不同灌水频率下设施土壤水盐运移特征及数值模拟

发布时间：2020-07-14 01:56

【摘要】：设施栽培中土壤次生盐渍化已成为我国设施农业可持续发展的瓶颈,而确定科学合理的灌水频率是解决土壤次生盐渍化问题的途径之一。因此,本文采用垂直一维土柱模拟试验和二维土槽模拟试验的方法,探讨了一维和二维条件下,不同灌水频率对设施土壤水分运动和盐分迁移的影响,揭示了主要盐分离子的迁移特征。在此基础上,应用HYDRUS-1D模型模拟了不同条件下水盐动态过程。以期为设施土壤次生盐渍化的有效防治提供理论依据。主要研究结果如下：(1)一维条件下,各灌水频率土壤剖面的水分变化主要集中在0-20cm土层,30和40cm土层为土壤水分的“过渡层”,提高灌水频率可使上部土层水分含量增高至36%。灌水总量一定时,5d/次处理不利于土壤剖面水分蓄存。5d/次处理对土壤剖面的盐分淋洗效果优于其它处理,但其质量中心深度为23.71cm,存在返盐风险。5d/次处理,除对Na+淋洗率较低外,其余离子的淋洗率均高于其它处理,其中NO3-的淋洗率可达65.68%。(2)二维条件下,各灌水频率土壤水分变化主要集中在以灌水区域为中心,半径40cm区域内。灌水后30d,5d/次处理的表层平均土壤含水量为27.0%,均高于其它处理。提高灌水频率可扩大水平方向脱盐范围,过低的灌水频率容易在距离灌水区域20-30cm处产生裂隙,导致“优先流现象”产生,不利于表层土壤盐分淋洗。5d/次处理对Na+、SO42-的淋洗效果较好,对Ca2+、NO3-的淋洗效果不及15d/次处理。(3)土壤水分HYDRUS-1D模型模拟值与实测值吻合较好,但20cm以上土层土壤含水量实测值低于模拟值,其RMSE值分别为：5d/次处理0.0176cm3/cm3,10d/次处理0.0174cm3/cm3,15d/次处理0.0172cm3/cm3。土壤全盐含量HYDRUS-1D模型模拟,表现为20-40cm土层土壤全盐含量的数值模拟效果较好,而在0-20cm土层和40-50cm土层土壤全盐含量的模拟值与实测值存在偏差。其RMSE值分别为：5d/次处理0.239g/kg,10d/次处理0.169g/kg,1 5d/次处理0.093g/kg。各灌水处理水分及盐分模拟值与实测值的RMSE值均较小,可见HYDRUS-1D模型可较好的描述不同灌水频率下设施土壤水盐分布。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S156.4

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本文编号：2754310