滴灌施肥双点源交汇土壤水氮分布特征及数值模拟研究
发布时间：2021-07-10 15:53
滴灌施肥技术在我国农业生产中的应用越来越广泛,研究滴灌施肥系统不同运行参数下水肥在土壤中的分布规律,对优化滴灌施肥系统运行模式,提高水肥利用率具有重要意义。在此背景下,本文采用试验和数值模拟的方法,研究分析了滴灌施肥双点源交汇时,不同滴灌灌水施肥参数对土壤水氮分布的影响。试验主要采取室内土槽试验,以硝酸钾为供试肥料配置肥液,开展施肥试验和灌水试验。施肥试验设置肥液质量浓度、施肥时序2个因素,其中,肥液质量浓度设置300 mg/L、600 mg/L、900 mg/L共3个水平,施肥时序设置1/2N-1/2W、1/4W-1/2N-1/4W、3/8W-1/2N-1/8W共3个水平;灌水试验设置滴头流量和灌水量2个因素,其中,滴头流量设置0.4 L/h、0.8 L/h、1.2 L/h共3个水平,灌水量设置1.5 L、2 L、2.5 L共3个水平;通过观测湿润锋,测试土壤水分和硝态氮含量,分析土壤水氮分布特征。数值模拟采用Hydrus-3D软件进行建模计算,利用试验数据对模型参数进行率定,而后对模型进行验证和初步应用。主要研究结论如下:（1）滴灌施肥双点源交汇发生在两滴头的中间位置,湿润锋、交汇...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施肥试验土槽装置示意图
中国农业科学院硕士学位论文第二章试验材料与方法10表2-2施肥试验设计表Table2-2Tableoffertilizationtests试验编号施肥方式肥液质量浓度(mg·L-1)滴头流量（L·h-1）灌溉总量=L水+L肥液（L）滴灌总历时（h）11/2N-1/2W3000.822.5021/2N-1/2W6000.822.5031/2N-1/2W9000.822.5041/4W-1/2N-1/4W3000.822.5051/4W-1/2N-1/4W6000.822.5061/4W-1/2N-1/4W9000.822.5073/8W-1/2N-1/8W3000.822.5083/8W-1/2N-1/8W6000.822.5093/8W-1/2N-1/8W9000.822.50注：表中涉及到的施肥量、滴头流量、灌溉总量均为单个滴头下的数值。Note:Thefertilizationamount,dripperdischargeandirrigationamountinvolvedinthetableareallvaluesunderasingleemitter.2.3.2灌水条件试验设计灌水试验的供试土壤、土壤装填的体积质量和高度、针头的布置方式等试验设计都与施肥条件试验设计相同（同本章2.3.1），与施肥条件试验不同，灌水条件试验全程灌溉相同质量浓度的肥液，仅改变灌水量和滴头流量两个试验因素。试验装置如图2-2所示。试验开始前，通过调节微调阀的开度，调整到所需的滴头流量，然后打开止水夹，开始灌肥液。同时在试验过程中，根据单位时间内马氏瓶中液面的下降高度，每10分钟对滴头流量进行微调，保证滴头流量恒定。图2-2灌水试验土槽装置示意图Figure2-2SchematicdiagramofSoil-bindeviceforirrigationtests
中国农业科学院硕士学位论文第二章试验材料与方法122013），在2个滴头之间，以5cm×5cm间距取土，当最后两层取土间距不足5cm时，取最后一层土壤作为湿润体边缘土样。取样点布置如图2-3所示，取得的土样，一部分用于土壤含水率测定（烘干法），一部分用于土壤硝态氮量的测定（AA3连续流动分析仪），用于分析2个滴头之间交汇区域的水、氮分布特征。图2-3取样点布置图Figure2-3Arrangementdiagramofsamplingpoint2.4.2数据分析方法采用Excel2013和Surfer12.4软件进行数据处理和分析。在Excel2013软件中，根据试验不同因素和水平，规定横纵坐标后，输入对应的数据，生成折线图，对不同因素、水平下的试验结果进行对比分析。在Surfer12.4软件中，利用插值法，输入不同深度土壤观测点的含水率和硝态氮含量数值，生成栅格文件，利用等值线工具导入栅格文件，生成等值线图，用于分析水分和硝态氮在土壤不同深度的分布情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]灌溉方式和氮磷钾配比对大葱产量及水肥生产效率的影响[J]. 刘颖,曹逼力,徐坤. 中国蔬菜. 2020(02)
