何振嘉， 史仝樂， 傅渝亮， 費良軍

（1.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，西安 710075；2.中陜高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 咸陽 712100；3.陜西地建土地勘測規(guī)劃設(shè)計院有限責(zé)任公司，西安 710075；4.華北水利水電大學(xué)水利學(xué)院，鄭州 450045；5.西安理工大學(xué)西北旱區(qū)生態(tài)水利工程國家重點實驗室，西安 710048）

涌泉根灌是一種在滴灌基礎(chǔ)上發(fā)展而來適合果樹灌溉的微灌技術(shù)[1]，其可通過設(shè)置不同灌水器埋深條件將水肥輸送至果樹根部。由于灌水器設(shè)置于土壤深處，可極大地減少地面水分蒸發(fā)和肥料中銨態(tài)氮的散失，其經(jīng)濟(jì)效益顯著高于滴灌[2-3]；此外，灌水器套管的保護(hù)可避免滴頭堵塞，使用壽命明顯長于滴灌[4]。國內(nèi)外學(xué)者針對水分入滲進(jìn)行了大量試驗，如Skier[5]研究表明，地下灌溉可顯著降低水分損耗，提高水分利用效率；Kohn等[6]通過灌水器地埋試驗發(fā)現(xiàn)，將灌水器埋于地下可顯著降低水分損耗，提高灌水利用效率；黎朋紅等[7]研究表明，涌泉根灌條件下灌水器流量與濕潤鋒運(yùn)移距離呈顯著的正相關(guān)關(guān)系；費良軍等[8]研究了涌泉根灌條件下不同入滲方向濕潤鋒運(yùn)移情況，發(fā)現(xiàn)流量越大，濕潤鋒運(yùn)移距離也越大；同時還研究了不同土壤容重條件水分入滲對涌泉根灌濕潤體特性的影響，發(fā)現(xiàn)土壤入滲能力、濕潤鋒運(yùn)移距離及濕潤體內(nèi)含水率與土壤容重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[9]；李卓等[10]通過土柱實驗研究了土壤容重對水分入滲能力的影響，發(fā)現(xiàn)土壤容重越大，水分入滲量越少，入滲能力衰減速度隨容重增大而增加；樊曉康等[11]研究了流量、灌水量和埋深條件對涌泉根灌水分入滲的影響，發(fā)現(xiàn)流量和埋深條件可顯著影響濕潤體變化，而灌水量對濕潤體無顯著影響；牛文全等[12]通過入滲試驗研究了不同土壤初始含水率對涌泉根灌濕潤體特性的影響，發(fā)現(xiàn)各方向濕潤鋒運(yùn)移距離與土壤初始含水率呈正相關(guān)關(guān)系，并提出了對應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；劉顯等[13]研究發(fā)現(xiàn)，土壤初始含水率越大，累積入滲量越小，而濕潤鋒運(yùn)移距離越大；Cote等[14]、Bhatnagar等[15]將Hydrus模型應(yīng)用于地下滴灌，模擬了地下滴管條件下水分及溶質(zhì)在土壤中的運(yùn)移和分布情況；李耀剛等[16-17]利用Hydrus軟件模擬了滴灌及涌泉根灌條件下的水分運(yùn)動，發(fā)現(xiàn)流量和土壤初始含水率可顯著影響濕潤體內(nèi)含水率分布及濕潤鋒運(yùn)移距離，且土壤質(zhì)地及灌水量可顯著影響濕潤體形狀；Skaggs等[18]研究表明，土壤初始含水率及土壤質(zhì)地可顯著影響濕潤鋒運(yùn)移和濕潤體內(nèi)部水分分布。

