浑水膜孔灌自由入渗氮素运移转化与水肥耦合特性及影响因素研究

发布时间：2020-06-02 08:03

【摘要】：本文在分析总结膜孔灌技术研究成果的基础上,结合我国黄河流域浑水灌溉与农田施肥现状,采用室内试验与理论分析相结合的技术路线,通过开展浑水肥液入渗的膜孔灌试验研究,分析浑水膜孔单点源肥液自由入渗的入渗特性、湿润体内水分、氮素的运移分布规律和水肥耦合特性,以及不同影响因素对浑水肥液入渗特性的影响。主要研究成果如下:(1)研究了层状上浑水膜孔单点源肥液自由入渗的入渗特性,结果表明:夹砂层不同位置处理对浑水膜孔单点源肥液入渗均具有明显的减渗效果;夹砂层不同位置处理均增加了水分的横向扩散,水分穿过土砂交界面后,0～5 cm层位的湿润锋运移距离与入渗历时仍符合幂函数关系,而5～10 cm层位则呈线性函数关系;不同夹砂层位置的含水率在水平方向的分布规律同均质土相似,而在垂向的分布规律差异较明显;各处理在水平方向的土壤NO3-N浓度前锋运移距离的关系为:0～5 cm 层位5～10 cm层位均质土,0～5 cm土层各处理在垂向的NH4+-N含量含关系为:5～10 cm层位均质土0～5 cm层位。(2)浑水膜孔灌单点源自由入渗条件下,不同肥液浓度、土壤容重、泥沙级配的浑水肥液入渗与浑水入渗的单位膜孔面积累积入渗愤和入渗历时之间均符合Kostiakov入渗模型,其湿润锋运移距离随入渗历时增加均呈幂函数增大趋势;分别建立了单位膜孔面积累积入渗量、湿润锋运移距离与各影响因素和入渗历时的经验模型,经验证,所建模型拟合精度饺高。(3)与浑水入漆相比,除土壤容重1.40 g/cm3外,浑水肥液入渗的入渗能力、湿润体体积、湿润锋运移距离均较大。灌水结束时,肥液浓度为600、1300和2000 mg/L的肥液入渗增渗率分别为12.62%、23.84%和37.55%,且增渗率η与入n蚶眛呈幂函数负相关;土壤容重由1.30 g/cm3增大至1.35 g/cm3 和1.40 g/cm3,其减漆率分别为13.96%和24.33%,且减渗率δ与入渗历时t呈对数负相关;泥沙中值粒径D50由0.019 mm增大至0.056 mm,其减渗率分R%为20.28%、15.03%和10.36%,且减漆率ξ与入漆历时t呈幂函数负相关。(4)浑水膜孔灌单点源自由入渗条件下,不同肥液浓度、土壤容重、泥沙级配的浑水肥液入渗在湿润体内的水分分布规律基本相同,膜孔中心处的土壤含水率最高,越远离膜孔中心,土壤含水率越低,其等值线分布逐渐密集;同一入渗历时下,肥液浓度和泥沙中值粒径D50越大,土壤容重越小时,湿润体体积越大,且湿润体内同一点的土壤含水率越大。(5)浑水肥液入渗与浑水入渗在土壤湿润体内的NO3-N、NH4+-N分布规律不同;不施肥时,湿润体内NO3--N、NH4+-N含量靠近膜孔中心处均低于本底值,而靠近湿润锋处略大于本底值;灌水结束时,浑水肥液入渗的土壤NO3-N、NH4+-N含量均随湿润距离增大而减小。肥液浓度和泥沙中值粒径D50越大,湿润体内同一点的NO3-N和NH4+-N含量越大;土壤容重越小,湿润体内同一点的NO3--N含量越大,靠近膜孔中心处的NH4+-N含量越小,而湿润锋附近处的NH4+-N含量越大。(6)灌水结束时,膜孔中心水平方向0～12 cm与垂向0～10.5 cm的土壤NO3-N、NH4+-N含量与含水量之间均符合二次项函数关系;不同肥液浓度的浑水膜孔入渗土壤湿润体中含水率较高处,NO3-N、NH4+-N含量亦较高;且NO3-N、NH4+-N含量均随含水量增大呈增大趋势,肥液浓度越高,湿润体同一点的NC3--N、NH4+-N含量和含水量均越大。
【图文】：

单点源,膜孔,入渗

2 试验装置与方法与方法查我国北方灌区土壤、自然条件、地膜栽培、施肥方式和覆膜灌泾惠渠灌区的 2～3 个典型地段的土壤、农业地膜栽培、膜孔灌肥种类，以及浑水泥沙等实际情况，考虑前人研究成果，，在不同施取回的浑水水样与泥沙配制浑水，开展不同施肥条件的浑水膜孔运移分布和水肥耦合特性及其影响因素试验，进行浑水膜孔单质深层机理分析。

泾惠渠灌区,泥沙粒径,专业学位,工程硕士

泾惠渠灌区浑水泥沙粒径组成
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S275

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