生物炭对黄绵土中NO_(3)^(-)-N运移过程影响及模拟

为探究不同施加量生物炭对黄绵土NO_(3)^(-)-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NO_(3)^(-)-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NO_(3)^(-)-N运移过程影响并进行模型模拟.结果表明,NO_(3)^(-)-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NO_(3)^(-)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NO_(3)^(-)-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NO_(3)^(-)-N的固持能力,减少了NO_(3)^(-)-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.