[2]水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响[J]. 忠智博,翟国亮,邓忠,蔡九茂,谷少委,王国栋. 灌溉排水学报. 2020(01)
[3]不同膜下滴灌定额对土壤水热效应及甜菜产质量的影响[J]. 郭晓霞,田露,苏文斌,樊福义,黄春燕,任霄云,宫前恒,李智,菅彩媛. 灌溉排水学报. 2019(12)
[4]滴灌带布置及滴头流量对土壤水氮分布和春小麦产量的影响[J]. 黄兴法,胡斌,欧胜雄. 农业工程. 2019(10)
[5]不同施肥时序滴灌双点源交汇下土壤水氮分布研究[J]. 尚世龙,韩启彪,孙浩,黄修桥,杜思琦. 灌溉排水学报. 2019(08)
[6]滴灌水肥一体化技术在热带果树上的应用研究进展[J]. 臧小平,朱嘉雯,井涛,徐宏家,丁哲利,马蔚红,谢江辉. 贵州农业科学. 2019(04)
[7]滴灌施肥对红地球葡萄产量、品质及土体氮磷钾分布的影响[J]. 张杰,韩建,孙卓玲,张丽娟,尹兴,汪新颖,吉艳芝. 植物营养与肥料学报. 2019(03)
[8]滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响[J]. 张绍武,胡田田,刘杰,冯璞玉,张美玲. 灌溉排水学报. 2019(03)
[9]水肥一体化下不同滴灌带配置对玉米产量的影响[J]. 王睿,李鹏,王文娥. 农业机械学报. 2019(05)
[10]滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟[J]. 黎会仙,王文娥,胡笑涛. 干旱地区农业研究. 2019(02)
博士论文
[1]滴灌压差施肥肥液浓度变化及其对水肥分布影响研究[D]. 韩启彪.扬州大学 2018
[2]红壤土壤水分溶质运移特性及滴灌关键技术研究[D]. 裴青宝.西安理工大学 2018
硕士论文
[1]膜下滴灌施肥土壤水肥运移及分布规律研究[D]. 黎会仙.西北农林科技大学 2018
[2]变浓度条件下点源入渗水氮运移规律研究[D]. 李文.中国农业科学院 2017
[3]滴灌施肥频率对设施萝卜产量品质及水氮利用的影响[D]. 陈高听.河北工程大学 2016
本文编号：3276218
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施肥试验土槽装置示意图
中国农业科学院硕士学位论文第二章试验材料与方法10表2-2施肥试验设计表Table2-2Tableoffertilizationtests试验编号施肥方式肥液质量浓度(mg·L-1)滴头流量（L·h-1）灌溉总量=L水+L肥液（L）滴灌总历时（h）11/2N-1/2W3000.822.5021/2N-1/2W6000.822.5031/2N-1/2W9000.822.5041/4W-1/2N-1/4W3000.822.5051/4W-1/2N-1/4W6000.822.5061/4W-1/2N-1/4W9000.822.5073/8W-1/2N-1/8W3000.822.5083/8W-1/2N-1/8W6000.822.5093/8W-1/2N-1/8W9000.822.50注：表中涉及到的施肥量、滴头流量、灌溉总量均为单个滴头下的数值。Note:Thefertilizationamount,dripperdischargeandirrigationamountinvolvedinthetableareallvaluesunderasingleemitter.2.3.2灌水条件试验设计灌水试验的供试土壤、土壤装填的体积质量和高度、针头的布置方式等试验设计都与施肥条件试验设计相同（同本章2.3.1），与施肥条件试验不同，灌水条件试验全程灌溉相同质量浓度的肥液，仅改变灌水量和滴头流量两个试验因素。试验装置如图2-2所示。试验开始前，通过调节微调阀的开度，调整到所需的滴头流量，然后打开止水夹，开始灌肥液。同时在试验过程中，根据单位时间内马氏瓶中液面的下降高度，每10分钟对滴头流量进行微调，保证滴头流量恒定。图2-2灌水试验土槽装置示意图Figure2-2SchematicdiagramofSoil-bindeviceforirrigationtests
