不同氮肥液浓度下微孔陶瓷根灌土壤水氮运移与流失特性的数值模拟研究

摘要：

微孔陶瓷根灌(SICE)是一种新型地下节水灌溉技术,其可利用陶瓷灌水器内部微米级孔隙实现水肥液地持续微量供给,并以地下连续灌溉的方式为作物根区营造安全、稳定且适宜的土壤水分环境.区别于以间歇灌溉为主的水氮供施方式,目前利用SICE进行氮肥液持续微量供给时的土壤水氮运移及其流失特性尚不明晰,这限制了SICE在实际中的推广应用.因此,采用HYDRUS-2D建立了SICE持续微量供给下的土壤水氮联合运移模型,并于中国青海开展了微孔陶瓷根灌枸杞田间试验,用以模型校准和准确性验证,最后以地下滴灌(CK)为对照,利用模型研究了3种氮肥液浓度(211.54 mg/L、169.23 mg/L、126.92 mg/L)下SICE土壤水氮运移与流失特性.研究结果表明,构建的土壤水氮联合运移模型在预测土壤水氮方面表现良好;与CK相比,SICE减缓了氮肥液进入土壤的速率,延长了水分与养分的有效供应时间(从 6.67 h延长至 480.00 h),降低了根层土壤中水分、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的时间波动性,保证土壤水氮相对充足的同时还维持了土壤水氮环境的相对稳定,为枸杞水氮高效利用提供了有效保障;其次,在氮肥液持续微量供给期内,SICE将土壤水分、NH4+-N和NO3--N维持在枸杞根系密度最大处,充分保证了根、水、肥的高度匹配;此外,SICE在降低水分深层渗漏和氮素淋失方面表现明显优于CK,可将更多的水分和氮素保存在枸杞根系层中,增加氮素可用性的同时降低了硝酸盐污染地下水的风险.

关键词：微孔陶瓷根灌、氮肥液、HYDRUS-2D、水氮运移、淋溶损失

分类号：S275.4(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金52079131

在线出版日期：2023-09-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：71-79,87