间接地下滴灌土壤水分运移试验

采用塔里木灌区沙壤土,利用室内土柱法对间接地下滴灌在不同透水边界高度、不透水边界高度、滴头流量及土壤初始含水率条件下土壤水分运移规律进行了研究.结果表明:在不同透水边界高度下灌水,透水边界相当于线源入渗,对横向最大湿润距离的影响较小,其湿润体形状呈椭球体;不透水边界高度对垂向最大湿润距离影响较大,并对表层土壤含水率的影响明显,不透水边界高度越小,水分越易于运移至土壤表层;随着滴头流量的增大,土壤湿润体在水平和垂直方向上最大湿润距离均呈减小趋势;随着初始含水率的增大,湿润锋在水平和垂直方向上的运移速度较明显地增加.     

滴灌施肥条件下土壤水分和硝态氮的分布规律

用硝态氮含量为258 mg/L的肥料溶液在土上进行滴灌施肥试验,研究不同滴头流量(2,4,6L/h)、不同灌水施肥量(8,16,24 L)条件下,水分和硝态氮在土中的运移分布规律。结果表明,灌水施肥量为8 L时,随滴头流量增大,滴头周围地表积水区半径增大,水分径向运移距离增大、竖向入渗水量减小;当滴头流量为2 L/h时,随灌水施肥量增大,水分径向和竖向运移距离增大,径向运移距离增大幅度较竖向明显。滴灌施肥条件下硝态氮在土壤中的运移受对流作用控制;湿润体内土壤硝态氮含量随距滴头径向距离增大而减小,随距滴头竖向距离增大而增大,在竖向湿润锋附近有硝态氮累积现象;随滴头流量增大,硝态氮在土壤中的径向运移距离增大,0~25 cm土层滴头径向25 cm范围土壤硝态氮平均含量增大;随灌水施肥量增大,滴头径向15 cm范围0~15 cm土层土壤硝态氮含量增大1、7.5~30 cm土层硝态氮含量减小,过度增大灌水施肥量会导致土壤湿润锋附近硝态氮淋溶下渗。     

滴灌施肥条件下不同土层硝态氮的分布规律

[目的]对于农田指定地头模拟滴灌施肥,研究不同灌水和施氮处理下硝态氮的分布规律.[方法]设置4种灌水方式:27(W1)、54(W2)、81(W3)、108(W4) mm;4种施氮方式:0(No)、52.5(N1)、105(N2)、157.5(N3) kg/hm2.[结果]常规施氮(52.5 kg/hm2)时,灌水量达81和108 mm会引起硝态氮在70 cm土层大量积累,容易造成淋失;常规灌水(54 mm)时,施氮量低于或高于常规处理(52.5 kg/hm2)同样引起硝态氮在同一土层深度的显著降低.[结论]常规灌水条件下不同氮肥处理硝态氮平均含量在垂直方向随土层深度增加而减小,70 cm处硝态氮残留量为N1＜ N2＜N3;水平方向0～30 cm硝态氮平均含量逐渐减小,在湿润峰处未发现硝态氮累积现象.常规施氮条件下,W1 (27 mm)和W2 (54 mm)处理硝态氮平均含量分别随土层深度的增加而减小,主要集中在0～30 cm土层;当灌水量达W3(81 mm)和W4(108 mm)时硝态氮含量沿土层竖直方向逐渐增大,70 cm处残留量大小为W3＜ W4,发生了严重的淋洗下渗;增大灌水量在水平方向湿润峰附近同样出现硝态氮累积现象.     

