阿拉善荒漠绿洲农田土壤水氮行为模拟与分析

摘要

本研究以阿拉善左旗为研究区域，采用田间小区试验、数学模型相结合的方法，分析不同水肥处理下阿拉善左旗田间土壤水氮运移情况、水氮利用效率；并进行<'15>N微区试验来分析肥料氮的去向。小区试验管理方式包括T1、T2 以及F(农户管理)；<'15>N 微区试验涉及三种处理方式。研究结果如下： 阿拉善左旗为典型的干旱荒漠区，由于当地干旱少雨，灌溉农业是该区的主要农田管理方式。但当地的地下水中氮含量较高，T1和T2的灌溉水中增加的氮量分别是施氮量的1.5倍和0.6倍。用其灌溉农田达到了灌溉施肥的双重效果，农户在不施肥只灌溉的管理方式下，作物产量达到了8461.6kg/ha，但仍低于T1和T2的产量。 T1和T2产量分别为11605.9kg/ha和12209.3kg/ha，根据统计分析，二者产量之间差异并不显著。 根据微区试验结果，三种处理方式下作物回收率低，肥料氮的损失率都比较高，分别为48.31％，52.52％和50.14％。 基于Hydrus-1D原理，以田间试验数据为基础，建立并验证水氮运移模型，所得模拟值与实测值吻合较好，可以应用该模型进行水氮平衡各项的计算以及计算水氮利用效率。 T1和T2的水分利用效率分别为1.23kg/m<'3>和1.64kg/m<'3>；二者的水分渗漏量比较大，分别为457.9mm和258.8mm(占总入水量的49.7％和35.6％)。T1和T2的氮素利用效率分别为18.78kg/kg和18.69kg/kg；氮淋失量是氮素平衡中最主要的消耗项，分别占分别占总输入氮的79.5％和56.2％，T1的氮淋失量是T2的1.18倍。 综合考虑两种处理下的作物产量、水氮利用效率、水分渗漏、氮淋失因素，认为T2的水氮管理方式更合理。

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第一章绪论

1.1问题的提出和研究意义

1.2国内外研究现状

1.2.1氮素转化研究现状

1.2.2肥料氮的去向

1.2.3溶质运移模型

1.2.4氮素运移模型及研究现状

1.3研究目标、研究内容及技术路线

1.3.1研究目标

1.3.2研究内容

1.3.3技术路线

第二章试验方案

2.1研究区概况

2.2田间小区试验

2.2.1土壤剖面情况

2.2.2试验处理及小区布置

2.2.3观测项目

2.3微区试验

第三章试验结果分析

3.1作物生育期和叶面积指数情况

3.2根系分布情况

3.3灌溉水中氮含量与灌溉增加的氮量

3.4作物产量情况

3.5土壤剖面含水量变化

3.6土壤剖面硝态氮和氨态氮含量的变化

3.7肥料氮的去向

3.8本章小结

第四章水氮运移模型的建立及验证

4.1模型原理

4.2参数率定及模型验证

4.2.1水分参数

4.2.2硝态氮运移参数

4.3模拟结果分析

4.3.1水分平衡分析

4.3.2氮平衡分析

4.4本章小结

第五章结论与展望

5.1本文主要结论

5.2展望

参考文献

致谢

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