北京市大兴区典型土壤水分入渗规律田间试验研究

对北京市大兴区3种典型土壤的水分入渗规律及其影响因素进行试验研究。用双套环法田间现场测定了大兴区11个试验点的土壤水分入渗过程,运用经验模型对各试验点的入渗曲线进行拟合。结果表明:入渗过程达到稳定的时间由快到慢依次为壤质砂土、砂质壤土和粉砂壤土;初始含水率与入渗初始阶段的速率呈线性相关关系;土壤结构和干扰等条件基本一致的前提下,稳定入渗率由大到小依次为壤质砂土、砂质壤土和粉砂壤土;土壤质地大致相同的条件下,土壤容重越大,其稳定入渗率越小。总体上,Horton入渗模型在该研究区域适用性较好。     

不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征与水力学参数

【目的】探究不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征及其水力学参数的变化,为恢复压砂地产能、提升区域生态功能及制定合理灌溉制度提供理论支撑。【方法】以宁夏中卫市不同种植年限（2,5,10,20,30和40 a）压砂地为研究对象,利用一维水平土柱吸渗试验,分析不同种植年限压砂地土壤湿润锋深度运移过程和累积入渗量变化规律,采用Philip和Green Ampt模型中吸渗率（S）、土壤水分扩散率（D）等参数分析土壤吸渗特征;采用Brooks-Corey模型计算土壤水分进气吸力（h_d）和水吸力（h）等水力学参数,进一步推求土壤水分特征曲线,并反演土壤饱和扩散率（D_s）和非饱和扩散率（D）。【结果】相同吸渗时间下,随着种植年限的增加,湿润锋深度、累积入渗量均呈减小趋势。随种植年限的增加,Philip模型中的S和Green-Ampt模型中的D均呈逐渐减小的趋势。Brooks-Corey模型中,与种植2 a压砂地相比,种植5,10,20,30和40 a压砂地土壤水分的h_d分别减小了1.22%,42.81%,46.37%,55.94%和64.97%,D_s分别减小了27.83%,68.54%,85.40%,90.57%和93.15%。在相同土壤含水率下,随着种植年限的增加,h和D均呈减小趋势。【结论】在水分吸渗过程中,随着种植年限的增加,压砂地土壤水分入渗能力及持水能力均明显减低。     

地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响

在新疆林业科学院枣树示范基地进行原状土的滴灌入渗试验,研究砂壤土在不同滴头流量条件下地表滴灌湿润体特征值的变化规律。结果表明：地表滴灌条件下,当滴头流量增加时,湿润体的形状大小会随着滴头流量的增大而增大,水平、垂直方向上湿润锋的运移距离随着滴头流量的增加而不断增大;湿润锋的运移速率、入渗距离比值与水分入渗时间符合幂函数关系;湿润锋水平方向的运移速率比垂直方向上的要大,但是持续的运移时间没有垂直方向上的长;土壤含水率的变化随着滴头流量的增加而增加,距离滴头距离越近含水率变化幅度也越大,当q≥8 L·h^-1时,滴头正下方约40 cm左右的土层含水率达到最大值。     

基于SRFR软件垄沟灌土壤水分入渗参数反推方法评价

以民勤绿洲沟灌水流推进试验实测资料为依据,建立了垄作沟灌土壤水分入渗Kostiakov模型,并利用WinSRFR数值模拟软件反向率定沟灌Kostiakov入渗模型中入渗系数k和入渗指数α,模拟分析不同沟底宽灌水沟裸地条件下水流推进和消退过程,并通过实测与模拟的水流推进过程相匹配来反向率定在动水头影响下的土壤入渗参数。结果表明,通过相对误差K、均方根误差RMSE以及不同灌水沟在30 cm处的水深变化过程来评价得到的入渗参数的精确度,表明利用大田实测与WinSRFR模型反推的入渗参数模拟的水流推进和消退过程较为一致。WinSRFR软件反推法求得的沟灌土壤水分入渗参数模拟结果满足试验精度要求,大大减小了入渗参数确定的工作量。     

