生物炭对塿土持水能力的影响

通过连续6年定位试验，探究较长时间施用生物炭对土壤保水作用的影响，以期为塿土区水土保持和土壤改良提供理论参考。田间试验于2011年开始，设4个生物炭施用梯度：对照，不施生物炭（B0）；5 t·hm^-2（B5）；10 t·hm^-2（B10）；20 t·hm^-2（B20）。在2017年测定了土壤含水量、土壤基础理化性质和水分累积蒸发量等。结果表明：生物炭能够显著减小土壤容重、增加土壤孔隙度、饱和含水量和田间持水量，且随着生物炭施入量的增加，各指标变化幅度也增大，B20与B0处理相比，土壤容重减少了8.28%，毛管孔隙度增加了20.17%，饱和含水量与田间持水量分别增加了22.17%和14.86%；生物炭显著增加了土壤团聚体稳定性，B20与B0处理相比，土壤水稳性团聚体含量增加了19.00%，团聚体破坏率和不稳定团粒指数分别降低了11.34%和9.61%；生物炭还可有效抑制土壤水分的蒸发，B10和B20处理的土壤累积蒸发量分别比B0处理减少了7.45%和10.18%。结合逐步回归分析与通径分析发现，生物炭对土壤结构的改良是其促进土壤持水能力的主要原因。土壤孔隙度和有机碳含量是影响土壤饱和含水量的主要因子，影响土壤毛管持水量的主要因子为有机碳含量和土壤毛管孔隙度，而毛管孔隙度与水稳性团聚体含量则解释了绝大部分土壤田间持水量的变化。研究表明生物炭施用可以显著改良土壤结构，提升塿土持水性能，增加干旱半干旱地区土壤的蓄水保墒能力。     

黄土高原水蚀风蚀交错带不同土地利用方式坡面土壤水分特性研究

为分析不同土地利用方式下坡面土壤水分特性的差异和规律,对黄土高原水蚀风蚀交错带典型坡面上农地、林地和草地的土壤水分特性进行了分析.结果表明:(1) 苜蓿地土壤的持水能力和供水能力最强,其次是杏树林和长芒草地,谷子地最差;(2) 通过土壤水分有效性分析发现,水蚀风蚀交错带田间持水量相当于-0.2×105 Pa土壤基质势时的土壤含水量,永久凋萎点则低于-2.0×106 Pa土壤基质势对应的土壤含水量;(3) 苜蓿地有效水含量最高,谷子地有效水含量最低,而且苜蓿地土壤有效水含量的提高主要是提高了迟效水部分;(4) 对不同土地利用方式下的土壤比水容量变化曲线研究表明,土壤比水容量在田间持水量附近随土壤含水量的降低减小的很快,而当土壤水分降低到田间持水量的50%～60%以下时,土壤比水容量基本不变.     

土壤持水性及孔性的影响因素浅析

通过对有机质，碳酸钙在土壤持水性，土壤孔性方面的研究表明，（1）低吸力条件下，自然土（原状土）的持水能力随有机质含量的提高而显著增加（2）土壤中的孔隙度随有机质含量的提高而增加；（3）在有机质含量较低的条件下，碳酸钙对石灰性土壤的持水能力有很大的影响。     

生草和树枝覆盖对果园土壤持水性能的影响

针对黄土高原枣园普遍盛行传统清耕制,将生草及覆盖技术引入枣园生产中,于2011—2013年采用人工土槽模拟研究方法,探讨不同生草和覆盖措施对枣树地土壤持水性能的影响。结果表明:生草与枣树枝覆盖能有效改善土壤物理结构、提高土壤孔隙度、降低土壤容重;各处理土壤水分蓄持能力及比水容量均按枣树枝半覆盖+白三叶生草、枣树枝全覆盖、白三叶生草覆盖和清耕处理依次递减,处理间的差异在高吸力阶段更为明显;与清耕处理相比,生草与覆盖处理土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数均有提高,枣树枝半覆盖+白三叶生草处理增加最为明显,分别增加9%、20%、33%。     