雖然國內(nèi)外眾多學(xué)者在對各類微灌方式下水分運(yùn)移特性進(jìn)行研究的同時，對涌泉根灌條件下土壤水分運(yùn)動規(guī)律及肥液入滲特性等方面也進(jìn)行了探討，但針對涌泉根灌雙點源肥液交匯入滲濕潤體內(nèi)部土壤含水率與氮素含量的相關(guān)研究較少。為推廣節(jié)水保肥型微灌技術(shù)，提高水肥利用率，本研究在肥液入滲基礎(chǔ)上，探究不同灌水器間距對涌泉根灌交匯入滲、濕潤體相關(guān)技術(shù)參數(shù)及水氮運(yùn)移分布的影響，以期為優(yōu)化涌泉根灌灌水器相關(guān)技術(shù)參數(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2014年在陜西省米脂縣西北農(nóng)林科技大學(xué)遠(yuǎn)志山試驗站（N 37°40′—38°06′，E 100°15′—110°16′）進(jìn)行，試驗區(qū)土壤質(zhì)地為黃綿土。供試土壤0—60 cm平均干容重為1.31 g·cm-3，土壤初始含水率為10.4%，計劃濕潤層田間持水率為23.4%，土壤飽和含水率為39.8%，有效氮、有效磷、有效鉀含量分別為34.7、2.9、101.9 mg·kg-1，有機(jī)質(zhì)含量為0.21%，銨態(tài)氮（NH+4-N）含量為0.89 mg·kg-1，硝態(tài)氮（NO-3-N）含量為12.63 mg·kg-1。

1.2 試驗裝置及試驗設(shè)計

試驗裝置由YT-MS馬氏瓶（西安固泰傳感器有限公司）和ABS-24N灌水器（山東豐盛源節(jié)水科技有限公司）組成。馬氏瓶截面積為70.88 cm2，供水系統(tǒng)采用馬氏瓶進(jìn)行自動供水，并通過旋鈕調(diào)節(jié)灌水器流量。馬氏瓶由硬質(zhì)塑料制作而成，通過橡膠管與灌水器連接，灌水器由灌水器內(nèi)芯和配套套管組成，內(nèi)芯外壁布滿過水流道，高30 cm，外徑4 cm，灌水器與配套套筒管過螺口直接安裝或拆卸，配套套管為氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）材料，壁厚2 mm，內(nèi)徑4 cm，外徑4.2 cm，內(nèi)芯流道末端設(shè)有出水口，灌水經(jīng)出水口導(dǎo)入土壤進(jìn)行灌溉。灌水器上方有連通大氣的氣孔，通過調(diào)節(jié)馬氏瓶底部旋鈕開度控制灌水時間和灌水流量，模擬灌水器流量為5 L·h-1，使用秒表和20 mL量筒濾定滴頭流量，并校驗試驗過程中部分時刻的灌水器流量，確保供水穩(wěn)定。設(shè)置灌水量為30 L，試驗氮肥為尿素[CO（NH2）2，陜西奧維乾元化工有限公司]，肥液質(zhì)量濃度為10 g·L-1，灌水器間距設(shè)置3個水平，分別為40、50、60 cm，灌水器埋深均為15 cm，套管開孔率為20%。每組試驗設(shè)3次重復(fù)，取其均值為結(jié)果進(jìn)行分析。涌泉根灌示意圖如圖1所示。

圖1 涌泉根灌示意圖Fig.1 Sketch map of bubbled-root irrigation

1.3 試驗方法及觀測內(nèi)容

將試驗系統(tǒng)豎直剖面作為觀測面。累積入滲量為在一定時段內(nèi)通過單位面積的總水量，由馬氏瓶供水量與灌水器滲水面積決定，入滲總水量計算公式如下。

式中，Q為入滲總水量，L；r為馬氏瓶底面半徑，cm；h（t）為馬氏瓶供水下降高度，mm。

灌水器滲水面積計算公式如下。

式中，S為滲水面積，mm2，r′為灌水器套管半徑，mm；h′（t）為不同入滲時間內(nèi)灌水器套管內(nèi)積水深度，mm。

累積入滲量計算公式如下。

式中，Z為涌泉根灌肥液自由入滲累積入滲量，mm；r為馬氏瓶底面半徑，cm；h（t）為馬氏瓶供水下降高度，mm；r′為灌水器套管半徑，mm；h′（t）為不同入滲時間內(nèi)灌水器套管內(nèi)積水深度，mm。

