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利用X射线CT研究多尺度土壤结构 总被引:9,自引:1,他引:8
土壤结构影响着土壤中的各种物理、化学和生物学过程。近年来,X-射线CT已经发展为研究土壤结构的主要手段。本文首先介绍X射线CT的基本原理,然后总结了主要的CT类型及其在土壤结构研究中的应用。在此基础上,举例介绍了医用CT、工业显微CT和同步辐射显微CT在大土柱(直径100 mm,高200 mm)、小土柱(直径30 mm,高30 mm)和团聚体(直径5 mm)结构研究中的应用,利用CT图像的处理和分析方法,分析了不同大小样品的孔隙分布特征,讨论了综合利用不同类型CT研究不同尺度土壤结构的方法。 相似文献
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水分运动是土壤中物质和能量传输的主要驱动力,但是水分在土壤中的运动轨迹复杂多变,难以直接捕捉。本研究以第四纪红黏土发育的红壤为研究对象,借助电阻率成像技术(ERT),反演水分在林地和农地土壤中的入渗过程。研究发现,ERT技术能够实现水分在红壤包气带入渗过程的可视化,ERT测定的表观电阻率的变化量与烘干法测定的土壤水分之间呈极显著正相关关系(P<0.01),林地的决定系数为0.72,农地为0.53。土地利用类型影响水分入渗的范围和方式,在2 cm水头高度注水100 L的情况下,林地的入渗深度大于80 cm,而农地约为50 cm,在此基础上,继续注水200 min,林地和农地均出现明显的优先流现象。但是,林地的优先流比农地更为发育,林地是通过根系等大孔隙快速向下传输,而农地则以“指流”的方式,间断性向深层运动。在土壤层次复杂、背景含水量高、土壤黏重等不利因素的影响下,ERT技术依然能捕捉优先流在红壤中发生和发育的过程。 相似文献
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长期施肥对红壤不同有机碳库及其周转速率的影响 总被引:9,自引:1,他引:8
通过土壤有机质物理分组和室内培养的方法,研究了长期定位施肥对红壤不同有机碳库及其周转速率的影响。结果表明:平衡施肥(NPK、2NPK)和施用有机肥(OM、NPKOM)显著提高玉米产量,降低产量年际变异系数,同时也显著提高了土壤有机碳(SOC)和活性有机碳(LOC)的含量。根据有机碳物理分组方法,将SOC分成五部分,其中,与矿物结合的有机碳占绝对优势,微团聚体中的粉黏粒(s+c_mM)和大团聚体中的粉黏粒(s+c_M)分别占SOC的31%~53%和28%~38%,其次为微团聚体间的细颗粒有机质(fPOM)和微团聚体中的细颗粒有机质(iPOM_mM),分别占8%~15%和7%~21%,粗颗粒有机质(cPOM)仅占5%~12%。施有机肥(OM、NPKOM)显著提高了颗粒有机碳组分,包括cPOM、fPOM和iPOM_mM组分碳的数量,但是对矿物结合态碳(s+c_M、s+c_mM)影响不明显。施无机肥对有机碳库组成(除s+c_mM外)影响不显著。在有机肥处理中(OM、NPKOM)土壤有机碳周转速率最快,相应的半衰期最短,是CK处理的0.47倍~0.70倍,是无机肥处理的0.11倍~0.95倍。原土有机碳周转时间与LOC/SOC呈显著正相关(r=0.66*)。研究表明平衡施肥和有机肥能提高土壤地力,同时还有利于土壤有机碳的积累。 相似文献
