【摘 要】
:
灌溉施肥就是将肥料溶解在灌溉水中,使灌水和施肥同时进行,来满足作物对水分和养分的需求,其具有降低养分流失引起的农田土壤生态环境污染风险,提高化肥利用率的优点。但以往研究较少分析沟灌过程中施肥时机对土壤湿润体内不同形态氮素运移转化具体信息,导致较难提出具有一定普适性的沟灌施肥技术要素合理组合。基于此,本文采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的技术路线,分析砂壤土和黏壤土质地施肥时机对土壤水氮运移转
论文部分内容阅读
灌溉施肥就是将肥料溶解在灌溉水中,使灌水和施肥同时进行,来满足作物对水分和养分的需求,其具有降低养分流失引起的农田土壤生态环境污染风险,提高化肥利用率的优点。但以往研究较少分析沟灌过程中施肥时机对土壤湿润体内不同形态氮素运移转化具体信息,导致较难提出具有一定普适性的沟灌施肥技术要素合理组合。基于此,本文采用试验研究、理论分析和数值模拟相结合的技术路线,分析砂壤土和黏壤土质地施肥时机对土壤水氮运移转化特性的影响,结合大田沟灌施肥试验,量化比较施肥时机对灌溉施肥质量的影响,提出研究区域合理的沟灌施肥技术要素组合。得到以下主要研究结论:(1)分析了施肥时机对土壤水氮运移转化特性的影响。结果表明,施肥时机对一维入渗土壤累积入渗量和湿润体中水分运移特性影响微小,但对土壤中不同形态氮素(尿素态氮、硝态氮和铵态氮)的运移转化特性影响显著;不同施肥时机对土壤0-40 cm中铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量有较大影响,后1/2入渗水量和全过程施肥时均大于前1/2入渗水量施肥。(2)基于一维入渗试验实测数据反演得到土壤水力特性参数,利用反演所得的参数模拟不同施肥时机下沟灌土壤水分运动过程。结果表明,不同施肥时机条件下沟灌湿润锋运移距离和累积入渗量模拟值与实测值的相对误差均小于10%,通过模拟发现施肥时机对沟灌土壤水分分布和再分布影响较小。(3)以一维入渗试验为基础,通过反演所得的溶质运移参数来模拟不同施肥时机下的沟灌土壤氮素运移转化过程。结果表明,砂壤土和黏壤土湿润体中尿素态氮、NH4+-N和NO3--N含量模拟值与实测值吻合度较好,两者间相对误差绝对值均小于20%;通过对不同施肥时机下不同形态氮素运移转化过程模拟发现施肥时机对沟灌不同形态氮素运移转化特性影响显著。(4)通过大田沟灌施肥试验发现,施肥时机对土壤水分运移特性影响较小,对不同形态氮素的运移转化特性影响显著;不同施肥时机下沟灌灌水效率、灌水均匀度和储氮效率差异较小,但对氮素在沿沟长方向上的分布均匀性影响显著,全过程和后半程施肥时远大于前半程施肥。通过室内试验、大田试验和数值模拟相结合的方法分析发现,在灌水的全过程或后半程施肥时可以获得较高的灌水施肥质量。土壤不同形态氮素运移转化是一个复杂的生化过程,其影响因素众多。本文在模拟时虽然考虑了不同因素对其的影响,但只是采用定值来模拟这个过程,而在实际中这些参数是变化的,对于这些参数的影响因素及其变化规律还需进一步深入研究;并且由于时间和试验量的限制,本文仅进行了一种土壤质地下的大田试验,后续还需进一步研究不同土壤质地下施肥时机对大田沟灌水氮运移特性的影响。
其他文献
叶轮间隙广泛存在于流体机械的转轮室内部,由于高速旋转的叶片两侧压差巨大,在压力的作用下流体通过小尺度的间隙易产生激流,从而引起间隙涡的产生,其存在会严重影响转轮室内部流态,若涡流的流速过快还易导致在靠近叶片表面位置发生空化效应,严重影响流体机械的稳定运行,降低流体机械运行效率,因此对间隙泄漏涡及其抑制方法进行研究是十分必要的。本文使用数值模拟及多目标优化算法等方法,对一种间隙位置开C型槽的被动控制
水利工程中大坝的修建会破坏河流的连通性,阻碍洄游鱼类的洄游通道,从而影响鱼类的生殖交流,对鱼类种群的繁衍造成了影响。研究坝下流场的水力特性,探求水动力条件对鱼类洄游行为的影响,对确立有利于鱼类洄游的发电机组运行方式,促进鱼类物种的延续,实现生态的和谐,保持河流生态的可持续发展具有重要的意义。本文基于标准k-ε紊流模型,结合钢盖假定法模拟自由液面,建立三维数值模型,采用数值模拟和理论分析相结合的方法