累積入滲量曲線用Kostiakov入滲模型擬合，公式如下。

式中，Z為涌泉根灌肥液自由入滲累積入滲量，mm；K為入滲系數(shù)，mm·min-α；α為入滲指數(shù)；t為入滲時間，min。

入滲率是指在單位時段內(nèi)通過單位面積的水量，由累積入滲量與入滲時間確定，入滲時間由精度為0.01 s的秒表確定。入滲開始時利用卷尺測量和記錄濕潤鋒運(yùn)移距離，使用直徑為5 cm的土鉆在自由入滲測和交匯入滲側(cè)分別于灌水結(jié)束時及再分布1、3、10、20 d后進(jìn)行取土。取土采用分層取土，取土深度1 m，每層10 cm。使用烘干法測定土壤含水率，土壤NH+4-N和NO-3-N含量使用CleverChem200全自動間斷化學(xué)分析儀（德國DeChem-Tech.GmbH公司）測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Office Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析并繪圖，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)檢驗，以P＜0.05為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 灌水器間距對交匯入滲土壤入滲特性的影響

涌泉根灌單向交匯入滲以交匯時間點為分界，在交匯時間點之前，2個灌水器水平濕潤鋒未交匯，屬于自由入滲階段；在交匯時間點之后，2個灌水器濕潤鋒交匯，屬于交匯入滲階段。由圖2可知，不同灌水器間距條件下，在100 min前，屬于自由入滲階段，不同梯度累積入滲量無顯著差異（P＞0.05）；100 min后，逐漸進(jìn)入交匯入滲階段，累積入滲量逐漸呈現(xiàn)出差異，表現(xiàn)為灌水器間距越大，累積入滲量越大，并且入滲時間越長，差異越顯著（P＜0.05）。初始時段，不同灌水器間距條件下入滲率無顯著差異（P＞0.05），隨著入滲時間增加，差異逐漸明顯。結(jié)果表明，隨著灌水器間距的增加，入滲率越大，增滲效果越顯著（P＜0.05）。增滲率為相同入滲時刻，濕潤鋒交匯處累計入滲量較清水入滲的增加量，并與清水累計入滲量的比。對涌泉根灌不同灌水器間距條件下交匯入滲過程中增滲量隨時間的變化進(jìn)行擬合，得到以下公式。

圖2 不同灌水器間距條件下累積入滲量曲線和入滲率曲線Fig.2 Cumulative infiltration volume curve and infiltration rate curve under different irrigator spacing conditions

式中，ΔZ為涌泉根灌交匯入滲增滲量，mm；t為入滲時間，min，t≥100 min。

結(jié)果表明，涌泉根灌條件下不同灌水器間距交匯入滲階段增滲水量與交匯時間有較好的冪函數(shù)關(guān)系。對不同灌水器間距條件下累積入滲量變化曲線進(jìn)行冪函數(shù)擬合得到不同灌水器間距條件下涌泉根灌交匯入滲累積入滲量的數(shù)學(xué)模型，見表1。

表1 累積入滲量擬合參數(shù)表Table 1 The fitting parameters for cumulative infiltration

進(jìn)一步分析表明，各參數(shù)可以較好的由Kostiakov入滲模型進(jìn)行擬合（R2＞0.947），不同灌水器間距擬合的相關(guān)系數(shù)均大于α=0.01時的臨界值。根據(jù)擬合結(jié)果可以看出，2個參數(shù)均與灌水器間距變化呈單一的變化關(guān)系，對入滲系數(shù)、入滲指數(shù)與灌水器間距的關(guān)系進(jìn)行冪函數(shù)擬合，結(jié)果如下。