保水剂对土壤持水特性的作用机理研究

分别将B1(北京华瑞祥科技有限公司高吸水树脂保水剂)、B2(广东东莞市安信保水有限公司农林保水剂)、B3(唐山博亚科技工业开发有限责任公司的高能抗旱保水剂)3种保水剂以不同用量(0.05%、0.10%和0.50%)施入无团聚体孔隙的风沙土中,测定各处理土壤在不同吸力时的含水量,并用V-G模型拟合各土壤水分特性曲线,获得各处理土壤的水分特性曲线参数和主要水分常数等结果,以期揭示使用保水剂在改善土壤持水性方面的作用特征和机理。结果表明:1使用保水剂后,除土壤无效水部分无显著变化外,各处理土壤饱和含水量、田间持水量、重力水和有效水部分均显著增加,保水剂用量为0.50%时处理土壤的田间持水量比对照高3~4.7倍,使用保水剂显著改善了土壤中、低水吸力段的持水容量,即土壤的"孔隙"持水部分。2各处理土壤的水分特征曲线右移,各吸力段的持水容量明显增加,n值均小于对照,表明使用保水剂显著增大了在失水过程中土壤的持水能力。3使用保水剂后,各处理土壤增加的吸水量主要来源于重力水和有效水,保水剂用量为0.05%时,各处理土壤重力水所占比重高于60%,随着保水剂用量增加,重力水所占比重下降,有效水分所占比重提高,表明保水剂对土壤持水特性的作用机理主要体现为增加了土壤的"毛管孔隙"持水比例,即在低使用量时显著改善土壤重力水部分,随着保水剂使用量的增加则显著增加土壤有效水部分。4综合比较保水剂类型和对土壤持水能力的改善作用,B3型保水剂在使用量为0.5%时的改善效果最好。由此得出,化学保水剂尽管是一种具有很强分子吸水能力的基质,却在土壤中能够极大地改变土壤"孔隙"持水性,增加土壤有效水贮量,应当受到应有的重视和广泛使用。     

排土场土体裂缝特征对土壤物理性质的影响

以内蒙古胜利东二号露天煤矿南排土场为研究对象，研究排土场不同土体裂缝区土壤机械组成、孔隙状况、水分空间分布以及饱和导水率的特征和差异。结果表明：3个样地土壤机械组成以砂粒为主，土壤质地为砂质土壤，具有质地疏松、通气透水能力强、蓄水能力差等特点；3个样地土壤容重为1.22~1.45 g·cm^-3，且随着土层深度的增加先增大后减小；3个样地土壤含水率偏低，且随着土层深度的增加而减小；土壤饱和含水量、田间持水量和土壤有效水含量呈先减小后增大的变化规律，凋萎系数呈先增大后减小的变化规律，且不同土层之间存在差异。随着土层深度的增加，3个样地各个土层（0~10、10~20、20~30、30~40、40~50、50~60 cm）土壤饱和导水率平均值依次为1.16、1.02、0.95、0.71、0.47、0.27 mm·min^-1；土壤饱和导水率与土层深度之间具有较好的幂函数关系。土体裂缝的出现改变土壤容重、孔隙状况和土壤水分空间分布等土壤物理性质，进而影响排土场水分入渗、地表径流及产流产沙等水土流失过程。     

质地对土壤物理性质的影响及调节研究

以耕地棕壤为试验材料,采用室内培养的方法研究了外源砂不同添加量对土壤物理性质的影响,并进一步研究了添加有机质对不同含砂量土壤物理性质的调节作用。结果表明:与对照(含砂量31.51%)比,随土壤含砂量的增加,容重增加了2%~15%,持水量降低了1%~11%。在不同含砂量的条件下,添加有机质的土壤容重比对照降低10%左右,土壤含砂量在30%~70%时,添加有机质处理能明显提高土壤的持水能力,当含砂量超过70%时,添加有机质处理对土壤持水能力影响不大,随有机质添加量增加土壤氧化还原电位下降。     