基于不同湿润速度下PAM水解过程对砂壤土入渗的影响

为揭示土壤结构改良剂聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)在不同湿润速度下对土壤入渗的影响机制, 通过土槽入渗试验, 研究混施干粉PAM(0、22.5、45 kg·hm^-2)的砂壤土在不同湿润速度(2.5 mm·min^-1和6.25 mm·min^-1)下土壤入渗参数的变化, 通过测定非毛管孔隙率、导气率和团聚体含量来描述土壤结构特征。结果表明:湿润速度显着影响土壤累计入渗量和稳定入渗率, 高速湿润条件下的累计入渗量和稳定入渗率比低速度湿润条件分别降低了23.75%和26.70%.在同一湿润速度下, PAM在不同阶段对土壤入渗的影响截然相反:湿润阶段, 在PAM作用下土壤累计入渗量、土壤非毛管孔隙率和导气率等均有不同程度降低, 且PAM用量越大降低幅度越大, 此时正处在逐渐水解过程中的PAM分子长链堵塞了土壤孔隙, 抑制了土壤水流运动;连续流阶段, PAM能够提高土壤稳定入渗率、土壤非毛管孔隙率和导气率, 且PAM用量越大提高幅度越大, 此时PAM分子已经完全水解, 发挥了稳定土壤结构的作用, 增加了土壤结构中水稳性团聚体含量, 从而促进水流入渗。研究不同湿润速度下PAM水解过程对砂壤土入渗性能的影响, 可以为PAM在改良土壤结构方面更广泛的应用提供理论依据。     

表层掺黏土对砂壤土水分入渗的影响

[目的]针对我国北方砂壤土水分利用效率低的特点,通过室内模拟试验研究了砂壤土表层添加不同黏粒量对砂壤土湿润锋进程、累计入渗量、土壤剖面含水率的影响,分析了土壤中黏粒添加量对砂壤土水分运动影响和机制,旨在为砂壤土工程改良提供理论依据和实践指导.[方法]通过室内土柱模拟试验,设置常规对照（CK）以及2％、5％、10％和20％4个掺黏量,定水头条件下研究不同掺黏量对砂壤土水分入渗特征的影响.[结果]砂壤土表层掺黏后,显著减小了湿润锋进程.随着土壤表层掺黏量的增加,湿润锋下移速率、入渗速率逐渐减慢,累计入渗量减少.湿润锋、累计入渗量与时间之间符合幂函数关系.[结论]在入渗过程中,土壤表层掺黏能显著增加土壤对外界水分的蓄积量,提高土壤的储水量.     

几种土壤粘粒表面Pb2+吸附-解吸不可逆性特征研究

为了探讨土壤粘粒表面Pb²⁺吸附-解吸的不可逆性特征，采用一次平衡法研究了陕西4种土壤粘粒对Pb²⁺的吸附和解吸特征。结果表明，在恒定pH条件下，残留吸附常数K_d与吸附常数K_a的比值称为吸附-解吸的不可逆性特征参数，K_d/K_a=1，表示吸附-解吸过程是可逆的；K_d/Ka≠1,表示该过程不可逆；在不同解吸溶液中，供试土壤粘粒表面Pb²⁺K_d/K_a值由大到小依次表现为NaNO₃、草酸、柠檬酸，不可逆程度大小与此相同。在不同pH条件下，供试土壤粘粒表面Pb²⁺络合常数log K^int_a与解吸常数logK^int_d的比值也可作为过程不可逆性特征参数；在不同介质中，其绝对值由大到小依次为NaNO₃、柠檬酸、草酸，不可逆程度大小与此相反。     

祁连山八宝河流域典型草地土壤入渗特征

利用Guelph入渗仪,对祁连山八宝河流域典型草地的土壤入渗进行了调查,并基于Kostiakov模型和Horton模型对其入渗特征进行拟合。结果表明,峨堡样区土壤初始入渗率平均为1.66 cm·min^-1,稳定入渗率为0.99 cm·min^-1;阿柔样区土壤初始入渗率平均为0.47 cm·min^-1,稳定入渗率为0.21 cm·min^-1。入渗率随着海拔的升高而升高,与土壤含水量成正相关关系。整个入渗过程可分为三个阶段：0～10 min为入渗速率急剧变化阶段,10～30 min为入渗速率缓慢变化阶段和30 min以后逐渐达到稳定入渗阶段。Kostiakov模型在阿柔样区拟合效果较好;而Horton模型适合在峨堡样区使用。     

北疆典型土壤纵向弥散系数试验

【目的】 研究不同土壤质地对土壤纵向弥散系数和弥散度的影响。【方法】 根据土壤物理学及水动力弥散理论,以新疆北疆较为常见的典型砂壤土、粉壤土、壤土为例,NaCI为示踪剂,采用室内一维土柱垂直入渗试验测定纵向弥散系数。【结果】 不同土壤质地,渗流速度越小弥散系数越小,渗流流速越大,达到土壤溶质浓度峰值的时间越短,且峰值浓度越大。砂壤土渗流速为0.020 cm/min,纵向弥散度为2.88 cm;粉壤土渗流速度为0.018 1 cm/min,纵向弥散度为3.85 cm;壤土渗流速度为0.011 cm/min最小,纵向弥散度为2.44 cm。【结论】 弥散系数和弥散度取决于土壤质地类型与渗流流速。     

