滴灌施肥条件下土壤水氮运移数值模拟

摘要：为了研究滴灌施肥条件下土壤水、氮的运移分布规律,本文通过室内土柱滴灌水氮入渗试验,研究了滴灌结束时及再分布过程中土壤水、氮的运移变化规律;同时用HYDRUS软件建立了土柱滴灌水氮入渗的几何模型,用来模拟滴灌土壤水氮运移过程。对试验及模拟中12个观测点测得的土壤含水率、土壤铵态氮、硝态氮质量浓度进行对比分析,结果表明:土壤含水率模拟值与实测值的相对误差变化在10%以内;土壤铵态氮、硝态氮质量浓度的模拟值与实测值变化范围在20%以内。滴灌结束时土体剖面内土壤含水率随距滴头距离的增大而减小,再分布72h土层25~30cm土壤含水率增大到0.2cm^3·cm^-3,120h后土体剖面内土壤含水率较滴灌结束时下降了18%。土壤铵态氮质量浓度主要分布于距滴头20cm的范围;24h土壤铵态氮质量浓度最大,且随着时间的推移逐渐减小,到120h时减少了40%;各观测点24h至120h土壤硝态氮质量浓度随着时间的推移逐渐增大,且硝态氮质量浓度在滴头20cm的范围内由0.442mg·cm^-3增加到1.2mg·cm^-3。各观测点24h土壤硝态氮质量浓度在空间分布上差异不大,其中观测点1,3,6,8,5的土壤硝态氮质量浓度分别为0.437,0.467,0.451,0.482mg·cm^-3和0.447mg·cm^-3,差值均小于0.05mg·cm^-3;48h后土体剖面内土壤硝态氮质量浓度空间分布随离滴头距离的增加而减小,垂直方向上从距滴头5cm的观测点1到距滴头25cm的观测点8减少了53%。依据研究结果,可用数值模型模拟滴灌施肥条件下土壤水氮运移的变化规律。

关键词：滴灌施肥 水氮运移 数值模拟 

单位：西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室; 陕西杨凌712100