长期有机培肥黑土有机碳、全氮及玉米产量稳定性的变化特征

【目的】探讨东北黑土区长期有机培肥对土壤有机碳、全氮含量及产量稳定性的影响,为优化黑土培肥技术及玉米稳产高效提供指导。【方法】以38年长期定位试验为研究平台,选择6个施肥处理:不施肥 (CK),氮磷钾配施 (N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2,NPK),常量有机肥 (有机肥30 t/hm2,折纯N 150 kg/hm2、P₂O₅ 135 kg/hm2、K₂O 45 kg/hm2,M₂),常量有机肥配施氮磷钾肥 (M₂NPK),高量有机肥 (有机肥60 t/hm2,M₄),高量有机肥配施氮磷钾肥 (M₄NPK)。测定耕层土壤有机碳、全氮含量及玉米籽粒产量。【结果】玉米籽粒产量以M₄NPK处理最高,平均产量为9637 kg/hm2,其次是M₂NPK处理,平均产量为9422 kg/hm2,CK处理产量最低,平均产量为3551 kg/hm2,且显著低于其他各处理。前10年试验施用有机肥可显著提升土壤基础地力,降低玉米籽粒产量对化肥的依赖,M₂与M₄处理的籽粒产量与NPK处理均无显著差异。之后至2017年,单施有机肥处理玉米产量较NPK处理平均提高3.8%。拟合方程表明,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%～12.2%。在培肥30年后,肥料对籽粒产量贡献率开始下降。有机无机配施处理下,玉米产量变异系数较低,平均为19.3%,产量可持续性指数SYI为0.58,达到稳定水平。土壤有机碳含量随施肥年限在不同施肥处理间差异逐步变大,且在10年后出现显著差异,增施有机肥后,土壤有机碳显著增加,以M₄NPK和M₄处理最高;土壤全氮与土壤有机碳呈显著正相关 (r = 0.826**),土壤有机碳每升高1 g/kg,土壤全氮含量增加0.086 g/kg。施用有机肥,玉米籽粒产量与土壤有机碳、土壤全氮含量显著正相关,表明长期有机培肥对实现玉米高产稳产具有重要贡献。【结论】在供试黑土条件下,单施有机肥在一段时间内主要提高土壤有机碳含量,有机碳达到一定水平后才可以提高产量。有机肥配合氮磷钾化肥可以快速有效提高土壤有机碳和全氮含量,提高玉米产量。本试验条件下,有机无机配合施用的土壤有机碳年增加量为0.35～0.47 g/kg,全氮含量增加46.3%～84.2%,玉米产量稳定系数 (SYI = 0.58) 达到较高水平。土壤基础地力的提高可减少玉米产量对外源肥料的依赖,地力产量每增加1000 kg/hm2,肥料贡献率降低9.2%～12.2%。因此,有机肥配施化肥是黑土区保证玉米稳产高产、不断提升土壤肥力、保障黑土资源可持续利用的重要措施。     

长期施用牛粪对松嫩平原盐渍化土壤质量的影响

在盐渍化土壤中,普遍存在土壤结构性和养分状况差以及土壤酶活性低等现象.这种现象主要是由于土壤中过量的交换性钠离子和较高的土壤pH所引起.长期施用有机肥(牛粪)是一项提升盐渍化土壤质量的重要措施.本研究依托东北农业大学盐碱土改良长期定位试验站,以腐熟的牛粪为改良材料,依据牛粪施用年限共设置5个处理,采用完全随机区组设计,每处理3次重复,供试作为玉米,各处理分别为:施用牛粪2年、6年、13年和18年,以不施用牛粪的盐渍化土壤作为对照.分别测定各处理的土壤理化指标和酶活性.采用因子分析法与土壤质量指数法评价长期施用有机肥对盐渍化土壤质量的影响.研究结果表明:长期施用有机肥能够改善盐渍化土壤的物理性状、提高土壤养分状况、降低土壤pH和盐分以及增加土壤酶活性.根据特征根>1原则,经因子分析后可提取2个公因子,分别表征"土壤结构性"(因子1)和"土壤盐碱性质"(因子2).与未施用有机肥的土壤相比,施用有机肥13年和18年的土壤具有较好的土壤结构性和较低的盐碱性质,而施用有机肥2年和6年的土壤仅具有较低的盐碱性质.比较土壤质量指数(SOI)可知:盐渍化土壤质量随有机肥施用年限而增加,有机肥施用18年处理的土壤质量最高.总之,土壤结构性差和盐碱性质高是影响松嫩平原盐渍化土壤质量的关键限制因子,其中以土壤结构性差最为主导;土壤容重、pH和盐分的降低是长期有机培肥措施下盐渍化土壤质量得以提升的重要特征,尤其是以土壤容重的降低最为重要.     