间接地下滴灌水盐运移影响因素研究

为研究不同灌溉要素对间接地下滴灌土壤水盐运移的影响规律,通过小区试验,分析流量、灌水量及导水装置直径对间接地下滴灌条件下枣树根区水盐分布的影响。结果表明：增大流量或减小导水装置直径会使土壤表层的含水率提高;大灌水量、小流量会加大水分向下运移的深度;灌水量的增加显著增大主要根区含水率;流量、导水装置直径对水分的横向运移影响比灌水量更显著。     

灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响

为了揭示灌水量对日光温室黄瓜水分分配及硝态氮运移的影响,以津育5号黄瓜(Cucumis sativus L.)为试材,研究了常规灌溉、常规灌溉量下浮25%和50%3个灌水量条件下,灌溉水的去向、硝态氮淋洗、根层土壤硝态氮运移、根系分布及产量和水分利用效率。结果表明:减少灌水量使水分深层渗漏、土面蒸发及土壤储水量下降,而植株蒸腾量和含水量不同处理差异不显著;在本试验设定的灌水量范围内,灌水量减少有增产趋势,下浮25%和50%分别比常规灌溉增产10.5%和15.4%,水分利用效率提高10.9%和22.0%;并减少了硝态氮的淋洗量,促使养分更多的分布于根层,对节水和保护地下水环境具有重要意义。     

大棚黄瓜滴灌水肥一体化土壤硝态氮分布特征

为探究滴灌水肥一体化条件下土壤硝态氮的空间分布特征,以大棚黄瓜为对象,采用正交试验设计方法,研究不同灌溉下限(田间持水率的65%、75%、85%,分别记为W_1、W_2、W_3)、施氮量(产量理论需氮量的70%、100%、130%,分别记为N_1、N_2、N_3)和施钾量(产量理论需钾量的70%、100%、130%,分别记为K_1、K_2、K_3)对硝态氮分布和含量的影响。结果表明,滴灌水肥一体化灌溉滴头正下方存在低土壤NO~-_3-N含量区域,NO~-_3-N在垄坡和垄沟区域累积,并有明显的表聚特征。随着灌溉下限的增大,土壤剖面NO~-_3-N含量有先增大后减小的趋势;灌溉下限越低,滴头附近NO~-_3-N含量越小,灌溉下限越高,NO~-_3-N越集中于中下层土壤。土壤剖面NO~-_3-N含量随施氮量增加而增大,水平和垂直方向各点NO~-_3-N含量均会增加,高施氮量提高硝态氮含量更为明显。土壤剖面NO~-_3-N含量随着施钾量的增加而增大,在水平方向上,NO~-_3-N含量的增加主要在15 cm以外,而垂直方向主要在0～20 cm土层。试验3因素对土壤剖面NO~-_3-N含量的影响表现为施氮量施钾量灌溉下限,N_3K_3W_2组合条件下土壤剖面NO~-_3-N含量最高。     

不同水分条件下平衡施肥对旱地冬小麦土壤硝态氮运移的影响

为了探明不同水分条件下旱地冬小麦养分管理措施对土壤环境的影响,在控雨池栽条件下,设置水分与肥料双因素随机区组试验,以不施肥为对照,研究了0~200 cm土层在底墒为650 mm时,不同水分条件下3个平衡施肥处理(Y1:N 13.9 kg·hm-2、P2O54.65 kg·hm-2、K2O 15.3 kg·hm-2,Y2:N97.5kg·hm-2、P2O532.7 kg·hm-2、K2O 107.6 kg·hm-2,Y3:N 181.2 kg·hm-2、P2O560.6 kg·hm-2、K2O 199.8 kg·hm-2)对旱地冬小麦主要生育时期土壤硝态氮运移的影响。结果表明:开花期、灌浆期,在各水分条件下,0~80cm土层土壤硝态氮平均含量及积累量在Y1施肥量水平下与不施肥处理(Y0)差异不显著,Y2、Y3水平较Y0和Y1硝态氮平均含量增加98.6%~363.6%(P0.05),硝态氮积累量增加98.2%~260.9%,Y3与Y2无显著差异;施肥量的增加对80~160 cm土层土壤硝态氮含量及累积量无显著影响。在生育期补灌100mm(R3)、78 mm(R2)、56 mm(R1)条件下,冬小麦成熟期3个施肥量80~160cm土层的土壤硝态氮累积量较不补灌(R0)分别减少27.2%~41.0%、44.8%~48.4%、23.7%~49.4%,较高的水分条件加剧了土壤硝态氮向深层的淋溶。从满足冬小麦营养需求、减少土壤硝态氮的累积、提高肥料利用效率等方面综合考虑,冬小麦的适宜施肥量为Y2水平。     

