本文關(guān)鍵詞：不同水肥熱條件下土壤水分運動參數(shù)與氮素轉(zhuǎn)化參數(shù)研究

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【摘要】：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中,土壤水和肥料的浪費以及對環(huán)境的污染問題日益嚴(yán)重,這些問題制約了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,同時也為環(huán)境帶來了巨大壓力。解決水肥問題的關(guān)鍵是對土壤水氮轉(zhuǎn)化遷移規(guī)律進(jìn)行科學(xué)研究,從而提高水肥有效利用率,實現(xiàn)水土資源高效利用。針對現(xiàn)狀,本文通過室內(nèi)試驗與理論分析相結(jié)合的研究方法,對不同水肥熱條件下土壤水分運動參數(shù)與氮素轉(zhuǎn)化參數(shù)進(jìn)行研究,為實際生產(chǎn)活動提供技術(shù)參數(shù)。具體研究成果如下:(1)不同溫度和施氮量處理后的土壤水分特征曲線均可采用VG模型進(jìn)行描述。土壤持水能力隨溫度的升高和施氮量減少而呈現(xiàn)遞減趨勢。VG模型中,參數(shù)θr,α,θs,m與溫度和施氮量之間均滿足改進(jìn)后的指數(shù)函數(shù)形式。在此基礎(chǔ)上,獲得了綜合溫度和施氮量影響的土壤水分特征曲線的VG改進(jìn)模型,并取得了滿意的模擬效果。(2)土壤飽和導(dǎo)水率隨溫度的升高和水頭的減小而呈現(xiàn)逐漸增大的變化趨勢。飽和導(dǎo)水率與溫度和水頭之間的關(guān)系分別符合乘冪關(guān)系和線性關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,獲得了綜合溫度和水頭影響的土壤飽和導(dǎo)水率耦合模型,經(jīng)驗證該模型具有較高的計算精度。(3)不同溫度、施氮量和含水率條件下的土壤硝化過程均符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型。硝化速率常數(shù)與溫度、含水率和施氮量均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。硝化速率常數(shù)與溫度、含水率和施氮量之間均符合乘冪關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,獲得了綜合溫度、施氮量和含水率影響的土壤硝化參數(shù)模型,驗證結(jié)果表明模型具有較高的計算精度。(4)不同溫度、施氮量和含水率條件下的土壤反硝化過程均符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型。反硝化速率常數(shù)與溫度、含水率和施氮量均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系。反硝化速率常數(shù)與因子之間均可采用呈冪函數(shù)進(jìn)行描述。在此基礎(chǔ)上,獲得了綜合溫度、施氮量和含水率影響的土壤反硝化參數(shù)模型,模型模擬結(jié)果滿足精度要求。(5)不同溫度、施氮量和含水率條件下的土壤氨揮發(fā)過程均符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型。氨揮發(fā)速率常數(shù)與溫度、施氮量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系,但與含水率呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系。氨揮發(fā)速率常數(shù)與因子之間均可采用呈冪函數(shù)進(jìn)行描述。在此基礎(chǔ)上,獲得了綜合溫度、施氮量和含水率影響的土壤氨揮發(fā)參數(shù)模型,經(jīng)驗證,該模型模擬結(jié)果具有較高的精度。(6)不同溫度處理下土壤銨態(tài)氮等溫吸附曲線可采用Langmuir模型進(jìn)行描述。最大吸附量qm和吸附常數(shù)K與溫度之間均可采用二次多項式進(jìn)行表示,由此獲得了考慮溫度影響的Langmuir吸附熱力學(xué)修正模型,該模型的模擬精度較高。(7)不同溫度和濃度條件下的土壤銨態(tài)氮吸附動力學(xué)過程均呈現(xiàn)先劇烈增加,然后迅速平衡的變化趨勢。最大吸附量與溫度和施氮量均呈現(xiàn)線性關(guān)系,達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時間與溫度呈現(xiàn)改進(jìn)后指數(shù)函數(shù)關(guān)系,與施氮量呈現(xiàn)改進(jìn)的冪函數(shù)關(guān)系。由此獲得了考慮溫度和濃度影響的土壤銨態(tài)氮吸附動力學(xué)模型,經(jīng)驗證模擬精度滿足氮吸附動力學(xué)模型要求。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S152.7

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本文編號：1283666