验证
4.5.2 土壤含水率结果验证
4.5.3 土壤铵态氮含量验证
4.5.4 土壤硝态氮含量验证
4.6 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 研究成果
5.2 对未来的建议
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度和氮素输入对青藏高原3种高寒草地土壤氮矿化的影响[J]. 白洁冰,徐兴良,付刚,宋明华,何永涛,蒋婧. 安徽农业科学. 2011(24)
[2]水温因素与夏玉米生长季节土壤矿质氮动态的关系[J]. 苏涛,王朝辉,李生秀. 土壤通报. 2011(04)
[3]温度和土壤类型对氮素矿化的影响[J]. 王帘里,孙波. 植物营养与肥料学报. 2011(03)
[4]土壤水运动理论研究综述[J]. 高峰,李建平,王黎黎,兰明胜,李长林,胡继超. 湖北农业科学. 2009(04)
[5]Effects of Temperature and Water Saturation on CO2 Production and Nitrogen Mineralization in Alpine Wetland Soils[J]. GAO Jun-Qin1,2,3, OUYANG Hua2, XU Xing-Liang2, ZHOU Cai-Ping2 and ZHANG Feng2,3 1Beijing Forestry University, Beijing 100083 (China). 2Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 (China) 3Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 (China). Pedosphere. 2009(01)
[6]一维非饱和土壤溶质运移的有限体积法数值模拟[J]. 吕岁菊,乔英,刘国林. 水土保持研究. 2008(04)
[7]非饱和土壤水分运动数值模拟研究综述[J]. 侯宪东,汪志荣,张建丰. 水资源与水工程学报. 2006(04)
[8]滴灌施肥灌溉的水氮运移数学模拟及试验验证[J]. 李久生,张建君,饶敏杰. 水利学报. 2005(08)
[9]水分调控对小麦旗叶叶绿素荧光动力学参数及其产量的影响[J]. 郭天财,方保停,王晨阳,李鸿斐. 干旱地区农业研究. 2005(02)
[10]温度和湿度对我国内蒙古羊草草原土壤净氮矿化的影响[J]. 王常慧,邢雪荣,韩兴国. 生态学报. 2004(11)
博士论文
[1]蓄水坑灌条件下土壤水分运动特性的试验研究[D]. 马娟娟.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]蓄水多坑施灌条件下土壤水氮运移特性试验研究[D]. 申星.太原理工大学 2012
[2]灌施尿素条件下复水对蓄水单坑土壤水氮运移的试验研究及数值模拟[D]. 崔杰.太原理工大学 2012
[3]蓄水单坑灌施条件下复水对土壤水氮运移的影响研究[D]. 王保刚.太原理工大学 2011
[4]蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究[D]. 柴向斌.太原理工大学 2011
[5]蓄水单坑施灌条件下水氮运移的数值模拟[D]. 张文杰.太原理工大学 2011
[6]科尔沁沙地坨甸相间地区冻融期土壤水热运移规律数值分析[D]. 于炜.内蒙古农业大学 2011
[7]寒区土壤水热力耦合模型及数值模拟[D]. 郭琳.东北石油大学 2011
[8]蓄水坑灌条件下土壤水氮运移规律试验研究[D]. 于洲海.太原理工大学 2010
[9]蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究及数值模拟[D]. 李嵘.太原理工大学 2010
[10]覆膜开孔率对土壤水盐热运移影响的试验研究[D]. 高金芳.西北农林科技大学 2010
本文编号：3003048
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