长期施用牛粪对松嫩平原盐渍化土壤质量的影响（英文）

在盐渍化土壤中,普遍存在土壤结构性和养分状况差以及土壤酶活性低等现象。这种现象主要是由于土壤中过量的交换性钠离子和较高的土壤pH所引起。长期施用有机肥(牛粪)是一项提升盐渍化土壤质量的重要措施。本研究依托东北农业大学盐碱土改良长期定位试验站,以腐熟的牛粪为改良材料,依据牛粪施用年限共设置5个处理,采用完全随机区组设计,每处理3次重复,供试作为玉米,各处理分别为:施用牛粪2年、6年、13年和18年,以不施用牛粪的盐渍化土壤作为对照。分别测定各处理的土壤理化指标和酶活性。采用因子分析法与土壤质量指数法评价长期施用有机肥对盐渍化土壤质量的影响。研究结果表明:长期施用有机肥能够改善盐渍化土壤的物理性状、提高土壤养分状况、降低土壤pH和盐分以及增加土壤酶活性。根据特征根1原则,经因子分析后可提取2个公因子,分别表征"土壤结构性"(因子1)和"土壤盐碱性质"(因子2)。与未施用有机肥的土壤相比,施用有机肥13年和18年的土壤具有较好的土壤结构性和较低的盐碱性质,而施用有机肥2年和6年的土壤仅具有较低的盐碱性质。比较土壤质量指数(SOI)可知:盐渍化土壤质量随有机肥施用年限而增加,有机肥施用18年处理的土壤质量最高。总之,土壤结构性差和盐碱性质高是影响松嫩平原盐渍化土壤质量的关键限制因子,其中以土壤结构性差最为主导;土壤容重、pH和盐分的降低是长期有机培肥措施下盐渍化土壤质量得以提升的重要特征,尤其是以土壤容重的降低最为重要。     

长期施肥对棕壤有机碳及各组分的影响

本文通过棕壤长期定位施肥试验,研究了玉米-玉米-大豆轮作条件下不同施肥处理土壤有机碳及其不同密度组分的变化及其影响因素。结果表明:经过27年的长期不同施肥,土壤有机碳含量有了明显变化,总的变化趋势是:高量有机肥区(12.30gkg-1)>低量有机肥区(11.41gkg-1)>化肥区(9.95gkg-1)>1979年(试验前9.03gkg-1)>对照处理(8.23gkg-1),尤其以高量有机肥配施化肥处理的有机碳水平最高,氮磷钾配合施用有机碳水平要高于其它单施化肥处理;长期施肥可以显著提高土壤中轻组部分含量和轻组有机碳含量,不同施肥处理间差异显著。单施化肥处理,特别是氮磷钾配合施用,轻组部分数量和轻组有机碳含量高于无肥处理和试验前土壤。有机无机肥配合施用轻组有机碳含量明显高于单施化肥处理。施用不同肥料均可以提高土壤重组有机碳含量,有机无机肥配施效果明显。     

