辣椒栽培條件下設(shè)施土壤水鹽時空動態(tài)及數(shù)值模擬.pdf

1、土壤次生鹽漬化已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為普遍的生產(chǎn)障礙問題，不僅直接影響設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時也給區(qū)域水土環(huán)境造成了一定的環(huán)境風險。如何確保設(shè)施農(nóng)業(yè)的優(yōu)質(zhì)、高效地持續(xù)發(fā)展，已成為土壤科技工作亟待解決的重要課題。灌水頻率對鹽分淋洗的影響較為明顯，是解決設(shè)施土壤次生鹽漬化問題的有效途徑之一，因此，本研究通過室內(nèi)土箱模擬試驗的方法，探討了不同灌水頻率下辣椒生育期內(nèi)設(shè)施土壤水鹽時空動態(tài)變化特征。在此基礎(chǔ)上，應用HYDRUS-1D模型對不同灌水頻率

2、水鹽動態(tài)過程進行了數(shù)值模擬，以期為區(qū)域設(shè)施土壤次生鹽漬化的有效防治提供一定理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)辣椒苗期，灌水后土壤水分含量變化主要集中在0-30 cm土層，其中20-30cm土層的5d/次、10d/次和15d/次灌水土壤水分含量增量分別為0.95％、2.26%和5.05％。辣椒現(xiàn)蕾期，灌水前5d/次灌水頻率水分含量在10-20和30-40 cm土層較大，灌水后土壤剖面水分含量總體表現(xiàn)為15d/次＞10d/次＞5

3、d/次。辣椒成熟期，灌水前5d/次灌水頻率水分含量最高值出現(xiàn)在30-40 cm土層，灌水后0-20 cm上層貯水量隨灌水頻率的降低而增大，5d/次和10d/次灌水水分含量在0-10 cm和30-40 cm土層均較高。隨著辣椒生育期的推進，0-20 cm土層貯水量及增幅呈逐漸下降的趨勢，辣椒各生育期，0-20 cm土層灌水前后的貯水量均表現(xiàn)出隨著灌水頻率的降低呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢，15d/次灌水頻率能夠保證土壤剖面持續(xù)較高的水分含量，各灌水

4、頻率出現(xiàn)優(yōu)先流的先后順序表現(xiàn)為:5d/次＞10d/次＞15d/次，5d/次灌水易使土壤剖面出現(xiàn)優(yōu)先流，影響土壤剖面水分分布，10d/次灌水可使辣椒生育期內(nèi)土壤剖面0-20 cm土層含水量穩(wěn)定在較為適宜的條件。
　　(2)各灌水頻率土壤剖面EC值在辣椒苗期第一次灌水后0-20 d快速降低，21-40 d緩慢降低，41-62 d趨于穩(wěn)定，辣椒生育期內(nèi)，EC值變異系數(shù)表現(xiàn)為10d/次＞5d/次＞15d/次。辣椒苗期灌水后，5d/次、10

5、d/次和15d/次灌水頻率0-20 cm土層積鹽量降幅分別為47.57％、49.85％和52.41％，10d/次灌水20-50 cm土層積鹽量分別比5d/次和10d/次高19.07％和13.50％。辣椒現(xiàn)蕾期灌水后，各灌水頻率0-20 cm土層鹽分含量降幅小于辣椒苗期灌水后的，其中，5d/次灌水在30-40 cm土層鹽分含量降幅最大。辣椒成熟期灌水后，0-20 cm土層鹽分含量降幅表現(xiàn)為5d/次＞15 d/次＞10d/次，5d/次灌水2

6、0-50 cm土層積鹽量分別比10d/次和15d/次灌水的高18.86％和15.29％。10 d/次灌水對鹽分淋洗效果較優(yōu)，并在辣椒生育后期顯示出較強的持續(xù)淋洗作用，鹽分離子向表層聚集現(xiàn)象相對較弱，灌水對主要鹽分離子的淋洗作用表現(xiàn)為NO3-＞Ca2+＞K+＞SO42-，NO3-易隨水流失，危害地下水環(huán)境，15 d/次灌水易使得Ca2+在辣椒生育期發(fā)生表聚。
　　(3)土壤水分HYDRUS-1D模型模擬所得值與監(jiān)測所得值能較好地吻合

7、，各灌水頻率水分含量均方根誤差(RMSE)均在0.03 cm3·cm-3左右，且整體表現(xiàn)為15d/次＞10d/次＞5d/次。5d/次灌水0-20 cm土層水分含量擬合值和實測值差異最大，并隨著辣椒生育期推進而逐漸增大，10d/次和15d/次灌水20-40 cm土層水分含量擬合值與實測值差異最大。土壤EC值的HYDRUS-1D模型模擬值與監(jiān)測所得值的RMSE在0.2S·m-1左右，整體表現(xiàn)為10d/次＞5d/次＞15d/次，其中30-50