黃土層中氮素運移試驗研究及數(shù)學(xué)模擬分析.pdf

1、隨著化肥使用量的增加，糧食產(chǎn)量明顯提高，但在世界范圍內(nèi)地表水和地下水中氮化合物的含量呈增加趨勢，對地下水和水體環(huán)境造成嚴重污染[1]。所以要從生產(chǎn)、生態(tài)和經(jīng)濟效益等多方面考慮化肥和灌水量的科學(xué)配置，做到合理的肥水投入[2]。國內(nèi)外學(xué)者在灌水和施肥對NO-3--N在土壤中的運移規(guī)律[3～7]、氮肥在土壤和地下水中的遷移轉(zhuǎn)化過程進行了較為廣泛地研究，取得了顯著的成果[8～9]。但是，在灌溉施肥條件下，對黃土中的NO-3--N運移規(guī)律研究不多

2、。在不同灌水和施肥量條件下，利用室內(nèi)示蹤試驗，研究黃土層中NO-3--N的運移規(guī)律和動態(tài)變化，為黃土農(nóng)業(yè)區(qū)合理灌溉施肥、提高水肥利用率、防止地下水污染提供科學(xué)依據(jù)，對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境和水環(huán)境的保護具有重要意義。 本文研究的主要結(jié)論如下： (1)在不同的灌溉水平下，各處理間土壤水分在剖面中的變化較平緩，但是，隨著灌水量的增大土壤含水量也相應(yīng)增大。灌水量為235.6mm和254mm時，在水勢梯度作用下土壤水分向下運移，運移速度較

3、大，使得土壤含水量在整個剖面中的分布變化相對均勻；在小灌水定額條件下，0～25cm土層變化平緩，在25cm以下土壤含水量明顯減少。對含水量隨土層深度變化曲線進行回歸分析，相關(guān)性顯著。 (2)同一灌水量不同施肥量的土壤NO-3--N含量分布有所不同，高施氮量處理的NO-3--N含量分布曲線位于低施氮量之外。不同深度的土壤中NO3--N累積量不同，隨著土壤深度的增加，不同處理間土壤NO-3--N的累積量差異越小。從整個剖面中NO-3

4、--N含量來看，明顯表現(xiàn)出土壤NO-3--N含量隨施氮量的增加而增加的規(guī)律。 NO-3--N含量隨施氮量增加而提高，在低施氮量水平下，大灌水量可形成土層中NO-3--N強烈的淋洗作用；在高施氮量時，土壤中NO-3--N有效積累量并非隨施氮量增加而相應(yīng)增加，多余的施氮量會隨水分顯著運移到下層，NO-3--N含量隨施氮量變化成對數(shù)相關(guān)關(guān)系；灌水量對各土層NO-3--N含量影響顯著，土層NO-3--N含量隨灌水量增大而減小，呈顯著的指

5、數(shù)相關(guān)模式。 淋溶量受灌水量的影響十分顯著，灌水定額增加，氮素深層淋溶損失量也明顯增大。不同的組合在不同的土壤深度均表現(xiàn)為土壤含水量與氮素含量成反比。 (3)土壤中NH+4-N含量分布不像NO-3--N那樣隨水分不斷向下運移，在下層土壤剖面NH+4-N含量較背景值小。在濕潤體中，灌入的NH+4-N絕大部分集中在0-20cm范圍內(nèi)，而在20cm以外范圍的土壤中NH+4-N含量并沒有因為施氮量的入滲而明顯增大，其值較背景值沒

6、有明顯變化。這主要是由于土壤膠粒主要帶負電荷，土壤溶液中NH+4-N帶正電荷，與土壤膠體顆粒接觸后被大量吸收，導(dǎo)致土壤溶液中NH+4-N含量迅速減少，沮礙了NH+4-N下層土壤中運移。 (4)水分通量的整體變化趨勢是隨著土層深度的增加而逐漸遞減。水分通量與土層深度成顯著線性關(guān)系。NO-3--N的運移通量隨土層深度增加而減小，且大灌水量處理的運移通量和運移速率明顯高于小灌水量處理。綜合分析室內(nèi)示蹤試驗和前期大田試驗成果， NO-3