施氮对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响

【目的】 研究施氮量对膜下滴灌棉花生长发育及土壤硝态氮的影响,为膜下滴灌棉花的氮肥管理提供理论参考。【方法】 以新陆早52号为材料,设N0(不施氮)、N150(150 kg/hm²)、N250(250 kg/hm²)、N350(350 kg/hm²)、N450(450 kg/hm²)共5个处理,研究膜下滴灌棉花的氮肥运行规律及最佳氮肥施用量。【结果】 不同氮肥处理地上部生物累积量进符合Logistic 曲线模型Y=a/(1+b×exp(-k×t)),最大积累速率出现时间在71~77 d,进入快速积累期在56~60 d。2试验年各处理LAI表现为N450>N350>N250>N150 >N0,最大可达4.51~4.81。0~60 cm土层,硝态氮含量变化表现为随土层深入先增加后降低的趋势,在20~40 cm土层硝态氮含量最高,现蕾阶和铃期消耗土壤硝态氮较多。产量、肥利用率、氮肥贡献率2试验年N350最大,分别在为7 477.5和7 731.7 kg/hm²,40.32%、43.24%,56.09%、57.02%。【结论】 N350(350 kg/hm²)处理效果最佳,施氮量在327.70~340.67 kg/hm²的阈值范围内,有利于棉花形成高产和提高肥料利用率。     

不同容重下红壤土中硝态氮垂直运移研究

为研究容重影响下硝态氮随水分在红壤土垂直运动及再分布规律,采用室内土柱模拟的方法。采用容重为1.25、1.30、1.35、(单位g/cm3)的红壤土,采用2g/L的k NO3溶液,用垂直土柱模拟的方法进行试验。实验结果表明:容重影响下的硝态氮的垂直运移前期保持在一个相对较低的量波动;随着入渗路径的延长,硝态氮在达到峰值后逐渐减小直至一个稳定的值;随着容重的增加硝态氮峰值所到需要的时间也越长,相对的入渗路径也会相对增加,而且硝态氮的峰值也会随着容重的增加呈现减小的趋势。     

常规施肥和滴灌施肥对苹果园土壤硝态氮分布的影响

在大田条件下,通过常规施肥和滴灌施肥处理,研究了其对苹果园土壤硝态氮年周期变化及不同土壤层次分布的影响。结果表明：常规施肥和滴灌施肥处理,0—20、20—40cm土层硝态氮分布在不同物候期的变化趋势一致,均呈双峰趋势,以新梢旺长期和果实膨大期为最高;60—80、80—100cm土层硝态氮分布在不同物候期的变化趋势也一致,均变化较为平缓;而40—60cm土层硝态氮分布在苹果不同物候期差异显著,滴灌处理明显高于常规处理。     

不同改良材料作用下宅基地复垦土壤硝态氮运移研究

针对宅基地新复垦土壤耕作层养分含量低、保水保肥性能差的问题,在氮磷钾肥料平衡施用的前提上,通过田间定位试验,研究冬小麦生长季添加粉煤灰(TC)、有机肥(TF)、熟化剂(TS)、熟化剂+粉煤灰(TSC)、粉煤灰+有机肥(TFC)、熟化剂+有机肥(TSF)对复垦土壤硝态氮运移、累积情况与作物产量的影响。结果表明:添加熟化剂+有机肥和熟化剂+粉煤灰的处理能够促进表层撒施氮肥转化为硝态氮,添加有机肥易导致硝态氮向土壤深层运移,而添加粉煤灰则会减弱这一过程。熟化剂+有机肥处理在小麦生长初期耕作层能够储备较多的硝态氮,为后期小麦生长提供氮素。随着时间的推移,添加单一改良材料土壤较添加复合改良材料土壤硝态氮累积效应更为明显。添加有机肥和熟化剂在复垦生土熟化过程中对小麦增产有重要作用,有机肥能有效减少小麦空秆率,提高成穗数,粉煤灰在土壤熟化过程中对小麦增产作用不大,添加熟化剂+有机肥是处理宅基地复垦土壤熟化较为优良的改良方法。     