广东省大学生运动休闲消费特征研究

为提高潜水蒸发计算精度，利用潜水蒸发强度、埋深为零时的土面蒸发强度和水面蒸发强度的实测资料对阿维里扬诺夫公式、叶水庭公式和雷志栋公式中E₀值的选取进行了探讨，同时对比分析了E₀分别为水面蒸发强度和埋深为零时土面蒸发强度两种情况下的潜水蒸发强度。结果表明，针对新疆地区粘壤土类型，对于上述三种公式，若用埋深为零的土面蒸发强度代替水面蒸发强度，计算结果会产生误差，精度偏低，应选用E₀为水面蒸发强度进行计算，获得了η与地下水埋深的指数函数关系。该研究为潜水蒸发经验模型中E₀值的选取提供参考，同时为求解雷志栋公式中参数η提供一种新方法。     

干湿交替和外源氮对农田土壤CO2和N2O释放的影响

以黄淮海平原潮土区的砂壤土和黏壤土为研究对象,通过培养试验研究了干湿交替(干湿频率分别为0、2、6、12次)和外源氮(2种土壤中添加氮累计量均为220 mg N·100g~(-1)干土)下砂壤土和黏壤土的CO_2和N_2O释放模式的影响。结果表明,干湿交替和外加氮源显著激发了砂壤土和黏壤土的CO_2和N_2O的释放速率:干燥期越长,外加N源对土壤CO_2释放速率的激发效应越强;干燥期越短,外加N源对土壤N_2O释放速率的激发效应越强。两种土壤的CO_2和N_2O的释放速率对干湿交替的响应模式一致,砂壤土的碳氮矿化速率对干湿交替响应更为强烈,砂壤土的可溶性有机碳和无机氮(NO-3和NH+4)含量及温室气体排放速率均高于黏壤土。在外加氮源的条件下,干湿交替显著提高了砂壤土和黏壤土中可溶性有机碳和无机氮的含量,增大了实际生产中农田土壤无机氮淋失和温室气体排放的可能性。     

大荔县沙质土壤入渗特征研究

以陕西省渭南市大荔县的沙质土壤为研究对象,通过室内模拟试验,分析沙质土壤入渗的特点。结果表明,聚丙烯酰胺(PAM)试剂对空隙较大、入渗较快的沙质土壤具有保水作用,可以延缓水分的下渗速率,保持土壤的湿润。通过对纯水(CK)以及浓度分别为1、2 g/m~3的PAM溶液在渗入土壤时湿润锋随时间变化的观察,发现沙质土壤保水能力在加入PAM后有了较大的改善。     

模拟降水量条件下不同种植方式集雨效应研究

针对阴山北麓旱作区雨水蓄积利用效率低的问题,探讨本地区主要种植方式对降水的蓄积效应及降水后土壤水分变化动态。本研究采用模拟降水试验方法,对降水后农田土层水分含量的变化情况进行监测和分析,结果表明:1)在4mm降水下,粘壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照;在12mm降水下,沙壤土不同处理土壤贮水量显著高于对照。不同降雨量粘壤土和沙壤土贮水量增量表现一致,大小顺序均为垄作全膜垄作半膜平作全膜平作半膜平作(CK)。以8mm降水为例,粘壤土各处理中,垄作全膜处理下土壤贮水增量为6.5mm,是对照的1.76倍,沙壤土各处理中,垄作全膜种植方式贮水增量是对照的3.2倍。2)垄作全膜能够将12mm以上降水蓄积在粘壤土表层,使该层土壤水分变化较小,土壤含水量基本维持在15.0%~16.5%,沙壤土蓄积雨水效果较差。3)在降水后5d内,粘壤土土壤水分变化为0~20cm土壤含水量呈降低趋势,降水后第3天该土层土壤含水量下降变缓,20~30cm土壤含水量先增加后降低,在降水后第3天达到最高,30~50cm土壤含水量均呈增加趋势;沙壤土土壤水分变化为0~30cm土壤含水量下降趋势较明显,30~50cm土壤含水量表现为先增加后降低。因此,在本地区生产条件下,垄作全膜不仅具有良好的集雨效果,而且能够将积蓄雨水主要分布于土壤表层30~50cm,从而对有限的降水资源进行再分配,提高作物的水分利用效率。     