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砂姜黑土容重高、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量低是限制作物产量的关键因子,秸秆还田能有效改善土壤结构,提高土壤有机碳含量。为探明砂姜黑土区适宜的秸秆还田方式,进一步培肥改良耕地地力,该研究利用砂姜黑土连续6 a耕作与秸秆还田定位试验,探究不同秸秆还田方式(免耕还田、旋耕还田、深翻还田)对砂姜黑土不同土层(0~10、>10~20、>20~40 cm)有机碳及其组分颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)、矿物结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)和孔隙结构的影响。研究结果表明:在0~10 cm土层内,3种还田方式下SOC及其组分、土壤总孔隙度和大孔隙度(>50 μm)均无显著性差异(P>0.05)。与旋耕还田相比,免耕还田使>10~20和>20~40 cm土层SOC含量分别降低了14.1%、23.7%(P<0.05),对>10~40 cm土层内孔隙结构特征参数无显著影响(P>0.05);与旋耕还田相比,深翻还田使&... 相似文献
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为探明遵义市畜禽养殖结构及甲烷排放量变化趋势,采用IPCC(2006)推荐的排放系数法,对2000-2016年遵义市畜禽养殖甲烷排放情况进行了估算。结果表明:(1)遵义市畜禽养殖以家禽、猪、牛、羊等为主,总量呈"增加-下降-增加"趋势,2006年最大存栏量达3 031.89万头(只);(2)遵义市畜禽养殖甲烷年平均排放总量为8.48万t,其中,畜禽肠道发酵年平均排放量为7.03万吨,占总量的82.80%,粪便管理甲烷排放量年平均1.45万t,占总量的17.20%;(3)畜禽肠道甲烷排放量大小顺序为:牛羊猪马兔骡驴,畜禽粪便甲烷排放量大小顺序为:猪牛家禽羊马兔骡驴,肠道发酵部分牛的甲烷排放量最大,粪便管理中猪排放贡献最大,前者主要是由排放系数决定,后者取决于饲养量;(4)遵义市畜禽养殖甲烷排放总量在2006年达到最大9.90万t之后,在6.00万t左右呈小幅波动状态。 相似文献
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“旋松一体”耕作对潮土和砂姜黑土物理性质及作物生长的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
为改善潮土和砂姜黑土容重大,穿透阻力强,犁底层紧实等结构障碍。研究提出一种“旋松一体”耕作方式,并在山东德州的典型潮土和安徽怀远的典型砂姜黑土进行试验。其中,潮土设置旋耕15 cm、旋松一体30 cm两个处理;砂姜黑土设置旋耕15 cm、深翻30 cm和旋松一体30 cm三个处理,研究旋松一体耕作对两种土壤0 ~ 40 cm土层土壤容重、紧实度、水分动态和小麦玉米根系及产量生长的影响。结果表明:与旋耕相比,旋松一体耕作显著降低了潮土和砂姜黑土容重和穿透阻力,与深翻相比,旋松一体耕作也显著降低了砂姜黑土容重和穿透阻力。旋松一体耕作显著提高了降水后土壤水分下渗速度、下渗量及下渗深度,进而提高潮土深层,砂姜黑土小麦季表层及玉米季深层土壤体积含水量。与旋耕相比,旋松一体耕作分别增加潮土和砂姜黑土小麦产量11.4%和7.1%,玉米产量6.7%和37%(受涝害胁迫),提高直接经济收益1748和3277元hm?2。旋松一体耕作有效改善了潮土和砂姜黑土物理性质,提高作物产量和经济效益显著,可作为华北平原土壤耕层结构改良的新型耕作模式。 相似文献
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土壤裂隙及其优先流研究进展 总被引:15,自引:2,他引:13
土壤在干燥脱水的过程中易收缩产生裂隙。裂隙的产生是土壤性质与外界条件等多种因素综合作用的结果,其形态结构也非常复杂,难以准确描述。裂隙能够作为优先流的路径,增加农田水分和养分的流失以及地下水污染的风险。本文总结和归纳了裂隙产生的影响因素、裂隙的表征指标与测定方法、裂隙导致的优先流的研究方法、裂隙对优先流的影响和模拟等方面的研究进展。今后应进一步加强裂隙产生机理的全面深入的研究;构建和完善裂隙三维指标体系及其测定方法;推进裂隙导致的优先流的定量化和数学模拟研究;加大田间原位裂隙及其优先流的研究。 相似文献