不同施肥用量下土壤硝态氮的分布特征

通过采集土壤样品,用流动分析仪方法分析,得出饲草玉米2号收获后NO3—N在0-100cm土壤剖面中的累积状况,结果显示:在不同施肥方式处理下的硝态氮,在土壤表层0-40cm的硝态氮含量比较高,随着深度的加深,其累积量出现下降趋势,但各种施肥处理方式下又有所不同。有机肥本身产生的硝酸盐累积量极微,而且施用有机肥能在一定程度上抑制NO3—N向地下迁移,纯施化肥处理的向下迁移量最多。     

土壤剖面不同层次标记硝态氮的运移及其后效

 【目的】以北方半干旱湿润区潮土为对象，探讨土壤剖面不同层次硝态氮（NO-3-N）的运移及其后效。【方法】采用外源标记微注射法，设置田间微区试验。【结果】在试验水氮管理条件下，15、45、75 cm 3个标记处理分别向下迁移了65、35、25 cm，但均未移出作物根区（1 m）。播后至冬前3个标记处理100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度变动较小，生长后期小麦15、45 cm标记处理出现上升，而菠菜则有所降低，两种作物的75 cm标记处理在整个生长季持续上升，说明作物对75 cm标记硝态氮利用程度较低。夏玉米对前茬标记氮的利用率为2.1%～5.6%，其中以标记45 cm土层处理残效最高；15 cm和45 cm 2个标记深度前茬小麦京411显著高于前茬小麦小偃54。【结论】土壤剖面不同层次累积硝态氮在作物生长季内未发生强烈的淋洗，但表现出上层标记硝态氮移动距离长，下层移动距离短的规律；100 cm处土壤溶液NO-3-N浓度的动态变化可在一定程度上反映作物根区内氮素利用的状况；后茬作物对标记于土壤剖面不同深度的硝态氮的利用是很有限的，与前茬作物吸收、土壤剖面硝态氮的运移及残留密切相关。     

封丘地区主要土壤中硝态氮运移规律研究

采用室内土柱模拟试验方法对封丘地区农田土壤中硝态氮垂直运移规律进行了研究。结果表明,在饱和条件下,2种土壤中硝态氮垂直运移的穿透曲线(BTCs)存在空间差异性,风沙土和黄潮土0～30cm土层中的硝态氮出流时间早,输入的硝态氮全部流出土体所需时间短,BTCs的峰值高,但黄潮土30～60cm土层BTCs的变化则相反,硝态氮溶液全部运移出土体的时间越长,穿透曲线越平缓、峰值越低;伴随SO42-离子对2种土壤表土层中硝态氮的BTCs无明显影响,但使黄潮土中、下土层中硝态氮出流时间提前。非饱和条件下,2种土壤中硝态氮BTCs的峰值降低,输入的硝态氮速率越慢,硝态氮运移时间增长,BTCs变得越平缓,曲线的不对称性和脱尾现象越明显。农田土壤中硝态氮的含量受季节变化的影响,冬、春季硝态氮含量较高;夏、秋季则较低。     

长期施用有机肥对潮土土壤肥力及硝态氮运移规律的影响

以连续不同年限定位施用有机肥的小麦-玉米轮作农田为研究对象,设置4个处理:连续施用化肥(长期施用化肥,未施用有机肥);3年连续施用有机肥(不施化肥);5年连续施用有机肥(不施化肥);20年连续施用有机肥(不施化肥),探索不同年限连续有机施肥下土壤肥力、小麦产量和土体硝态氮累积量分布的变化。结果表明,连续施用有机肥可显著降低土壤容重、增加土壤中速效养分含量,且年限越长,效果越明显。化肥处理的小麦产量显著高于有机肥处理,有机肥处理中小麦产量随施肥年限的增加而降低,但无显著性差异。不同土壤深度硝态氮累积量表现为有机肥处理大于无机肥处理,小麦季大于玉米季;随着土壤深度增加土壤硝态氮累积量呈现先降低后增加的趋势,且各土层硝态氮累积量随施用有机肥年限增加而增加;通过分析80~100 cm土层硝态氮累积量发现,20年连续施用有机肥处理在此层的累积量最大达240 kg·hm~(-2)。由此可见,连续施用有机肥可降低小麦产量,连续20年施用有机肥土壤硝态氮总累积量和土体下层累积量均达到最大,具有一定的硝态氮淋失风险。因此,需采取一定的措施来增加作物产量,减少硝态氮累积,防止地下水硝态氮污染。     

