生物炭对黄绵土中NO₃^--N运移过程影响及模拟

来源：环境科学杂志2024年第1期北京时间：

作者：白一茹,刘旭,张钰涵,张睿媛,马艳,王幼奇

单位：宁夏大学地理科学与规划学院, 银川 750021,宁夏大学地理科学与规划学院, 银川 750021,宁夏大学地理科学与规划学院, 银川 750021,宁夏大学地理科学与规划学院, 银川 750021,宁夏大学地理科学与规划学院, 银川 750021,宁夏大学生态环境学院, 银川 750021,西北土地退化与生态恢复国家重点实验室培育基地, 银川 750021

摘要：为探究不同施加量生物炭对黄绵土NO₃--N运移过程及特征的影响,以生物炭与黄绵土质量比分别为0%（T0）、1%（T1）、2%（T2）、3%（T3）、4%（T4）和5%（T5）的6组混合土样为研究对象,以NO₃--N为示踪物质,通过室内土柱溶质运移模拟试验,研究了不同生物炭施加量对黄绵土中NO₃--N运移过程影响并进行模型模拟.结果表明,NO₃--N在黄绵土中的穿透曲线随生物炭施加量增加明显右移,峰值逐渐降低.初始穿透时间、完全穿透时间及穿透总历时均随生物炭施加量增大而增加,T1、T2、T3、T4和T5处理NO₃-穿透总历时分别是T0的1.26、2.31、2.72、3.22和3.57倍.两区模型（TRM）的R2>0.997,RMSE<2.083,相较于对流-弥散方程（CDE）,TRM模型拟合精度更高,能较好地模拟不同含量生物炭施加后的黄绵土中NO₃--N运移过程.对TRM模型拟合参数进行分析发现,随生物炭施加量增加,平均孔隙流速、水动力弥散系数和可动区含水比率均逐渐减小,而弥散度和质量交换系数呈现增加的趋势.研究显示,生物炭有效增强了黄绵土对NO₃--N的固持能力,减少了NO₃--N向地下水体的渗漏,对保持土壤肥力与防止地下水污染具有重要作用.

关键词：生物炭,硝态氮,穿透曲线,对流-弥散方程（CDE）,两区模型（TRM）,