玉龙雪山土壤发生特性及其系统分类研究

以中国土壤系统分类方案为指南,对位于滇西北地区玉龙雪山不同海拔高度的典型土壤剖面进行系统分类研究。结果表明：玉龙雪山土壤质地以壤土和粘土为主,海拔由低至高,土壤质地由粘土、壤质粘土逐步过渡到砂粘土、砂壤、壤土;土壤CEC值在1．96～69．59cmol·kg^-1之间,且随海拔升高而逐渐增加,其中以腐殖质层最明显;土壤游离铁含量为2．17～31．15g·kg^-1,活性铁含量为0．15～6．35g·kg^-1,铁游离度为19．89％～59．48％,铁活化度为5．02％～62．20％。由于受母质类型的影响,土壤铁游离度和活化度均随海拔升高无明显变化规律。参考玉龙雪山的自然环境条件及土壤发生特性,将其土壤垂直带谱结构划分为：常湿雏形土（海拔3400～4200m）、湿润铁铝土（海拔2700—3400m）、湿润雏形土（海拔2500～2700m）、湿润铁铝土（海拔2500m以下）。     

粘粒含量对砂壤土水分常数的影响

土壤水分常数是评价土壤改良效果的主要指标。文章通过研究不同掺粘量对砂壤土水分常数的影响及机理分析。旨在为内蒙古旱作农业砂壤土改良、扩蓄、提高生产力提供有力的科技支撑和理论依据。研究表明：砂壤土掺粘后土壤的饱和导水率明显下降,当掺粘量为5％时,饱和导水率降低约为砂壤土的36％;田间持水量、毛管持水量、饱和含水量和萎蔫含水量随着粘粒含量的增加而增加;土壤有效含水率随着掺粘量的增加呈现出先增加后降低的趋势。     

考虑水分再分布的沟灌入渗模拟与春小麦垄作沟灌合理垄宽

垄作沟灌技术具有显著的节水增产作用,但在春小麦种植中应用尚缺乏参数设计方面的理论支撑。本研究采用粉砂质粘壤土与粘土两种典型土壤实测水分运动参数和HYDRUS软件,模拟了梯形灌水沟不同垄宽情况下的土壤水分运动和停水后水分再分布,研究了不同灌水量时湿润锋推进过程和水分再分布后的湿润体变化,分析了设计灌水定额下适宜作物生长湿润体范围,提出了粉砂质粘壤土和粘土宜采用的合理垄宽为20～50 cm和20～35 cm,这一结果为干旱区春小麦垄作沟灌技术推广提供了技术支撑。     

根系分布形式和土壤质地对作物蒸腾量影响的模拟研究

根系吸水是土壤-作物系统水动力学的关键过程,作物根系的分布形式对蒸腾量的影响极大。基于数值模拟的方法对在黏壤土和砂壤土条件4种根系分布形式、不同潜在日蒸腾量条件下的土壤水分和蒸腾量进行系统研究。结果表明:对于根长30 cm的情况,在作物蒸腾过程中,根区深度范围内的土壤含水量变化明显,40 cm以下土层的水分基本不能被根系吸收利用。植物根系分布越均匀,越有利于根前期吸水,但后期吸水困难。砂壤土比黏壤土含水量的变化更快,且根区附近的土壤水分较黏壤土更易被植物根系吸收。     

不同质地土壤玉米根际生物活性研究

【目的】明确不同质地土壤（砂壤、中壤、重壤）玉米生育期间根际微生物（细菌、放线菌、真菌）数量与酶（脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶、过氧化氢酶）活性的变化。【方法】采用池栽方式，以掖单22为材料，研究不同质地土壤的玉米根际微生物数量和酶活性变化，并进行相关分析。【结果】玉米播种前，砂壤中的微生物数量最多，重壤中最少；重壤中的酶活性最高，砂壤最低。3种土壤玉米根际生物活性的动态变化呈抛物线，吐丝期达最大值，此后逐渐下降。吐丝期，3种质地土壤玉米根际微生物数量均表现为中壤最多，重壤最少；5种酶活性均表现为中壤最大，砂壤最小。成熟期，玉米根际土壤细菌与放线菌表现为中壤中数量最多，重壤最少，真菌则表现为中壤最多，砂壤最少; 过氧化氢酶活性表现为重壤最高，砂壤最低，脲酶、蛋白酶、磷酸酶、转化酶表现为中壤中活性最高，砂壤最低。【结论】玉米根际生物活性受玉米生长发育进程和土壤质地的双重影响。