硝态氮通过褐土田间隔离土柱运移的模拟

本文运用马尔可夫过程的理论,模拟了硝态氮在土壤非饱和流条件下通过褐土隔离土柱的运移特征。将时间可变系统假设为由紧密相连的时间均质情况相接而成,使得运用马尔可夫过程成为可能,并将随机过程与确定过程相结合,在给定土壤水流量及汇源项转移强度的土壤层次中,给出了硝态氮溶质的概率分布,在计算各土层间的转移概率时考虑了硝态氮的作物吸收、淋洗、硝化和反硝化等主要过程。在褐土农田土壤非饱和流条件下,用隔离土柱对该模型运行效果进行了验证,结果显示模拟计算值与实测值之间吻合性较好。     

滴灌施肥对设施番茄水氮利用效率及土壤硝态氮残留的影响

为了解滴灌施肥是否能够提高水氮利用效率、降低环境污染风险,总结山东寿光设施番茄长期定位试验9季的试验结果,系统分析传统漫灌施肥和滴灌施肥对番茄产量、水氮利用效率、土壤硝态氮残留和经济效益的影响。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥每季氮肥和水分投入量分别降低78%和46%,氮肥偏生产力和灌溉水利用效率则分别提高5和2倍,番茄产量和经济效益分别提高6%和22%,且产量年际变异显著降低。传统漫灌施肥0~90cm土层硝态氮残留量平均高达819kg/hm2,滴灌施肥降低50%的土壤硝态氮残留。与传统漫灌施肥相比,滴灌施肥栽培体系是一个低投入、低环境代价和高效稳定的生产体系。     

日光温室土壤剖面硝态氮在休闲期的运移研究

研究了西安灞桥区日光温室休闲期土壤氮素在土壤剖面的运移和地下水中硝态氮含量的动态变化.结果表明,通过休闲期的降雨,土壤硝态氮累积量在0～20 cm土层中减少了42.5%～52.8%,在20～40 cm土层中增加了1.78～2.45倍;在40 cm以下土层也有相应的增加,但其增加量相对较小,且随着土层深度的增加而逐渐减少;地下水体NO3--N含量测定结果表明,部分地下水体NO3--N含量已超出世界卫生组织规定的饮用水标准,说明在该地区土壤NO3--N淋溶已经对地下水产生了危害,如何减小土壤NO3--N淋溶值得关注.     

河北平原区农田硝态氮分布规律研究

通过在冉庄实验站进行耕作与非耕作对比田间试验,获得河北平原区土壤中硝态氮的空间分布规律。结果表明:土壤中硝态氮主要来自施肥,硝态氮的分布受降水、灌溉影响很大,氮肥深层淋溶现象明显。玉米生育期土壤中硝态氮含量随深度变化较大,呈现双峰现象。根层土壤(0～100cm)硝态氮含量随深度增加,在80～100cm呈现第1个峰值,在200cm左右出现第2个峰值,且较前1个峰值更大。第1个峰值主要是玉米苗期施肥所致,第2峰值是小麦生育期施肥随雨季降水下移所至。350cm土层以下土壤含氮量随深度减少并稳定在20mg/kg左右。不同耕作条件下土壤硝态氮的分布情况差别明显,耕作区的土壤中硝态氮的含量远高于非耕作区,并且在深层土壤中仍有分布。为此,提高氮肥利用效率并减少氮素对水体的污染需从施肥灌溉管理方面采取措施。