式中，K為入滲系數(shù)，mm·min-α；l為灌水器間距，cm；α為入滲指數(shù)。

將參數(shù)的擬合結(jié)果代入累積入滲量的擬合結(jié)果，得到涌泉根灌交匯入滲累積入滲量隨時間和灌水器間距變化的數(shù)學(xué)模型，公式如下。

式中，Z為累積入滲量，mm；l為灌水器間距，cm；t為入滲時間，min。

2.2 灌水器間距對交匯入滲濕潤體特性的影響

2.2.1 灌水器間距對濕潤鋒運(yùn)移的影響 圖3為灌水器間距為40、50、60 cm時自由入滲側(cè)不同方向濕潤鋒運(yùn)移距離的變化曲線?？梢钥闯觯煌较蛏蠞駶欎h運(yùn)移距離均隨入滲時間增加而增加，灌水器間距越大，各向濕潤鋒運(yùn)移距離、濕潤鋒運(yùn)移速率差異越小。不同灌水器埋深條件對各方向濕潤鋒運(yùn)移距離與時間的關(guān)系符合冪函數(shù)關(guān)系，函數(shù)形式如式（9）（10）（11）（12）所示。

圖3 不同灌水器間距各方向上的濕潤鋒運(yùn)移距離Fig.3 Wetting front migration distance in all directions with different spacing between emitters

豎直向下方向：

式中，R(t)為涌泉根灌濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；H為自由入滲側(cè)濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；H40、H50、H60分別為灌水器間距40、50、60 cm時其交匯入滲側(cè)濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；L為豎直向上的濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；A、b為擬合參數(shù)；t為入滲時間，min。

圖4為不同灌水器間距條件下交匯面濕潤鋒運(yùn)移距離的變化曲線。結(jié)果顯示，隨著灌水器間距增大，濕潤鋒交匯所需時間越長，在交匯面處向上及向下濕潤鋒運(yùn)移距離越?。≒＜0.05）。由表2可知，不同灌水器間距對濕潤體交匯面濕潤鋒運(yùn)移距離與時間可由冪函數(shù)關(guān)系擬合（R2＞0.9，P＜0.01）。進(jìn)一步分析可知，交匯面處濕潤鋒運(yùn)移距離擬合參數(shù)均與灌水器間距變化呈單一的變化關(guān)系，分別對a、b與灌水器間距的關(guān)系進(jìn)行冪函數(shù)擬合。

表2 交匯面處濕潤鋒運(yùn)移距離擬合結(jié)果Table 2 Wet front transfer distance fitting result at the intersection

圖4 不同灌水器間距條件下交匯面濕潤鋒運(yùn)移距離Fig.4 Migration distance of the wetting front at the intersection under the condition of different irrigator spacing

對豎直向上濕潤鋒運(yùn)移距離擬合參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果如下。

式中，a、b為擬合參數(shù)；l為灌水器間距，cm。

將參數(shù)的擬合結(jié)果帶入冪函數(shù)公式，得到涌泉根灌交匯入滲交匯面豎直向上濕潤鋒運(yùn)移距離隨時間和灌水器間距變化的數(shù)學(xué)模型。

式中，Lj為交匯面豎直向上濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；l為灌水器間距，cm；t為灌水時間，min。

對豎直向下濕潤鋒運(yùn)移距離擬合參數(shù)a、b進(jìn)行分析，結(jié)果如下。

式中，a、b為擬合參數(shù)；l為灌水器間距，cm。

將參數(shù)的擬合結(jié)果帶入冪函數(shù)公式，得到涌泉根灌交匯入滲交匯面豎直向下濕潤鋒運(yùn)移距離隨時間和灌水器間距變化的數(shù)學(xué)模型，公式如下。

式中，Hj為交匯面豎直向下濕潤鋒運(yùn)移距離，cm；l為灌水器間距，cm；t為灌水時間，min。

以灌水器間距50 cm為例，使用公式（15）和（18）驗證模型的可靠性，由表3可知，交匯面處豎直方向上濕潤鋒運(yùn)移距離的擬合值與實測值的相對誤差滿足精度要求（-6.53%～8.07%）。

