膜下滴灌减氮棉田土壤水氮迁移过程模拟

摘要

通过设置正常施氮（100%N）、减氮10%（90%N）、减氮20%（80%N）和减氮30%（70%N）4种滴灌施氮微区试验，通过定位监测滴头下方（灌溉核心区）、棉行下方（根系密集区）和宽行下方（根系稀疏区）土壤水分与NO^-₃-N指标，结合HYDRUS-2D模型分析滴灌减氮棉田土壤水氮运移过程。结果表明：HYDRUS-2D模型能够较好地模拟土壤水分和NO^-₃-N含量：拟合度R_水²=0.31～0.98、R_氮²=0.44～0.99;相对误差RE_MAE=6.00%～20.00%、RE_RMSE=6.50%～23.33%。HYDRUS-2D模型模拟土壤水氮迁移过程表现为滴灌条件下土壤含水率呈现显著空间异质性，滴头区水分补给充足，棉行区受根系吸水调控明显，宽行区则持续水分不足；土壤NO^-₃-N主要富集在0～30 cm土层，峰值呈现为滴头下方(63.00 mg·kg^-1)>宽行下方(68.42 mg·kg^-1)>棉行下方(63.4 mg·kg^-1)的空间分布格局，且各区域土壤NO^-₃-N峰值随减氮比例增加呈梯度下降。土壤剖面NO^-₃-N实测值和模拟值均表现为减氮20%处理的氮素调控效果最佳，较正常施氮减少20.2%～22.7%,可有效减少淋溶且未对棉花生长造成负面影响。

关键词

棉田 / 减氮 / 膜下滴灌 / 水氮迁移 / 模拟