果树涌泉根灌施肥土壤氮素运移特性与技术要素研究

This project intends to combine the mountain fruit trees bubbled-root irrigation and fertilization characteristics in Loess Plateau. The technical route of this study is based on experiment and combine with numerecal simulation and the theoretical study. Under the nitrogen fertilizer test we carry out infiltration and irrigation test of bubbled-root irrigation at indoor and outdoor.This study research the bubbled-root irrigation influenced by a multiplicity of different factors ,such as soil moisture, nitrogen transport and transformation and coupling effect of water and fertilizer characteristics as well as the technical elements, irrigation quota, fertilization amount, and fertilizer solution concentration. Establish wetting relation model of nitrogen concentration distribution in soil and water content,investgate water-saving,fertilizer conservation and effective utilization mechanism of the fruit tree bubbled-root irrigation.This research comprehensively evaluate the irrigation quality index system and evaluation method of bubbled-root irrigation form water and fertilizer. Establish the mathematical model of water and nitrogen transport about bubbled-root irrigation and carry out numerical simulation.Study the relation of water and fertilizer on synergies of fruit growth and yield and improving the efficiency of nitrogen utilization under bubbled-root irrigation.These researches lay the foundation for the further study the highly efficient using of water-fertilize and factors of irrigation technique of bubbled-root irrigation. And they have important scientific value and practically production significance.

本项目拟结合黄土高原山地果树涌泉根灌和施肥特点，采用试验、数值模拟和理论研究相结合、以试验为主的技术路线，在室内外开展施氮肥条件下的涌泉根灌入渗和灌水试验，研究涌泉根灌土壤水分、氮素运移转化和水肥耦合特性，以及涌泉根灌技术要素、灌水定额、施肥量和肥液浓度等因素的影响；建立湿润体土壤氮素浓度分布与含水量的关系模型，探讨果树涌泉根灌的节水保肥机理和有效利用机制；研究从水、肥两方面综合评价涌泉根灌灌水质量的指标体系和评价方法；建立涌泉根灌土壤水氮运移的数学模型，并进行数值模拟；研究涌泉根灌水、肥对果树生长和产量的协同效应与提高氮素利用率之间的关系。以上研究为进一步研究涌泉根灌水肥高效利用和灌水技术奠定科学基础，具有十分重要的科学价值和生产实际意义。

本项目采用试验、数值模拟和理论研究相结合、以试验为主的技术路线，在室内外开展施肥条件下的涌泉根灌入渗和灌水试验，研究了涌泉根灌入渗特性及肥液入渗土壤湿润峰运移特性、涌泉根灌单点源入渗氮素运移特性；研究了流量、灌水量和肥液浓度对涌泉根灌肥液入渗特性的影响以及肥液浓度对湿润体内含水量动态分布的影响；揭示了涌泉根灌肥液入渗土壤NO3--N和NH4+-N运移特性，研究了流量、灌水量及肥液浓度对涌泉根灌肥液入渗NO3--N及NH4+-N运移特性的影响；研究了灌水器埋深对涌泉根灌肥液自由入渗水分特性的影响，建立了湿润锋运移数学模型，揭示了灌水器埋深对铵态氮和硝态氮含量及土壤水氮分布的影响规律；研究了肥液浓度对涌泉根灌点源肥液自由入渗和交汇入渗土壤水分运动特性的影响，建立了单点源肥液入渗湿润锋运移数学模型，揭示了肥液浓度对自由入渗和交汇入渗土壤铵态氮和硝态氮运移特性的影响；研究了灌水器间距、埋深和流量对涌泉根灌双点源肥液交汇入渗水氮运移特征的影响，并建立了湿润锋运移数学模型，揭示了灌水器间距、埋深和流量对双点源肥液交汇入渗铵态氮和硝态氮含量及土壤水分分布的影响；利用Hydrus软件对涌泉根灌水分入渗进行了数值模拟，建立了涌泉根灌水分入渗湿润体土壤氮素浓度分布与含水量的关系模型，研究了枣树涌泉根灌的节水保肥机理和有效利用机制，以及从水、肥两方面综合评价涌泉根灌灌水质量的指标体系和评价方法；提出了涌泉根灌水、肥对枣树生长和产量的协同效应与提高氮素利用率之间的关系；研究了涌泉根灌枣树耗水规律、灌溉制度和灌水技术要素；揭示了陕北山地枣树涌泉根灌的耗水规律，提出了陕北山地枣树涌泉根灌的灌溉制度。以上研究成果为进一步研究涌泉根灌水肥高效利用和灌水技术奠定了科学基础，具有十分重要的科学价值和生产实际意义。项目研究成果已公开发表学术论文15篇，其中EI收录论文5篇；结合该项目研究，培养博士研究生3名、硕士研究生7名。