不同水肥热条件下土壤水分运动参数与氮素转化参数研究

发布时间：2017-12-12 19:21

  本文关键词：不同水肥热条件下土壤水分运动参数与氮素转化参数研究

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【摘要】：农业生产活动中,土壤水和肥料的浪费以及对环境的污染问题日益严重,这些问题制约了农业经济的发展,同时也为环境带来了巨大压力。解决水肥问题的关键是对土壤水氮转化迁移规律进行科学研究,从而提高水肥有效利用率,实现水土资源高效利用。针对现状,本文通过室内试验与理论分析相结合的研究方法,对不同水肥热条件下土壤水分运动参数与氮素转化参数进行研究,为实际生产活动提供技术参数。具体研究成果如下:(1)不同温度和施氮量处理后的土壤水分特征曲线均可采用VG模型进行描述。土壤持水能力随温度的升高和施氮量减少而呈现递减趋势。VG模型中,参数θr,α,θs,m与温度和施氮量之间均满足改进后的指数函数形式。在此基础上,获得了综合温度和施氮量影响的土壤水分特征曲线的VG改进模型,并取得了满意的模拟效果。(2)土壤饱和导水率随温度的升高和水头的减小而呈现逐渐增大的变化趋势。饱和导水率与温度和水头之间的关系分别符合乘幂关系和线性关系。在此基础上,获得了综合温度和水头影响的土壤饱和导水率耦合模型,经验证该模型具有较高的计算精度。(3)不同温度、施氮量和含水率条件下的土壤硝化过程均符合一级反应动力学模型。硝化速率常数与温度、含水率和施氮量均呈现正相关关系。硝化速率常数与温度、含水率和施氮量之间均符合乘幂关系。在此基础上,获得了综合温度、施氮量和含水率影响的土壤硝化参数模型,验证结果表明模型具有较高的计算精度。(4)不同温度、施氮量和含水率条件下的土壤反硝化过程均符合一级反应动力学模型。反硝化速率常数与温度、含水率和施氮量均呈现正相关关系。反硝化速率常数与因子之间均可采用呈幂函数进行描述。在此基础上,获得了综合温度、施氮量和含水率影响的土壤反硝化参数模型,模型模拟结果满足精度要求。(5)不同温度、施氮量和含水率条件下的土壤氨挥发过程均符合一级反应动力学模型。氨挥发速率常数与温度、施氮量呈现正相关关系,但与含水率呈现负相关关系。氨挥发速率常数与因子之间均可采用呈幂函数进行描述。在此基础上,获得了综合温度、施氮量和含水率影响的土壤氨挥发参数模型,经验证,该模型模拟结果具有较高的精度。(6)不同温度处理下土壤铵态氮等温吸附曲线可采用Langmuir模型进行描述。最大吸附量qm和吸附常数K与温度之间均可采用二次多项式进行表示,由此获得了考虑温度影响的Langmuir吸附热力学修正模型,该模型的模拟精度较高。(7)不同温度和浓度条件下的土壤铵态氮吸附动力学过程均呈现先剧烈增加,然后迅速平衡的变化趋势。最大吸附量与温度和施氮量均呈现线性关系,达到平衡状态所需的时间与温度呈现改进后指数函数关系,与施氮量呈现改进的幂函数关系。由此获得了考虑温度和浓度影响的土壤铵态氮吸附动力学模型,经验证模拟精度满足氮吸附动力学模型要求。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S152.7

【参考文献】

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本文编号：1283666