磁化肥液土壤入渗特性及对水分胁迫下油菜生长的影响

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磁化处理作为一项新型水处理技术,农业研究多集中于磁化水灌溉对土壤理化性质以及正常水分条件下的作物效应研究,关于磁化肥液土壤入渗特征和逆境胁迫下的作物效应研究相对较少。考虑到我国水肥一体化技术的应用前景以及磁化技术在农业上展现出的巨大潜力,本文开展了磁化肥液理化特性、土壤入渗以及温室试验,在明确磁化肥液理化特性变化的基础上探究了磁化肥液对土壤入渗特征、水氮运移分布的影响以及磁化肥液培养对水分胁迫条件下油菜生长生理的影响,为磁化技术在农业上的应用提供了理论依据,主要结论如下:(1)与未磁化肥液相比,磁化肥液理化性质均随磁场强度增大呈现一定的波动性变化。整体来看,肥液经磁化后电导率降低,p H值增大,但二者变化程度均较小。不同浓度磁化肥液溶氧量相对增加5.38%-11.08%,表面张力系数相对降低0.36%-15.60%,溶氧量增量和表面张力减量与肥液浓度之间呈正相关关系,300 m T磁场强度条件下电导率、表面张力系数以及溶氧量变化幅度最大。(2)肥液浓度和磁化作用均能够显著提高土壤水分入渗性能。通过构建湿润锋运移距离与肥液浓度之间的函数关系,可对不同磁化条件下一定肥液浓度范围内一维垂直入渗湿润锋运移距离进行精确的模拟计算。Philip、一维代数以及Green-Ampt入渗模型仍可较好描述磁化肥液土壤入渗过程(R~2>0.98),模型拟合所得土壤吸渗率S、饱和导水率Ks以及有效土壤水扩散率(?)均有所增大,土壤水分特征曲线和非饱和导水率综合形状系数m和湿润锋处的吸力Sf减小,高浓度磁化肥液条件下模型参数的相对变化率最大。磁化肥液条件下,Philip与Green-Ampt入渗模型参数在互推过程中存在较大误差。(3)磁化肥液入渗土壤含水率的提高随肥液浓度的增大而增大,一维代数入渗公式可较好描述不同磁场强度下各浓度肥液入渗结束时的土壤含水率分布情况。肥液和磁化作用均可显著提高入渗结束时的土壤硝态氮含量,二者共同作用下,磁化高浓度肥液条件下的土壤硝态氮含量最高,这有利于土壤无机氮素的保持。(4)水分胁迫对油菜株高、叶面积、地上以及地下部干鲜重具有一定的抑制作用,且该抑制作用随水分胁迫程度以及胁迫时间的延长不断增强。磁化肥液培养可以显著促进油菜各项生长指标的变化(P<0.05),促进不同干旱胁迫条件下光合色素含量的变化,并通过改善油菜叶片气孔导度和蒸腾速率,增大胞间CO2浓度,提高了油菜光合作用。
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