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控制排水条件下农田氮素运移机理试验及其对水环境影响的研究

杨琳  
【摘要】:全世界对水环境的关注使得农业面源污染得到重视,农田氮素流失是农业面源污染的一个重要问题。近几十年,提高农田氮肥利用率和减少土壤氮素流失的问题,是水环境领域的一个研究热点。控制排水是解决过量排水、避免农田养分流失对环境造成危害的最好的水管理技术之一。本文结合“十一五”国家科技支撑计划水利项目:大型农业灌区节水改造工程关键支撑技术研究中的“灌区农田排水与再利用技术”课题,开展了控制排水条件下农田氮素运移机理试验及其对水环境影响的研究。论文首先总结了国内外在控制排水技术方面的主要研究成果,在湖北省荆州市四湖排灌试验站开展了旱地田间尺度和测坑尺度野外控制排水试验,研究了控制排水对土壤氮素分布的影响、土壤氮素渗漏流失及径流流失特征、探讨了棉花适宜控制水位,并应用Drainmod模型进行模拟预测。对于减少早地氮素流失对环境造成的污染,制定合理科学的棉田控制水位管理具有十分重要的理论和实践意义。本文主要内容包括: (1)在野外旱地控制排水试验的基础上,研究了土壤氮素的分布规律和控制排水措施对土壤氮素运移转化的影响机理。比较分析了全生育期各控制排水及非控制排水田块的地下水埋深、土壤含水量及土壤储水量;分析了控制排水与非控制排水土壤剖面氮素(硝态氮和铵态氮)浓度的时空变化规律;对比了降雨前至排水结束后土壤硝态氮和铵态氮浓度的变化,分析了不同控制水位对土壤氮素运移和转化的影响;对比了排水结束后至下次降雨前土壤硝态氮和铵态氮浓度的变化,分析了不同控制水位对土壤氮素转化的影响。 (2)通过旱地控制排水试验,研究了控制排水条件下地表和地下排水过程、地下径流中氮素(硝态氮、铵态氮和全氮)流失特征。对比各控制排水及非控制排水田块的地表、地下排水过程、排水量、氮素排放量(硝态氮、铵态氮和全氮),分析了控制排水在减小排水径流量、氮素流失的作用;研究了地下径流中硝态氮、铵态氮和全氮浓度的变化规律,分析了控制排水对氮素淋失的影响;对比分析不同控制水位下棉花不同生育期长势及产量,初步得出了棉花适宜的控制排水水位。 (3)应用DRAINMOD模型对田间尺度控制排水条件下土壤地下水埋深、土壤氮素运移和转化过程、氮素流失进行模拟和预测,模型很好的反映了试验的实际情况,对试验具有一定的参考性。


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1 杨琳;控制排水条件下农田氮素运移机理试验及其对水环境影响的研究[D];武汉大学;2010年
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