水轮机在多泥沙河流中运行时,不可避免地会出现空化和磨蚀问题,上述问题会造成机组的性能下降。本文以某水电站型号为HLX180-LJ-145的混流式水轮机为研究对象,基于数值计算,改造水轮机转轮,在原型转轮叶片中加入导流翼结构,提出了6种导流翼尺寸方案,考虑了不同流量工况,对原型以及改型水轮机进行定常数值计算,研究导流翼长度以及高度的变化对混流式水轮机效率以及空化性能的影响,从中选取了最优性能的导流翼
本文以内蒙古河套灌区的春玉米(金田8号)为研究对象,探究该地区春玉米在不同灌溉方式(传统地面灌M和滴灌D)、不同覆膜类型(加强膜J和普通膜P)及不同灌水量(高水1和低水2)处理下的土壤理化性质、光合指标、生长指标、产量等参数变化特性,以及基于Logistic模型提出内蒙古河套灌区玉米生长经验模型,从而提出适合该地区节水增产的灌溉制度,为当地生产实践提供科学的理论依据。其主要研究成果如下:(1)滴灌
由于作物形态结构大小不一、非刚性、动态生长等特点,现有的监测方法在采集信息过程中常常会破坏作物生长环境、难以实现连续性监测、且需要消耗大量人力、物力,农业监测成本高,因此,为了准确高效地获取作物器官表观信息,本研究采用理论分析、数学模拟与试验研究相结合的方法,开展了作物叶片和果实器官的视觉可视化监测方法研究,主要研究结论如下:(1)针对作物叶片的空间位姿不确定性高、随机性大的问题,提出了基于机器人
微塑料(Microplastics,MPs)在自然水体中的含量与分布特征受到较为广泛的关注,但MPs在污水处理厂内的迁移转化等方面的研究相对较少。本研究通过在实验室构建典型活性污泥系统,分析了不同种类及浓度MPs对可降解MPs对污染物处理性能、功能性微生物活性、胞外聚合物(EPS)组分的影响。同时在污水处理厂实地投加不同塑料颗粒,进一步分析了 MPs与表面生物膜微生物群落的变化规律。主要研究结果如
复合土工膜作为防渗体在水利建设中得到了广泛的应用,其防渗效果明显,且在造价和施工等方面也具有明显优势。在高水头作用下,随着坝体高度的增加,复合土工膜的防渗面积明显增大,在施工和防渗过程中,相应的复合土工膜容易发生破损,易出现各类缺陷现象,降低了复合土工膜的防渗效果。土工膜缺陷导致水体通过缺陷进入到坝体造成渗流问题,从而影响坝体安全稳定性。因此研究土工膜缺陷渗漏对坝体渗流的影响极为重要,对大坝防渗措
近些年氮肥的施用量一直在增加,较高的施氮量可以有效提高作物产量,但过量施用氮肥会导致土壤、空气、水中氮素含量过高,造成土壤质量变差,化肥利用率降低,生产成本增加和环境污染等一系列问题,γ-聚谷氨酸(γ-PGA)因具有保水性、保肥性、缓释性、粘结性、保湿性、可降解等独特的理化和生物学特性受到广大研究者的重视,研究γ-PGA对氮素迁移转化的影响对其在农业方面的应用具有重要意义。本文通过培养试验,设置P
西部典型牧区是中国主要草原畜牧业基地,同时起到着生态屏障和保证国家粮食安全的重要功能。但由于天气暖干化,区域草地资源急剧下降,而且区域内超载放牧,不合理的草原开垦导致原本脆弱的草原生态出现一系列的问题,严重影响了牧区经济社会发展。草地资源紧缺,人工草地作为高效、稳定的灌溉草地,一直都被视为解决牧区畜牧业发展与天然草原生态保护之间矛盾的重要措施。但发展人工草地,势必增加牧区的农业用水,挤压区域内其他
近年来,随着社会经济持续增加以及人类活动强度逐渐增大,我国西北地区的湖泊正面临着湖泊面积减少、水体咸化、水质恶化等一系列问题,生态安全保障持续受到挑战,尤其是干旱半干旱区湖泊生态安全状况更加严峻。因此对区域湖泊进行生态安全评价,对保护湖泊生态环境,保障湖泊生态安全,协同区域社会环境发展乃至响应国家生态文明建设战略需求等方面等具有重要意义。本研究以西北干旱半干旱地区代表性湖泊博斯腾湖为研究区域,采用