种植年限对渭北旱塬苹果园土壤孔隙结构及水力特征的影响

为研究不同种植年限对苹果园土壤孔隙结构及其土壤水力特性的影响,采用时空转换的方法,选取渭北旱塬2 a、13 a及33 a苹果园开展土壤结构与水力特征测定,利用压汞法获取原状土壤孔隙结构特征。以20 cm及40 cm为界将果园0～100 cm土壤划分为耕作表土扰动层、潜在犁底层与心土层。结果表明：渭北旱塬苹果园20～40 cm土壤容重较高、导水能力差且水分对作物有效性较低,有形成犁底层的可能,且随植果年龄增加果园土壤容重呈增加趋势;同一果园中大孔隙（>75 μm）与中孔隙(30～75 μm)土壤百分含量最大值出现在表土层,占比分别为7.63%~10.32%及10.94%~13.14%;微孔隙(5～30 μm)土壤最大百分含量出现在心土层,占比为30.60%~47.85%;极微孔隙(0.1～5 μm)与超微孔隙(<0.1 μm)土壤含量最高值出现在潜在犁底层,占比分别达37.36%~52.55%及13.15%~19.08%。在频繁受到耕作扰动的表土层,2 a、13 a及33 a果园土壤之间各级孔隙占比非常接近;在不易受到耕作扰动的心土层,大孔隙与中孔隙土壤都表现出随耕作种植年限的增加而增加的趋势。土壤容重与其大孔隙含量呈显著负相关,与超微、极微孔隙土壤含量呈正相关,饱和导水率与容重呈显著负相关;5～30 μm微孔在土壤的导水及持水方面均有重要作用,其比表面积与田间持水量呈显著正相关,其孔体积分数与饱和导水率呈显著正相关;VG模型参数n与土壤大孔隙及中孔隙含量呈显著负相关。随耕作种植年限增加,果园土壤有机质含量每5 a降低0.425 g·kg^-1,田间持水量每5 a降低0.8% cm³·cm^-3。研究建立的土壤水力参数回归预测模型可为苹果园高效用水提供参考。     

压砂年限对土壤质量的影响研究

以宁夏海原县关桥乡罗山村的绵砂压砂地为对象,邻近未压砂地农田为对照,研究压砂1a,3a,5a,7a,10a后土壤机械组成,理化性质及酶活性的变化。结果表明:压砂地与对照相比土壤水分含量高、全盐含量低;随着压砂年限的增加土壤质地粗化、容重明显增加,毛管孔隙度、持水量降低;土壤有机质、全氮、全磷、全钾、硝态氮、速效磷、速效钾均呈下降趋势,过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、蔗糖酶的活性也逐年降低。连作3a表现出明显的连作障碍,压砂10a土壤质量状况较差。说明压砂对土壤的影响是双向的。     

不同土体构型土壤的持水性能

通过GMS软件三维建模功能,将宁夏某葡萄基地土壤划分为4种土体构型:壤砂型、砂型、壤砂粘型和壤粘砂型结构,并对基地土壤的田间持水量、饱和导水率和容重进行了分析,研究了不同土体构型下的土壤持水性能。结果表明,土壤土体构型不同,其容重、田间持水量、土壤饱和导水率也不同。砂型结构的田间持水量和容重最小,分别为13%和1.5 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最大,为3.2 m·d~(-1);壤粘砂型结构田间持水量和容重最大,分别为16.5%和1.63 g·cm~(-3),而土壤饱和导水率最小,为1.02 m·d~(-1);田间持水量与土壤饱和导水率的相关系数为-0.92,呈显著负相关,与容重的相关系数为0.73,呈显著正相关。壤粘砂型土体构型上壤下粘,利于保水保肥,持水性能最好;砂型结构持水性能最差,其他土体构型持水性能一般,需要进行改良以提高土壤的持水性能。