灌施尿素條件下復(fù)水對(duì)蓄水單坑土壤水氮運(yùn)移的試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬.pdf

1、我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)用水需求量較大，但長(zhǎng)期以來，我國(guó)人均水資源相對(duì)匱乏，特別是近年來干旱、水土流失和土壤沙漠化等問題日益凸顯，同時(shí)灌施氮肥后的降雨(復(fù)水)又容易造成土壤中氮素的淋溶和深層滲漏，不僅會(huì)引起氮素的利用率降低，而且會(huì)引起地下水的污染，對(duì)水資源的循環(huán)利用和農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活用水都造成了嚴(yán)重的影響，因此，尋求一種節(jié)水保肥，可持續(xù)發(fā)展的用水方法就顯得更加迫切和重要。針對(duì)上述情況，孫西歡教授提出一種適于山丘區(qū)果林灌溉的新型節(jié)水灌溉方

2、法--蓄水坑灌法。該方法將節(jié)水灌溉和水土保持有機(jī)統(tǒng)一，既可滿足節(jié)水、保水和抗旱的要求又能充分利用當(dāng)?shù)亟涤陱搅饔行Э刂扑亮魇?。該方法?jīng)過多年研究在水分、蒸發(fā)和氮素運(yùn)移方面已取得長(zhǎng)足發(fā)展，并且碩果累累，但有關(guān)復(fù)水的研究還處于起步階段，因此研究蓄水坑灌條件下復(fù)水對(duì)土壤水氮運(yùn)移的影響對(duì)豐富蓄水坑灌方法的理論有著重要的意義。
　　 本論文通過結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(50979065)，在室內(nèi)進(jìn)行了復(fù)水條件下蓄水單坑土箱模型試驗(yàn)研究，研

3、究了不同復(fù)水量(1.75L、3.5L和5.25L)和不同復(fù)水時(shí)間(1d、3d、5d、7d和10d)對(duì)蓄水單坑條件下土壤水氮運(yùn)移的影響；在數(shù)值模擬部分運(yùn)用土壤水動(dòng)力學(xué)理論和土壤溶質(zhì)運(yùn)移理論建立了復(fù)水條件下蓄水單坑土壤水氮數(shù)學(xué)模型，并通過有限元法對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值求解。主要結(jié)論如下：
　　 (1)蓄水單坑條件下不同復(fù)水條件(復(fù)水量和復(fù)水時(shí)間間隔)對(duì)土壤含水率的影響主要包括：①由于蓄水坑底部設(shè)有不透水擋板，復(fù)水后水分入滲主要以水平入滲為主

4、，含水率整體增大，濕潤(rùn)范圍增大。含水率隨著徑向距離的增大而減小，隨著垂向距離的增大先增大后減?。虎谠趶?fù)水時(shí)間相同的情況下，復(fù)水量越大，水分運(yùn)移范圍越大，含水率越大；③在復(fù)水量相同的情況下，復(fù)水的間隔時(shí)間越短，水分運(yùn)移范圍越大，水分在濕潤(rùn)體內(nèi)分布越均勻。
　　 (2)蓄水單坑條件下不同復(fù)水條件(復(fù)水量和復(fù)水時(shí)間間隔)對(duì)土壤硝態(tài)氮運(yùn)移規(guī)律的影響主要包括：①在徑向方面，復(fù)水后土壤硝態(tài)氮濃度隨徑向距離的增大而減小，但在徑向濕潤(rùn)體邊緣處，

5、硝態(tài)氮濃度達(dá)到峰值并且高于復(fù)水前硝態(tài)氮濃度的峰值。在復(fù)水時(shí)間間隔相同的情況下，復(fù)水量越大，硝態(tài)氮濃度的峰值推進(jìn)的越遠(yuǎn)，濕潤(rùn)體內(nèi)部硝態(tài)氮濃度越小，在復(fù)水量相同的情況下，復(fù)水時(shí)間間隔越長(zhǎng)，硝態(tài)氮濃度的峰值推進(jìn)的越遠(yuǎn)，濕潤(rùn)體內(nèi)部硝態(tài)氮濃度越??；②在垂向方面，復(fù)水后土壤硝態(tài)氮濃度隨垂向距離的增大先增大后減小，在垂向濕潤(rùn)體邊緣處達(dá)到峰值。在復(fù)水時(shí)間間隔相同的情況下，復(fù)水量越大，硝態(tài)氮濃度在垂向濕潤(rùn)體邊緣處也越大，在復(fù)水量相同的情況下，復(fù)水時(shí)間間隔

6、越長(zhǎng)，硝態(tài)氮濃度在垂向濕潤(rùn)體邊緣處越大；③可見，硝態(tài)氮運(yùn)移以對(duì)流為主，大部分硝態(tài)氮集中在濕潤(rùn)體邊緣處。
　　 (3)土壤中的銨態(tài)氮受到土壤膠粒的吸附作用，其運(yùn)移規(guī)律不同于硝態(tài)氮，分布特征為：①在徑向方面，復(fù)水后銨態(tài)氮濃度隨徑向距離的增大先增大后減小，在復(fù)水時(shí)間間隔相同的情況下，復(fù)水量越大，銨態(tài)氮濃度的峰值越向前推移，在復(fù)水量相同的情況下，復(fù)水時(shí)間間隔越長(zhǎng)對(duì)銨態(tài)氮運(yùn)移影響越明顯，但在復(fù)水時(shí)間間隔大于5天后，復(fù)水對(duì)銨態(tài)氮運(yùn)移分布無明