滴灌施肥条件下NPK在紫色土中迁移分布规律研究

【摘要】在水资源紧缺和环境恶化的生存压力下,滴灌施肥以其节水节肥、高效高产等优势被学者认可,并在国内外一些地区广泛应用。但是,目前对滴灌施肥条件下养分在土壤中运移分布规律的研究十分有限,以南方土壤为背景的研究数据更是缺乏。西南地区地貌类型以低山丘陵为主,季节性干旱使该地区农业发展受到严重限制。如果能将滴灌施肥技术推广至西南地区,对解决缺水季的灌溉问题、提高粮食产量具有重大意义。为了探索适合该地区农业生产的滴灌施肥运行方式,本文选择具有普遍代表性的紫色土为研究对象,以地表点源滴灌施肥的方式进行室内模拟试验。研究了NO3–N、NH4+-N、有效磷、速效钾以及有效态Ca2+、Mg2+随土层深度的迁移分布规律,分析了土壤质地、滴灌施肥浓度和滴灌施肥方式对养分运移分布规律的影响。主要研究结果如下：(1)滴灌施肥条件下,N03–N易发生溶质运移作用,几乎可随水分同步到达土壤湿润锋处。以小滴头流量进行滴灌施肥,N03–N的垂直运移比径向移动更显著,且在土箱及土柱边界大量累积,有继续扩散迹象；不同质地土壤中N03–N的迁移分布规律存在差异,其迁移能力表现为：砂质壤土>粘壤土>壤质粘土；增大滴灌施肥浓度使N03–N在整个土层的含量增加,同时也增大了N03–N在较深土层的累积量；对N03–N进行隔天滴灌施肥处理2h能更好达到节水节肥的目的。(2)滴灌施肥条件下,NH4+-N与K+表现出相似的迁移扩散规律,均以表层滴头处大量聚集为主。滴灌施用NH4+-N,NH4+-N在砂质壤土中的迁移范围为r=0～7cm、d=0～7.5cm,在粘壤土和壤质粘土的移动范围为r=0～7cm、d=0～3.5cm,迁移能力总体表现为：砂质壤土>粘壤土>壤质粘土；滴灌施肥浓度加倍可促进粘壤土和壤质粘土中r=3～8cm.d=0～7.5cm土层范围的NH4+-N含量显著增加,但对其向下迁移无明显作用。滴灌施用钾肥,径向距离从0cm增大到4cm过程中,速效钾在粘壤土和砂质壤土中的迁移量显著大于壤质粘土；增大滴灌施肥浓度使壤质粘土滴头正下方土壤对速效钾的吸附量增加最显著,也在一定程度上促进了速效钾在浅层土壤沿径向0～10cm的迁移扩散。(3)滴灌施用磷肥,有效磷在土壤中的迁移能力介于NH4+-N和N03–N之间。以小滴头流量进行滴灌施肥,有效磷在浅层土壤滴头周围大量聚集,含量随径向距离和土壤深度增加而减少；有效磷在三种供试土壤中的径向迁移范围为010cm,不同质地土壤中有效磷的迁移能力表现为：砂质壤土>粘壤土>壤质粘土；较高滴灌施肥浓度下砂质壤土和粘壤土中的有效磷的垂直迁移距离为20cm,壤质粘土中为10cm；滴灌施肥浓度加倍使粘壤土和砂质壤土r=0～8cm、d=011.5cm区域土壤有效磷含量增加了2-3倍,使壤质粘土径向r=0～8cm的表土层有效磷含量增加了2～3倍,且在一定程度上促进了砂质壤土和粘壤土中有效磷向下迁移；滴灌施肥方式对磷迁移分布规律的影响不显著。(4)滴灌施用磷钾混合肥的同时,有效态Ca2+、Mg2+在水分运移作用下也发生了迁移。Ca2+和Mg2+在滴头处水分入渗范围内出现了r=0～5cm、d=0～3.5cm的淡化区,砂质壤土中该区域在垂直方向上略有增加；滴灌施用较高浓度磷钾混合肥对淡化区内Ca2+、Mg2+的淋洗效果更显著。(5)在供试土壤上推广滴灌施肥,应综合考虑土壤质地以及各养分在土壤中的迁移特性等因素。