表3 交匯面處濕潤鋒運(yùn)移距離實測值和模擬值Table 3 Measured value and the simulated value of the wet front transfer distance at the intersection

2.2.2 灌水器間距對濕潤體土壤含水率分布的影響試驗結(jié)束后檢測不同位置的土壤含水率，并對其進(jìn)行分析。由圖5可知，在入滲過程中，隨著灌水器間距的增大，濕潤體土壤含水率在交匯面處有顯著差異（P＜0.05），表現(xiàn)為隨著灌水器間距增加，交匯面濕潤深度越小，相同深度含水率越低。距離灌水器越遠(yuǎn)，含水率越低，但交匯側(cè)降低幅度較小，而自由入滲側(cè)降低幅度較大。涌泉根灌肥液自由入滲濕潤體內(nèi)土壤含水率分布模型[19]如下。

圖5 距灌水器中心不同位置處土壤含水率Fig.5 Soil moisture content at different positions from the center of the irrigator

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，土壤含水率與距離灌水器出水口距離間的公式如下。

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，自由入滲側(cè)含水率分布模型如下。

式中，θ為肥液自由入滲后土體中任一點（x，z）的土壤含水率，%；θi為土壤初始含水率，%；R為自由入滲濕潤鋒至灌水器中心的距離，cm；r為自由入滲土體中任一點至灌水器中心的距離，，cm；M、N為水分分布擬合參數(shù)。

由表4可知，土壤含水率模擬值與實測值相對誤差在-7.477%～7.951%之間，表明可以使用該模型對含水率變化情況進(jìn)行擬合。

表4 土壤含水率實測值和模擬值Table 4 Measured value and simulated value of soil moisture

2.2.3 灌水器間距對涌泉根灌NH+4-N含量的影響對不同位置處各土層深度NH+4-N含量含量進(jìn)行分析，由圖6可知，在交匯入滲側(cè)，NH+4-N含量隨著距離灌水器的增加，略有降低，但不同位置變化不顯著（P＞0.05）；在自由入滲一側(cè)，NH+4-N含量有顯著降低（P＜0.05）。交匯面上，灌水器間距越大，NH+4-N含量越低，這主要是由于土壤膠體中攜帶的負(fù)電荷極易吸附NH+4-N中的正電荷，使得土壤中NH+4-N運(yùn)移擴(kuò)散受到阻礙，當(dāng)土壤中吸附的NH+4-N含量達(dá)到飽和，部分NH+4-N會繼續(xù)隨灌水作用向土壤深層運(yùn)移。

圖6 不同位置處銨態(tài)氮含量Fig.6 Ammonium nitrogen content at different positions

涌泉根灌肥液自由入滲濕潤體內(nèi)土壤NH+4-N分布模型[23]如下。

式中，N為肥液自由入滲后土體中任一點W（μ，ρ）的NH+4-N含量，mg·L-1；Ni為土壤NH+4-N初始含量，mg·L-1；S、Q為含量分布擬合參數(shù)。R為自由入滲濕潤鋒至灌水器中心的距離，cm；r為自由入滲土體中任一點至灌水器中心的距離，r=

以灌水器間距40 cm為例進(jìn)行模型驗證，根據(jù)實測資料計算得灌水器間距40 cm時自由入滲側(cè)土壤NH+4-N含量模型如式（23）。同理，灌水器間距40 cm時交匯側(cè)土壤NH+4-N含量模型如式（24）。

式中，N為肥液自由入滲后土體中任一點A（x，z）的 NH+4-N 含量，mg·L-1；Ni為土壤 NH+4-N 初始含量，mg·L-1。R為自由入滲濕潤鋒至灌水器中心的距離，cm；r為自由入滲土體中任一點至灌水器中心的距離，使用公式（23）（24）對土壤NH+4-N含量進(jìn)行計算并與實測NH+4-N含量進(jìn)行對比，結(jié)果如表5所示，通過分析，模擬值與實測值的相對誤差在±10%以內(nèi)，精度較高，表明可使用此模型對不同位置處NH+4-N含量進(jìn)行估算。

