污水灌溉与施肥条件下氮素在土壤中迁移转化动态的初步研究

摘要

污水灌溉和施肥条件下,氮素在土壤与作物系统中迁移转化规律的研究,对于合理利用污水资源和合理施肥,最大限度提高水分养分的利用率,减少硝态氮淋洗风险,具有十分重要的意义.该文研究以室内外试验为基础,以数值模拟为手段,开展相应的研究工作.在室内以NH<,4>C1为对象,开展了均质土壤稳定流场下和一次灌水非饱和条件下NH<,4>-N的迁移转化试验,同时利用批平衡处理试验研究了NH<,4><'+>的吸附特征,结果表明NH<,4><'+>在土壤中迁移具有明显的延迟效应,NH<,4><'+>的吸附特征可以较好地利用线性模型进行描述;在饱和条件下,NH<,4><'+>-N在迁移过程中难以发生硝化反应,但在非饱和土壤中,NH<,4><'+>-N在迁移过程中容易发生硝化反应;在一次灌水后,NO<,3><'->-N会被淋洗至计划湿润层深度以下的土层中.基于批平衡得到NH<,4><'+>-N的吸附延迟系数,利用对流一弥散方程模拟NH<,4><'+>-N在饱和土壤中的迁移过程,模拟结果与试验结果吻合较好.在室外进行了不同清污水灌水量与施肥条件下氮素迁移转化试验,同时进行了考虑根系吸收,硝化和反硝的田间非饱NO<,3><'->-N迁移转化模型的数值模拟,研究结果表明与施肥相比,污水灌溉对土壤中NO<,3><'->-N累积的贡献较小,所建立模型可用于模拟NO<,3><'->-N在土壤中的迁移.

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第一章绪论

1.1项目研究的意义

1.2氮素的迁移转化研究进展

1.3本文研究的内容

第二章一维饱和与非饱和土壤中氮素运移转化的室内试验

2.1土壤NH4-吸附参数测定

2.1.1试验材料与方法

2.1.2试验结果分析

2.2一维饱和土柱氮素运移与转化试验

2.2.1试验材料与方法

2.2.2试验结果分析

2.3一维非饱和土柱氮素运移与转化试验

2.3.1试验材料与方法

2.3.2试验结果分析

第三章一维饱和土壤中氮素运移与转化数值模拟

3.1一维饱和土壤中NH4--N运移与转化数值模拟

3.1.1数学模型

3.1.2数值方法

3.1.3数值模拟结果与分析

第四章施肥与污水灌溉条件下氮素运移与转化的田间试验

4.1试验材料与方法

4.1.1试验区简介

4.1.2试验处理布置

4.1.3试验观测内容与方法

4.2试验结果与分析

4.2.1灌溉水水质分析

4.2.2作物生理生态指标的差异

4.2.3土壤中N的时空分布

第五章污水灌溉与施肥条件下硝态氮运移与转化数值模拟

5.1数学模型

5.1.1水流运动的数学模型

5.1.2 NO-3-N运移与转化模型的建立

5.2数值求解

5.3数值模拟结果与分析

第六章结语

致谢

参考文献