滴灌施用N03–N,由于N03–N的迁移扩散能力较强且容易发生淋溶下渗,宜采用较低浓度并结合间歇性滴灌施肥处理,地表滴头布置间距范围在30～50cm；质地较轻的土壤中应适当减少滴灌施肥量,滴灌施肥时尽量不滴透滴满以保持一定的毛管上升力,减少流失风险；(6)滴灌施用铵态氮与钾肥时,建议把滴头埋在作物根系周围,以地下滴灌方式为作物提供NH4+-N。滴头布置参照作物根系分布,密集程度稍大于滴灌施用N03–N的标准；可采用较低的浓度进行滴灌施肥且宜根据土壤质地适当增加滴灌施肥量。滴灌施用磷肥,建议结合地下滴灌将滴头埋在表土层以下10cm处,滴头密集程度略小于滴灌施用NH4+-N的标准,同时应根据土壤质地适当调整间距。
【作者】黄耀华；
【导师】杨剑虹；
【作者基本信息】西南大学，土壤学，2014，硕士
【关键词】滴灌施肥；养分分布；氮磷钾；土壤质地；滴灌施肥浓度；

【参考文献】
[1]王靖飞,姜永萍.兽医信息学[J].动物医学进展,2002,03:110-113.
[2]杨惠琴.双酚A对成年雄性大鼠生殖系统的影响[D].华中科技大学,公共卫生,2013,硕士.
[3]王丹.A Cognitive Approach to the Translation of Metaphors in Huangdi Neijing[D].西安外国语大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[4]张元天.超宽分离式混凝土箱梁节段高空预制拼装施工控制[D].湖南大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[5]齐显龙.外伤后细菌性致死性肉芽肿致病菌分子生物学鉴定及动物模型的初步构建[D].第四军医大学,皮肤病与性病学,2004,硕士.
[6]陈雪.松赞林寺格冬节羌姆仪式音声与乐舞考察研究[D].云南艺术学院,音乐人类学,2014,硕士.
[7]林祝亮.基于粒子群算法的无线传感网络覆盖问题优化策略研究[D].浙江工业大学,2009.
[8]杨涛.MIMO雷达波形设计与实时处理系统研究[D].西安电子科技大学,信号与信息处理,2014,博士.
[9]刘晟.具象表现绘画方法与中国学院油画教学[D].西安美术学院,美术学,2014,硕士.
[10]董蕾.辽宁省民办高校思想政治教育队伍建设研究[D].东北大学,思想政治教育,2010,硕士.
[11]张合敬.基于石墨烯及其复合材料的电化学传感器研究[D].湖南大学,2013.
[12]赵跃.基于WebGIS的交通地理信息发布系统的研究与实现[D].西安科技大学,地图学与地理信息系统,2013,硕士.
[13]王祖英.石墨烯太赫兹探测器的设计与加工关键技术[D].重庆大学,仪器科学与技术,2014,硕士.
[14]田国苹.俄译汉过程中的定语转换[D].黑龙江大学,翻译,2013,硕士.
[15]袁正海.人脸识别系统及关键技术研究[D].南京邮电大学,计算机软件与理论,2013,硕士.
[16]刘君.语用能力调查及语用失误的认知语境分析[D].山东财经大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[17]胡卫明,吴兵,刘崴.大幅面地图的三维地形重建[J].自动化学报,2002,01:63-73.
[18]刘明学,陈祥,杨珊妮.基于逻辑回归模型和确定性系数的崩滑流危险性区划[J].工程地质学报,2014,06:1250-1256.
[19]陈璐.水稻钾离子转运蛋白HAK家族中四个基因功能的初步分析[D].南京农业大学,植物营养学,2012,硕士.
[20]周淑梅.政府投资项目无缝隙管理研究[D].兰州大学,公共管理,2012,硕士.
