模拟土柱条件下黑土中肥料氮素的迁移转化特征

为明确肥料氮素在土壤中的迁移转化动态特征,利用模拟土柱方法,研究了3倍常规施肥量条件下不同肥料处理(尿素、硫铵)黑土的矿质氮变化。结果表明:不同氮肥处理的氮素养分迁移转化特征有明显差异。对照处理(不施肥)土柱内各层次间NH4+-N和NO3--N含量差异不明显;施用尿素或硫铵后,表层0~50mm土层的NH4+-N和NO3--N含量比不施肥对照分别升高100.8~3408.1mg·kg-1、113.4~388.0mg·kg-1和126.7~4671.1mg·kg-1、51.4~63.3mg·kg-1,且在培养前14d内变化最大。在整个培养期内,施用硫铵处理各层次NH4+-N平均含量比尿素处理高2.54~1423.7mg·kg-1,NO3--N平均含量低4.38~335.1mg·kg-1;而尿素处理各层次的硝化率是硫铵处理的0.79~9.12倍。表明肥料氮素的迁移与转化集中在0~50mm土层内,尿素处理的氮素转化速率较硫铵处理高。     

磺胺嘧啶在原状土柱中的运移特征及模拟

以磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SDZ)为研究对象,通过室内原状土柱(0~15 cm,土柱Ⅰ和15~30 cm,土柱Ⅱ)出流试验探讨了其在不同剖面深度处的迁移特征,运用Hydrus-1D软件对试验结果进行模拟,并对不同流速下磺胺嘧啶在0~200 cm土壤中的迁移行为做了预测。结果表明:SDZ在原状土柱Ⅱ中的穿透曲线相较于原状土柱Ⅰ的发生左移,即较深层土壤中,SDZ的迁移速度更快,这主要是受土壤理化性质,如有机质、阳离子交换量和p H等的影响;两区模型(TRM)模拟的R~20.91,均方根误差RMSE0.061,不动水区域f0.154,其模拟效果优于单点模型(OSM)和两点模型(TSM),表明土壤的不可动区域是吸附SDZ的重要部分。预测结果显示:同一流速时,SDZ浓度峰值随着土壤剖面深度增加而减小,出流时间逐渐增大;同一深度处,当水流速度从0.017 cm min~(-1)增加到0.030 cm min~(-1)再到0.100 cm min~(-1)时,磺胺嘧啶在土壤中的迁移速度不断加快,出流浓度也越来越高,当流速为0.100 cm min~(-1)时,SDZ可快速穿过土层进入地下水,其穿透曲线不再对称,出现拖尾现象。     

不同配水周期人工土快滤系统对城市污水的净化效果

在土柱内装填人工土滤料,利用中国农业大学排放的混合污水进行了３种配水时间４种湿干比污水处理试验。结果表明,在人工土运行过程中,短的配水周期和干化时间可恢复较大的渗透率,而较长时间淹灌,需要相应地延长其干化时间;春、夏、秋、冬４个季节人工土滤出水ＣＯＤ、ＢＯＤ５和ＳＳ值均以配水８ｈ去除率最高。全磷含量的配水８ｈ最低,去降率一般在４０％～６８％。对氮的去除能力,湿干比越小,干化时间越长,则越有利于氮的     

人民胜利渠灌区氮素淋失特性的模拟研究

利用自制渗漏装置进行了氮素淋失的模拟实验。结果表明：氮素的淋失量随渗漏水量和施氮量的增加而增加；在渗漏水量氮量超过一定限度后，作物吸氮量降低，逐渐接近甚至低于氮素淋失量；氮的气态损失量在渗水量过低或过高时及施量氮过多时都远大于氮素的淋溶损失量，而在渗漏水量适中及施氮量少时，氮素淋失量却大于气态损失；土壤氮的减少量随渗漏水量的增加而增加，且始终高于氮素的淋失量，但随着施氮量的增加而减少，且在高施氮量     

室内-维土柱人渗试验装置系统的研究及应用

近年来作者在进行“黄土坡面产流实验与模拟的研究”等课题的研究中,研制了室内一维土柱入渗装置系统.该系统对于均质扰动土柱及原状土柱,在降雨入渗或积水入渗条件下的入渗率以及土壤水在剖面上的分布,分别采用了自动跟踪测量和放射性同位素测量,并利用计算机对数据进行实时釆集和处理,提高了量测精度,减少了人为差错,同时又便利了试验资料的整理分析,因而,为非饱和土壤水运动的试验研究提供了先进的测试手段.该试验装置系统的组成见图1所示.     