中国农业科学院硕士学位论文第二章试验材料与方法122013），在2个滴头之间，以5cm×5cm间距取土，当最后两层取土间距不足5cm时，取最后一层土壤作为湿润体边缘土样。取样点布置如图2-3所示，取得的土样，一部分用于土壤含水率测定（烘干法），一部分用于土壤硝态氮量的测定（AA3连续流动分析仪），用于分析2个滴头之间交汇区域的水、氮分布特征。图2-3取样点布置图Figure2-3Arrangementdiagramofsamplingpoint2.4.2数据分析方法采用Excel2013和Surfer12.4软件进行数据处理和分析。在Excel2013软件中，根据试验不同因素和水平，规定横纵坐标后，输入对应的数据，生成折线图，对不同因素、水平下的试验结果进行对比分析。在Surfer12.4软件中，利用插值法，输入不同深度土壤观测点的含水率和硝态氮含量数值，生成栅格文件，利用等值线工具导入栅格文件，生成等值线图，用于分析水分和硝态氮在土壤不同深度的分布情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]灌溉方式和氮磷钾配比对大葱产量及水肥生产效率的影响[J]. 刘颖,曹逼力,徐坤. 中国蔬菜. 2020(02)
[2]水氮施量对膜下滴灌棉花生长及水氮分布的影响[J]. 忠智博,翟国亮,邓忠,蔡九茂,谷少委,王国栋. 灌溉排水学报. 2020(01)
[3]不同膜下滴灌定额对土壤水热效应及甜菜产质量的影响[J]. 郭晓霞,田露,苏文斌,樊福义,黄春燕,任霄云,宫前恒,李智,菅彩媛. 灌溉排水学报. 2019(12)
[4]滴灌带布置及滴头流量对土壤水氮分布和春小麦产量的影响[J]. 黄兴法,胡斌,欧胜雄. 农业工程. 2019(10)
[5]不同施肥时序滴灌双点源交汇下土壤水氮分布研究[J]. 尚世龙,韩启彪,孙浩,黄修桥,杜思琦. 灌溉排水学报. 2019(08)
[6]滴灌水肥一体化技术在热带果树上的应用研究进展[J]. 臧小平,朱嘉雯,井涛,徐宏家,丁哲利,马蔚红,谢江辉. 贵州农业科学. 2019(04)
[7]滴灌施肥对红地球葡萄产量、品质及土体氮磷钾分布的影响[J]. 张杰,韩建,孙卓玲,张丽娟,尹兴,汪新颖,吉艳芝. 植物营养与肥料学报. 2019(03)
[8]滴灌施肥下水肥用量对温室土壤硝态氮残留的影响[J]. 张绍武,胡田田,刘杰,冯璞玉,张美玲. 灌溉排水学报. 2019(03)
[9]水肥一体化下不同滴灌带配置对玉米产量的影响[J]. 王睿,李鹏,王文娥. 农业机械学报. 2019(05)
[10]滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟[J]. 黎会仙,王文娥,胡笑涛. 干旱地区农业研究. 2019(02)
博士论文
[1]滴灌压差施肥肥液浓度变化及其对水肥分布影响研究[D]. 韩启彪.扬州大学 2018
[2]红壤土壤水分溶质运移特性及滴灌关键技术研究[D]. 裴青宝.西安理工大学 2018
硕士论文
[1]膜下滴灌施肥土壤水肥运移及分布规律研究[D]. 黎会仙.西北农林科技大学 2018
[2]变浓度条件下点源入渗水氮运移规律研究[D]. 李文.中国农业科学院 2017
[3]滴灌施肥频率对设施萝卜产量品质及水氮利用的影响[D]. 陈高听.河北工程大学 2016
本文编号：3276218
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