[21]张淼.LuGre轮胎模型与车辆动力学软件的接口研究和实现[D].长安大学,车辆工程,2014,硕士.
[22]刘迪.美国铝业公司ERP项目风险管理研究[D].燕山大学,项目管理,2014,硕士.
[23]汪洋.支持动作语义映射的模型转换方法研究[D].东北师范大学,计算机软件与理论,2012,硕士.
[24]殷剑文.AA科技大厦建筑施工项目成本管理研究[D].华南理工大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[25]胡林.面向曲面的数据建模方法及其应用[D].南京工业大学,2004.
[26]赵秘爽.虚拟办公室在KP中国公司的应用价值研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[27]胡国华,李晓东.基于Web的工程索赔决策支持系统的研究[J].哈尔滨建筑大学学报,2002,05:112-117.
[28]赵志刚.基于Flexsim的A公司延迟制造策略仿真研究[D].厦门大学,物流工程,2014,硕士.
[29]叶明怡.钩蝉承气汤保留灌肠治疗小儿急性上呼吸道感染的研究[D].广州中医药大学,中医儿科学,2013,硕士.
[30]宋金炎.基于小波包理论的船用滑动轴承的摩擦振动分析[D].大连海事大学,轮机工程,2013,硕士.
[31]韩新忠.波兰发现低成本生产最薄最坚硬纳米材料石墨烯方法[J].功能材料信息,2013,Z1:105-106.
[32]刘丽华.铁路客运专线通信系统主要技术方案研究[J].中国铁路.2006(12)
[33]张宝安.中央电视台新闻信息系统设计(下)[J].中国传媒科技.2001(03)
[34]张振浩.中文文本自动分类关键技术研究及实现[D].浙江理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[35]陈丽文.光伏发电系统建模及功率控制方法研究[D].兰州理工大学,控制工程与控制理论,2014,硕士.
[36]夏芳芳.垃圾生物覆盖土对填埋气中H_2S的净化作用及机理研究[D].浙江大学,环境工程,2014,博士.
[37]叶彩霞.我国城市社会保障基金运行研究[D].河海大学,技术经济及管理,2004,硕士.
[38]潘磊.沥青基球状活性炭担载Mn-Ce用于NO的低温催化还原[D].华东理工大学,化学工艺,2013,硕士.
[39]尹红梅.审计市场结构对审计质量的影响研究[D].河北经贸大学,会计,2014,硕士.
[40]韩瑜.育人视野下高校后勤队伍职工思想政治教育问题研究[D].延安大学,思想政治教育,2014,硕士.
[41]韩军科.±800kV同塔双回输电线路十字组合角钢塔承载力真型试验[J].中国电力.
[42]马沧海,杨世武,刘仓,刘彦堂.重载桥梁区段信号电缆防护牵引电流影响的改造措施[J].铁路通信信号工程技术,2014,02:8-11.
[43]石一辉,乔颖,闵勇,鲁宗相,陈惠粉.考虑定子侧暂态过程的双馈感应发电机转子电流解耦控制[J].电力系统自动化,2011,03:77-82.
[44]陈湘.我国老年人监护制度研究[D].海南大学,民商法学,2014,硕士.
[45]张鹭.西安市第五污水处理厂升级改造工艺研究及运行效果分析[D].长安大学,建筑与土木工程（专业学位）,2014,硕士.
[46]赵薇.基于B/S模式的红河学院国际教育家校平台的开发[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[47]吕优伟.甘肃省13个野生早熟禾种质材料耐热性研究[D].甘肃农业大学,草业科学,2013,硕士.
[48]苏晗程.吉本芭娜娜初期作品中年轻女性的生活方式[D].华中师范大学,日语语言文学,2014,硕士.
[49]张梦龙.基于公共物品属性视角的铁路改革结构特性研究[D].北京交通大学,2014.
[50]朱怡婕.基于ANSYS的弹性元件动态性能研究[D].西安建筑科技大学,车辆工程,2013,硕士.