表5 土壤NH+4-N實測值和模擬值Table 5 Measured value and Simulated value of soil NH+4-N

2.2.4 灌水器間距對涌泉根灌NO-3-N含量的影響 分別測得灌水結(jié)束時及再分布1、3、10、20 d不同土壤深度NO-3-N含量，并對不同時間NO-3-N含量進(jìn)行分析。由圖7可知，NO-3-N含量在不同時間和不同土壤深度差異顯著（P＜0.05），分析原因為入滲過程中，帶有大量負(fù)電荷的土壤膠體對帶負(fù)電的NO-3-N有排斥作用，使得NO-3-N在入滲過程中移動性較強(qiáng)，因而灌水結(jié)束后，相對于土壤初始值，濕潤區(qū)表層土壤NO-3-N含量略有降低。分布3 d內(nèi)，NO-3-N含量無顯著變化（P＞0.05）；分布10、20 d后，NO-3-N含量顯著增加（P＜0.05）。這主要是由于在肥液入滲過程中，土壤NO-3-N運(yùn)移規(guī)律與水分運(yùn)移規(guī)律相似，隨著時間的推移，土壤膠體所攜帶的負(fù)電荷也越多，減弱了對NO-3-N吸附作用，因此，提高了肥液入滲條件下的NO-3-N在土壤中的運(yùn)動能力，硝化作用增強(qiáng)，使得土壤中NO-3-N含量增加，隨著土層深度越深，NO-3-N含量逐漸降低。

圖7 不同土壤深度和不同時間NO-3-N含量Fig.7 The content of NO-3-N in different soil depth and time

根據(jù)公式（22）計算自由入滲側(cè)土壤NO-3-N含量模型，同理，計算灌水器間距40 cm時交匯側(cè)土壤NO-3-N含量模型，公式如下。

式中，N為肥液自由入滲后土體中任一點A（x，z）的NO-3-N含量，mg·L-1；Ni為土壤 NO-3-N初始含量，mg·L-1。R為自由入滲濕潤鋒至灌水器中心的距離，cm；r為自由入滲土體中任一點至灌水器中心的距離，

使用公式（25）（26）計算土壤NO-3-N含量，由表6可知，利用該模型模擬濕潤體內(nèi)部NO-3-N與實測值之間的相對誤差在±10%以內(nèi)，精度較高， 表明可對不同位置處土壤NO-3-N含量進(jìn)行估算。

表6 土壤NO-3-N實測值和模擬值Table 6 Measured value and simulated value of soil NO-3-N

3 討論

目前對于涌泉根灌的研究主要集中于土壤濕潤體變化特征以及土壤水氮素運(yùn)移規(guī)律分析。費良軍等[20]通過分析涌泉根灌條件下不同肥液含量對土壤氮素分布特性的影響發(fā)現(xiàn)，涌泉根灌條件下濕潤體各技術(shù)要素均與入滲時間符合極顯著的冪函數(shù)關(guān)系，單位面積累計入滲量隨肥液質(zhì)量濃度和入滲時間增加而增大。本研究以雙點交匯入滲的土壤濕潤體為研究對象，結(jié)果表明，涌泉根灌不同條件下自由入滲和交匯入滲累積入滲量、增滲量及不同方向濕潤鋒運(yùn)移距離均與灌水器間距呈顯著的正相關(guān)冪函數(shù)關(guān)系（R2＞0.9，P＜0.01）。吳恒卿等[21]通過涌泉根灌雙點源交匯入滲試驗，對滴頭流量和滴頭間距引起的濕潤體特性變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，灌水器間距越大，水平最大濕潤距離、交匯時間和濕潤體體積均越大，且對交匯面處濕潤鋒運(yùn)移距離具有顯著的促進(jìn)作用，但隨著灌水器間距的增加，濕潤鋒運(yùn)移距離增加程度逐漸降低。本研究進(jìn)一步分析交匯入滲條件下的濕潤鋒運(yùn)移特征，結(jié)果表明，灌水器間距對交匯面濕潤鋒運(yùn)移距離影響較大（P＜0.05），灌水器間距越大，交匯面向上、向下濕潤鋒運(yùn)移距離越?。≒＜0.05），交匯入滲側(cè)土壤含水率降低幅度小于自由入滲側(cè)，灌水器間距越大，交匯面濕潤程度越低（P＜0.05）。

