在我國西北干旱半干旱地區(qū)作物灌溉施肥現(xiàn)象較為常見,由灌溉施肥所引起的一系列土壤生物地球化學變化十分明顯。長期過量灌溉施肥會引起土壤水分、pH等環(huán)境條件發(fā)生變化,土壤可溶性礦物鹽分發(fā)生溶解或沉淀。在灌溉水淋濾作用下,土壤中溶解的鹽組分不斷向土壤深層遷移至地下水,不僅造成土壤營養(yǎng)成分流失,影響作物生長,還會導(dǎo)致地下水污染。為了合理有效的灌溉施肥,防止土壤及地下水污染,對灌區(qū)土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化的研究是很有必要的。研究不同灌溉施肥量下土壤鹽分含量以及存在形式的變化,旨在為灌區(qū)灌溉方式以及合理有效灌溉施肥提供理論依據(jù)。通過對陜西省涇惠渠灌區(qū)三渠鎮(zhèn)試驗田進行野外調(diào)查和原位試驗,并結(jié)合室內(nèi)實驗分析,獲得土壤主要物理化學指標�；跀�(shù)值模型軟件HYDRUS-HP1和Visual MINTEQ,模擬計算土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。根據(jù)現(xiàn)有灌溉施肥模式、不同灌溉量模式以及不同施肥量模式下土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化模擬計算結(jié)果,分析灌溉施肥量對土壤化學組分變化的影響。其中,每一種處理模式又分為冬季和夏季兩個不同季節(jié)。首先,對原位實測數(shù)據(jù)和模擬數(shù)據(jù)進行擬合,確定建立模型的可靠性。然后,分別對三種研究模式下土壤鹽分溶解沉淀、土壤主要離子含量以及鹽組分主要存在形式進行模擬計算。最后,分析了土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化的影響因子。獲得以下結(jié)論:(1)灌溉對土壤剖面內(nèi)溶解的鹽離子以及土壤膠體表面吸附的離子有淋濾作用,冬季和夏季土壤中主要鹽離子含量隨灌水量增加而減少。土層100cm以上的鹽分離子含量受灌溉影響明顯減少,土層100cm以下離子含量有增加趨勢。灌前,由于受蒸發(fā)影響,夏季土壤表層鹽分含量比冬季高,所以,灌溉對夏季土壤表層鹽組分的淋洗更嚴重。受各土層地溫值的影響,夏季土壤剖面250cm以上的鹽分溶解比冬季明顯,土層250cm以下鹽分溶解現(xiàn)象和冬季相同。灌后,夏季鹽分離子態(tài)形式所占比例比冬季大。(2)灌溉施肥30天后,土壤內(nèi)部會重新達到一種動態(tài)平衡狀態(tài)。尿素水解后銨態(tài)氮、硝態(tài)氮及pH變化不同,施肥量越多銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量越高,而pH越低。pH變化會引起一系列土壤水-巖反應(yīng)。pH值越小土壤礦物鹽溶解趨勢越大,土壤中鹽分離子態(tài)含量越高。夏季鹽分變化對施肥量的響應(yīng)比冬季明顯。(3)灌溉施肥影響土壤pH、水分、溫度以及陽離子交換能力,從而影響土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化。灌溉施肥使土壤pH值減少,灌后4天達到最小值,土壤鹽分隨pH減少溶解趨勢增加;灌溉量越大含水率越高,土壤通透性越差,作物對營養(yǎng)成分的吸收以及礦物組分之間的交換吸附能力越差;灌后,冬季比夏季水分在土壤中滯留時間久,淋濾緩慢,冬季鹽分離子含量比夏季高,較低的溫度還會影響土壤中離子強度,導(dǎo)致冬季pH值比夏季低,鹽分變化存在季節(jié)性差異;土壤有機質(zhì)含量隨土層深度增加而減少,地表含量最大。有機質(zhì)含量高的土壤密度相對較小,有利于水分儲存和流通,增加了表層土壤對鹽分離子的吸收。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S274;S156.41
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景和意義
    1.2 包氣帶鹽分遷移轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀
        1.2.1 數(shù)值模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 鹽分遷移轉(zhuǎn)化研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容和方法
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法及路線
第二章 材料與方法
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 試驗布置與取樣過程
        2.2.1 樣品采集
        2.2.2 試驗點布置及儀器安裝
    2.3 樣品分析方法
第三章 數(shù)值模型建立
    3.1 HYDRUS數(shù)值模型
        3.1.1 水分運移方程
        3.1.2 熱運移方程
        3.1.3 根系吸水模型
        3.1.4 蒸散發(fā)模型
        3.1.5 溶質(zhì)運移模型
        3.1.6 模擬條件及參數(shù)
    3.2 Visual MINTEQ計算原理
第四章 包氣帶鹽分遷移轉(zhuǎn)化模擬
    4.1 模型可靠性驗證
    4.2 現(xiàn)有灌溉施肥模式下鹽分遷移轉(zhuǎn)化
        4.2.1 冬小麥時期土壤鹽分變化
        4.2.2 夏玉米時期土壤鹽分變化
    4.3 不同灌溉量模式下土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化
        4.3.1 冬小麥時期土壤鹽分變化
        4.3.2 夏玉米時期土壤鹽分變化
    4.4 不同施肥量模式下土壤鹽分遷移轉(zhuǎn)化
        4.4.1 冬小麥時期土壤鹽分變化
        4.4.2 夏玉米時期土壤鹽分變化
    4.5 土壤主要鹽分平衡計算
        4.5.1 不同灌溉量模式下鹽分平衡
        4.5.2 不同施肥量模式下鹽分平衡
第五章 包氣帶鹽分遷移轉(zhuǎn)化影響因素分析
    5.1 土壤鹽分與環(huán)境因子相關(guān)性分析
    5.2 土壤pH影響
        5.2.1 pH對灌溉施肥的響應(yīng)
        5.2.2 pH對土壤礦物組分的影響
    5.3 土壤含水率影響
        5.3.1 土壤含水率分布特征
        5.3.2 土壤含水率對灌溉施肥的響應(yīng)
    5.4 土壤溫度影響
        5.4.1 土壤溫度分布特征
        5.4.2 土壤溫度對灌溉施肥的響應(yīng)
    5.5 土壤有機質(zhì)影響
        5.5.1 土壤有機質(zhì)分布特征
        5.5.2 土壤有機質(zhì)對灌溉施肥的響應(yīng)
結(jié)論與建議
    結(jié)論
    建議
參考文獻
攻讀碩士期間取得的研究成果
致謝

【參考文獻】

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本文編號：2887728