云南抚仙湖流域营养盐在土壤中迁移转化模拟

摘要

选取抚仙湖北岸极具代表性的蔬菜．水稻种植地为研究对象，以土柱实验模拟为基础，分析不同降雨强度对土壤中营养盐淋失的影响，并利用土柱实验数据拟合LEACHM模型，找到适合区域的模型参数。同时结合实地调查灌溉、施肥情况以及观测地下水埋深及营养盐浓度，利用LEACHM模型模拟抚仙湖典型农田土壤营养盐淋失特征，探讨灌溉、施肥对土壤中营养盐淋失的影响；通过已率定的模型模拟分析不同灌溉量、施肥量及肥料类型对研究区土壤营养盐淋失的影响，揭示营养盐浓度变化过程及原因。 通过降雨强度分别为0.75、0.85、1.21mm·min<'-1>的三组室内土柱实验结果的讨论得出，水分下渗速率随降雨强度的增加而增大，氮素的淋失过程呈现了同样的规律。降雨强度对磷素淋失的影响几乎无影响，与土壤中总磷浓度及土壤对土壤的吸附能力有关，在不产生地表径流的情况下，磷素淋失量与降雨量呈线性关系，相关系数为R<'2>为0.982。利用土柱实验验证LFACHM模型，达到了一定的效果，为现场模拟提供了基础。 对云南抚仙湖北岸典型农田进行探讨同一农田不同种植期地下水中营养盐变化规律得出，灌溉量增加，氮素磷素淋失量越大，蔬菜种植期营养盐淋失主要以硝态氮为主，铵态氮和总磷淋失量很小；淹水农田硝态氮淋失量比蔬菜种植期小，铵态氮和总磷淋失量比蔬菜种植期大。利用LEACHM模型计算得出，蔬菜种植期硝态氮、铵态氮、总磷淋失量分别为；46.7、0.1、0.1kg·ha<'-1>水稻种植期硝态氮、铵态氮、总磷淋失量分别为：9.5、4.6、2.3kg·ha<'-1>。对于同一农田，不同种植类型，土壤饱和水分下渗速率不同。蔬菜种植期土壤疏松，存在大孔隙，水分下渗速率大，而淹水农田由于长期浸泡作用使土壤孔隙率减小，且土壤大空隙(通道)易被淤泥堵塞，水分下渗速率相对较小，在利用LEACHM模型时应采用不同的模型参数，模拟不同种植期以达到最佳的模拟效果。 利用土柱实验和现场观测数据率定LEACHM模型，利用已率定的模型探讨施肥，灌溉对营养盐淋失和地下水营养盐浓度进行探讨。对研究区现有的灌溉水平条件下，增加蔬菜种植期灌溉量，地下水硝态氮浓度减少；增加水稻种植期灌溉量，地下水氮磷浓度增加。施肥量越大，氮素淋失量越大。氮肥施加量与硝态氮淋失量和地下水硝态氮浓度呈显著正相关关系，而地下水铵态氮浓度与氮肥施加量线性相关性不显著；磷肥施加量对磷素的淋失影响不大。同施加碳铵相比，施加硝铵会造成水稻田硝态氮的大量淋失；蔬菜地施加硝铵对硝态氮淋失作用不明显。若施加同等重量的碳铵和硝铵，施加碳铵会增加铵态氮淋失量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1氮素淋失对地下水的污染

1.1.1氮素的淋失及危害

1.1.2氮素淋失的影响因素

1.2磷素对地下水的污染

1.2.1磷素在土壤中及水中的存在形态

1.2.2磷素的淋失及危害

1.2.3磷素淋失的影响因素

1.3农业营养盐淋失模型国内外研究现状

1.4研究内容与技术路线

1.5研究目的与意义

第二章LEACHM模型的原理及模块

2.1 LEACHM模型的发展

2.2 LEACHM的模型的概念及过程

2.3 LEACHM的模块及影响因素

2.3.1水分特征曲线

2.3.2水分运移

2.3.3磷吸附曲线

2.3.4作物收割生长吸收

2.3.5水分蒸散发

2.3.6翻耕

2.3.7植物水分吸收

2.3.8径流

2.3.9氮磷的转化

2.3.10化学物迁移方程

第三章室内土柱试验及模拟

3.1实验地基本状况

3.2材料与方法

3.2.1土柱模拟实验

3.3结果分析与讨论

3.3.1不同降雨强度下土柱实验结果

3.3.2 Frcundlich吸附曲线

3.3.3模型的建立

3.3.4模型模拟不同降雨强度土柱淋溶实验结果

3.4小结

第四章不同种植类型营养盐淋失及模拟

4.1观测点的选择

4.2试验材料与方法

4.2.1实验方法

4.2.2采样频率及测定方法

4.2.3模型的建立

4.2.4模型数据的输入

4.3结果分析与讨论

4.3.1不同种植类型地下水埋深观测值与模拟值的比较

4.3.2 不同种植类型地下水硝态氮观测值与模拟值的比较

4.3.3 不同种植类型地下水铵态氮观测值与模拟值的比较

4.3.4 不同种植类型地下水总磷观测值与模拟值的比较

4.3.5 不同种植类型营养盐淋失

4.4 小结

第五章不同种植类型下灌溉和施肥对农田氮磷淋失模拟分析与讨论

5.1概述

5.2方法

5.3结果分析与讨论

5.3.1 不同灌溉量对氮磷淋失量的影响

5.3.2 不同施肥量对氮磷淋失的影响

5.3.3施加碳铵和施加硝铵对氮素淋失的影响

5.4 小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

6.2.1灌溉

6.2.2种植方式

6.2.3 施肥量

6.2.4肥料类型

致谢

参考文献

研究生阶段论文发表