滇中地区坡耕地红黏土离散元仿真模型参数标定与试验

适用于山区坡耕地的耕整地机械在优化设计过程中缺乏准确的离散元仿真模型参数,制约了机具的设计改进。以滇中地区坡耕地红黏土为研究对象,结合无侧限抗压强度试验和离散元仿真方法,建立了基于EEPA模型和Bonding模型的无侧限抗压强度试验仿真模型,并对仿真模型中的相关参数进行标定。试验中土样断裂的最大轴向压力平均值为431.19 N。以最大轴向压力为响应值设计Plackett-Burman试验、Steepest Ascent试验和Box-Behnken试验来确定离散元仿真模型参数,并通过试验来验证仿真的可靠性。Bonding模型单位面积法向刚度X1为3.14×10^(8)N/m^(3)、临界法向应力X_(3)为53175.4 Pa、EEPA模型接触塑性比X_(6)为0.31824。在该参数组合下进行验证仿真,其最大轴向压力与试验的相对误差仅为1.71%,并且Bond键的断裂面与试验相比较为符合。仿真与试验所得到的数据基本一致,说明该参数组合可靠,可为后续红黏土的离散元仿真提供理论依据。

有机肥对滇中红壤烤烟坡耕地氮磷流失的影响

【目的】研究自然降雨条件下施用有机肥对滇中坡耕地产流产沙与氮磷流失特征的影响,旨在为该地区肥料合理施用及坡耕地土壤侵蚀状况改善提供科学依据。【方法】以滇中二龙潭小流域红壤烤烟坡耕地为研究对象,在施用相同化肥的基础上,设置6种有机肥用量处理,分别为0 kg/m2(CK)、0.25 kg/m2(T1)、0.50 kg/m2(T2)、0.75 kg/m2(T3)、1.00 kg/m2(T4)和1.25 kg/m2(T5),选取4场自然降雨,研究不同有机肥用量条件下坡耕地径流及其泥沙中的氮磷流失特征。【结果】(1)4场降雨条件下,不同处理的径流量和产沙量无显著差异,而降雨量和降雨强度对径流量和产沙量影响较大。(2)随着有机肥用量的增加,径流中总氮(TN)、NO3--N、NH4+-N质量浓度总体降低,表现为CK>T1>T2>T3>T4>T5;溶解态氮是径流中氮素的主要存在形式,而NO3--N又是溶解态氮的主要组成部分。(3)随着有机肥用量的增加,径流中总磷(TP)及PO43--P质量浓度明显降低,均表现为CK>T1>T2>T3>T4>T5;径流中TP、PO43--P质量浓度随着施肥时间的延长呈明显降低趋势。(4)在4场降雨过程中,泥沙中的TN和TP含量均随着有机肥用量的增加而降低。(5)有机肥用量的增加降低了坡耕地TN、TP流失总量,TN流失以径流输出为主,TP流失以泥沙输出为主。【结论】探明了自然降雨条件下施用有机肥后红壤坡耕地氮磷流失规律,为减少研究区氮磷流失量,雨季应尽量减少或避免农事活动,暴雨情况下应控制氮磷的输出,并可以通过增加有机肥用量和减少化肥用量的方式降低氮磷的输出。