劉顯等[22]研究了涌泉根灌交匯入滲對土壤水氮運(yùn)移特性的影響，發(fā)現(xiàn)隨著灌水器間距增大，交匯面處土壤氮素逐漸降低，其中灌水器中心處土壤含水率及NH+4-N含量均最高，交匯面處次之，隨著分布時間的延長，NH+4-N含量逐漸增大并于分布5 d后達(dá)到最大值，而NO-3-N含量表現(xiàn)為持續(xù)增加。本研究結(jié)果表明，自由入滲條件下，距灌水器出水口距離越大，NH+4-N含量降低越顯著（P＜0.05）。交匯面處NH+4-N含量隨灌水器間距的增大而減小，雖然與劉顯等[22]研究結(jié)論一致，但降低幅度小于自由入滲側(cè)，交匯入滲有助于提高土壤NH+4-N含量。NO-3-N含量在不同時間和不同位置有較大差異，灌水結(jié)束后，濕潤區(qū)表層土壤NO-3-N含量略有減小，經(jīng)過水分再分布，在硝化作用下NO-3-N含量顯著增加（P＜0.05），土壤氮素含量變化特征也與劉顯等[22]分析結(jié)果一致。

何振嘉等[23]研究表明，單位含水率的變化可引起肥液質(zhì)量濃度變化，并建立了涌泉根灌肥液單點源入滲濕潤體內(nèi)土壤含水率和NH+4-N含量分布的數(shù)學(xué)模型。本研究在此基礎(chǔ)上，建立了涌泉根灌交匯入滲累積入滲量、濕潤鋒運(yùn)移距離隨時間和灌水器間距變化的數(shù)學(xué)模型，分別為Z=15.609l-0.462t0.375l0.175（R2＞0.9）和Hj=(131.54l-1.107)t0.168l0.314（R2＞0.9）；同時建立了土壤含水率、NH+4-N及NO-3-N含量與灌水器距離之間的關(guān)系模型，當(dāng)r＞R時，土壤含水率、NH+4-N及NO-3-N含量均為初始值；當(dāng)r≤R時，土壤含水率、NH+4-N及NO-3-N含量分別為θ=20.82（R-r）0.003+ θi、N=2.203（R-r）0.124+Ni和N=1.752（R-r）0.424+Ni，模型與實測值相對誤差率均±10%以內(nèi)，表明可對不同位置處濕潤體含水率、NH+4-N及NO-3-N含量進(jìn)行估算。

本研究在前人研究基礎(chǔ)上，豐富了土壤水肥特性研究的理論成果，但存在以下不足之處：缺乏長期實驗觀測結(jié)果支持，試驗?zāi)Ｊ絾我唬y以充分掌握實際田間灌溉耕作時土壤水氮運(yùn)移特性及規(guī)律。涌泉根灌技術(shù)作為一項灌溉節(jié)水技術(shù)，其應(yīng)用與推廣對充分利用水資源及緩解缺水地區(qū)水資源壓力有深遠(yuǎn)意義，未來應(yīng)加強(qiáng)田間應(yīng)用研究，探究涌泉根灌技術(shù)在提高水肥利用率、解決灌水均勻度、減小氮肥深層滲漏損失等方面的作用，為涌泉根灌技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)和推廣奠定理論基礎(chǔ)。