城市污水污泥处理利用研究进展

城市污水污泥由于其产生量的巨大及成分的复杂,如何对它进行合理利用已越来越受人们关注。文章系统地综述了污泥的减容化、无害化处理方式及其进展,并重点对其资源化的土地利用和水处理利用等作了较为详细的论述,从而提出污泥的资源化最经济、最有效的处理途径。     

引黄灌区灌淤土氮素淋失特征土柱模拟研究

采取土柱模拟实验的方法研究了不同施氮强度对宁夏引黄灌区灌淤土中氮素淋洗损失特征,以期为氮素淋失控制和合理施用提供科学依据。试验设5个氮水平,分别为对照处理(N0)、常规氮水平300 kg·hm-2(N300)、优化氮水平(N240)、2倍常规氮水平(N600)、2倍优化氮水平(N480)。试验结果表明:不同施氮水平淋洗液中NO3--N的浓度表现出先升高后降低的趋势,浓度峰值出现的时间随施氮水平增加逐渐后移,NO3--N是氮素淋洗损失的主要形态,而NH4+-N的淋失损失主要出现在淋洗前期,增加施氮量可以推迟各形态氮素峰值出现时间,增加淋失风险。N240,N300,N480和N600处理总氮累积淋失量分别为94.53、128.02、222.06 kg·hm-2和268.6 kg·hm-2,淋洗损失比例分别为39.38%、42.67%、46.26%和44.77%,当季施入稻田土壤的氮肥极易淋洗到100 cm深度以下,成为浅层地下水的潜在威胁。施入到灌淤土的氮素有39.38%~46.26%通过淋洗途径损失,各处理总氮累积量淋失规律服从对数方程Yt=a+blnt(R2=0.927~0.975)。     

城市污水人工快滤处理后回用的环境效应研究

本研究选用三种灌溉水质（原污水、滤出水、清水）、二种土壤（砂壤、轻壤）和三种作物（水稻，黄瓜、油菜）进行了为期二年的对比试验，以观察滤出水灌溉对作物，水生生物（鱼）和地下水的环境影响。     

城市污水人工土快滤床运行方式的试验研究

在北京地区的秋，冬季和成都地区的春，夏季，用模拟人工土柱处理城市污水，研究不同季节人工土快滤床的最佳运行方式。试验结果证明，春，夏季以连续配水8h，干化16h的水力负荷率较高，秋季以连续配水8 h,干化40h的水力负荷率较高，冬季以连续配水16h，干化128h的水力负荷率较高。COD，BOD5，SS和去除率和处理出水浓度以连续配水8h，湿干比较大的运行方式较好，而TN是以配水8h，湿干比较小的运行方式较好。     

用原状土柱研究太湖地区稻麦轮作农田养分淋溶量

采用原状模拟土柱,对太湖地区不同施肥水平下稻麦轮作农田NH4 -N、N03--N 和TP的淋溶量进行了研究.初步结果表明:麦田NH4 -N、NO3--N 和TP的淋溶量分别为0.36～0.64、2.74-16.42和0.05-0.19kg/hm2,各占化肥施用量的0.2%～0.4%、4.8%～8.1%和0.2%～0.7%;稻田NH4 -N、N03--N和TP的淋溶量分别为0.36～1.04、0.86～3.01和0.24～1.17kg/hm2,各占化肥施用量的0.2%～0.4%、0.6%～1.7%和0.8%～8.2%.猪粪能增加养分淋溶量,尤其显著促进了P素向下迁移;秸秆减少麦季土壤无机N的淋溶损失.     

土槽试验计算机模拟加载系统的研究

针对土槽试验台车进行土槽试验，设计了以ＣＺ－２００型磁粉制动器作为加载装置的计算机模拟加载系统。研制了计算机直接数字控制系统，进行了磁粉制动器的动态性能试验，验证了加载系统的加载精度和响应速度。     

利用原状土柱研究华中地区菜地土壤氮素的矿化规律

本文以华中地区两种典型的菜地土壤-黄棕壤和潮土为研究对象,采用原状土柱系统,综合考虑了大气干湿沉降、灌溉、作物携出及淋失等氮素的影响因素,通过菜地轮作(2年8季蔬菜),研究了两种土壤氮素的矿化特性。结果表明,黄棕壤氮素的矿化总量和矿化速率分别为134.52 mg和0.04 mg kg-1 d-1;潮土的矿化总量和矿化速率分别为185.93 mg和0.06mg kg-1 d-1。研究还发现,土壤氮素的矿化受季节影响较大,春夏季土壤氮素的矿化量和矿化率明显高于秋冬季,同时耕作能明显增加菜地土壤氮素的矿化量与矿化速率。试验期间通过大气沉降输入的氮素总量为118.89 mg,是氮素输入的主要方式,而湿沉降约为氮素沉降总量的81.05%。黄棕壤和潮土氮素蔬菜作物氮素的携出量分别为178.96和230.37 mg;氮素淋失量分别为103.32和113.27 mg。     

城市污水人工土快滤处理系统的生物修复

针对人工土快滤床长期进行，在淹水状况下由于入水有机物浓度大于系统处理能力而造成的有机质积累和堵塞现象，通过国内外资料调研，从微生物、植物、土壤动物3个方面，讨论了应用生物修复技术来解决上述问题的可能性。     

封闭系统水稻土甲烷氧化的模拟

Methane oxidation by paddy soils in a closed system could be simulated by the equation x=k1xo/(k1 k2x0)exp(k2t)-k2x0 where x0 and x are the CH4 concentrations at time zero and t,respectively;k1 and k2 are constants related to the constant of first-order-kinetics.According to the equation the change of soil ability to oxidize CH4 could be estimated by the equation Ac=k2/k1(x0-x)x0k2/k1-1.The results showed that the soil ability to oxidize CH4 varied,depending on the initial CH4 concentration.High initial CH4 concentration stimulated soil ability to consume CH4,while low concentration depressed the ablility.This characteristic of paddy soil seemed to be of considerable significance to self-adjusting CH4 emission from flooded rice fields if there exist oxic microsites in the soil.     

基于稳定水同位素和原状土柱的贡嘎山原始森林暴雨入渗过程

在贡嘎山原始森林不同土壤质地的样地采集制备原状土柱,监测并分析2020年夏季2场暴雨期间入渗出流过程及出流水稳定同位素(δ¹⁸O)变化特征。结果表明：(1)海拔2 649 m的富含砾石的粉壤土样地A在8月6日和8月11日次降雨后平均总出流量(分别为4.14,14.61 L)比海拔3 000 m的粉壤土样地B(1.45,11.99 L)大。样地A的出流过程对降雨的响应也更敏感。(2)出流水的同位素变化幅度小于降雨同位素变化幅度,入渗过程中新旧水混合强烈。(3)2个样地出流水来源和运移路径的变化模式存在明显差异。样地A在初始降雨峰值时体现出极高的降雨贡献和快速触发的优先流路径,出流消退中逐步体现活塞流特征;样地B在相对缓慢的入渗过程中以活塞流为主导,新旧水交换程度更高。因此,较高的有机质和砾石含量以及较大雨强有利于优先流产生,优先流和活塞流的产生转变过程对于降雨强度变化有着快速响应,这对于流域的含水层补给和溶质运移等过程可能产生进一步影响。     

人工土层快速渗滤法处理城市污水的模拟试验效果初探

应用土壤过滤技术,进行配比不同的人工土层快速渗滤系统,处理城市污水,结果表明:加入适量的砂粒及吸附剂可使该系统具有较高的水力负荷及对污染物的去除效应。各处理的平均渗滤速率为0.027～0.60 cm/min:对污水中 BOD_5的去除率为86.0%～96.9%:对 N,P的去除率分别为88.6%～97.1%及87.2%～92.4%:溶解氧增加10mg/L 左右;透光率由原来的69.8%提高到85.9%～96.1%:电导率由0.463mV/cm 下降到0.406～0.418mV/cm;臭味由强烈变为极弱或无。合理的干湿交替有助于维持较高的渗滤速率.     

模拟土遗址中可溶盐运移规律的初步探索

采用常规的定性和定量分析方法,测定了陕西师范大学土遗址模拟坑中不同位置土壤含水率、可溶盐成分及含量。结果表明,这些可溶盐主要为钙和钠的硫酸盐类,它们随着水分沿竖直方向和水平方向不断地向遗址表面运移,最后在土壤表层积累堆积;利用X射线衍射仪(XRD)、环境扫描电子显微镜(SEM)和超景深三维立体显微镜(3DSDDM),分析了可溶性盐分对遗址土壤结构的破坏作用,结果表明,由于可溶性盐分在遗址表面的累积,可溶性盐分在遗址孔隙中形成了巨大内应力,使土壤颗粒之间的黏结力减小,土壤颗粒之间的距离拉大,使土体表面泛白酥解,严重时引起土颗粒的脱落和酥解。本研究为土遗址保护中盐害治理提供了依据,对保护大批濒临破坏的土遗址,推动文物保护的理论研究与实际工作均有重大意义。     

用双环法和单环土柱法测定黄土地表土壤入渗的对比分析

对双环法和单环土柱法两种测定土壤入渗的方法进行比较发现,采用双环法测得的数据明显大于采用单环土柱法测得的数据,与自然降雨时的土壤入渗数据相差更大,且存在着需要设备较多、操作程序较为复杂等问题,而单环土柱法使用设备较少、操作程序较为简单易行且数据较为贴近自然降雨时的土壤入渗实际,值得在同类地区的土壤入渗试验中推广应用。