黑土有机氮肥替代率演变及其对土壤有机碳的响应

【目的】 探索长期有机培肥下黑土有机肥替代率与土壤肥力的量化关系,为农田土壤培肥和有机替代提供理论依据。 【方法】 本研究依托公主岭黑土肥力长期试验的32年定位观测数据,选取其中的4个处理即不施肥 (CK)、单施化学氮磷钾肥 (NPK)、单施常量有机肥[30 t/(hm2·a),M1]和单施高量有机肥[60 t/(hm2·a),M2],试验用化肥为尿素、过磷酸钙和硫酸钾,年施用N 150 kg/hm2、P₂O₅ 75 kg/hm2、K₂O 75 kg/hm2。分别测定作物产量、植株含氮量以及土壤全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾、速效钾、有机碳含量。基于作物氮素养分吸收量,探讨长期高产条件下施用不同量有机肥其替代率的变化特征,在分析高产条件下有机肥替代率与土壤肥力的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。 【结果】 基于作物氮素养分吸收量,长期高产条件下高量有机肥处理 (M2) 的有机肥替代率高于常量有机肥处理 (M1),且高产条件下有机肥替代率与施肥年限呈极显著线性正相关 (P < 0.01);通径分析和多元逐步回归分析结果表明,土壤有机碳含量对高产条件下有机肥替代率有显著正效应,是决定高产条件下有机肥替代率差异的主要土壤肥力要素,决定了高产条件下有机肥替代率70%的变异。长期施用常量和高量有机肥处理 (M1和M2),黑土土壤有机碳含量显著增加 ( P < 0.01);土壤有机碳含量与高产条件下有机肥替代率非线性相关,并达到了极显著水平 ( P < 0.01)。 【结论】 化肥氮的有机氮替代率70%取决于土壤有机碳含量的高低。长期施用有机肥能显著提高土壤有机碳含量,在提升土壤肥力的同时,提升了有机氮对玉米吸收的贡献,减少了对化肥氮的依赖。黑土土壤有机碳含量达到24.89 g/kg时,有机肥对化肥的替代率趋近95%,达到最大值。      

长期施肥对西南黄壤有机碳平衡的影响

为阐明长期施肥对西南地区黄壤有机碳变化特征的影响,探讨土壤可持续利用培肥模式,从1995年起采用10种施肥模式(CK、1/4 M+3/4 NPK、1/2 M+1/2 NPK、M、NPKM、NPK、NK、N、NP、PK)对贵阳市小河区玉米地黄壤进行处理,分析了各施肥模式下土壤有机碳的变化特征及其与作物产量之间的动态变化关系。结果表明,随着施有机肥年限延长,土壤有机碳总体呈增加趋势,而施化肥表现出下降趋势,无机肥配施对提高土壤有机碳含量作用明显。不同施肥模式有机碳平衡变化很大,施有机肥,土壤有机碳平衡量均为正值,有机肥施用量的增加也会导致土壤有机碳含量提高;不施肥和施用化肥处理的有机碳平衡量均为负值,各施氮处理(NPK、NK、N、NP)间有机碳平衡量差异不显著(p值为0.08),但与不施氮处理(PK)的有机碳平衡量存在差异显著(p0.01)。黄壤有机碳平衡量与系统总碳投入之间呈现显著的正相关关系(R2=0.9995),维持黄壤有机碳平衡所需的最低碳投入量为每年2.57 t hm-2。施有机肥处理中,玉米产量与有机碳含量表现出较好的正相关关系(R2均大于0.6);而不施肥或施用化肥处理中,二者的相关性较差(R2均小于0.3)。以上结果说明,研究区黄壤中有机碳还没饱和,仍具一定的固碳潜力,施有机肥,尤其是有机肥与化肥配施可以提高土壤有机碳含量。     

施肥对土壤有机碳含量及碳库管理指数的影响

在华北夏玉米生产体系中,采用田间试验,研究了不同施肥措施下（不施肥、单施有机肥、推荐施肥、习惯施肥和单施化肥）,土壤有机碳含量、活性有机碳含量和碳库管理指数的变化。结果表明:与不施肥相比,单施有机肥土壤有机碳和活性有机碳含量分别增加 11.68%,21.71%。推荐施肥和习惯施肥土壤有机碳含量分别增加 6.57%,7.58%,活性有机碳含量分别增加 8.53%,4.26%。单施化肥土壤有机碳与活性有机碳含量均没有显著增加;施有机肥和推荐施肥土壤碳库管理指数比不施肥分别高 31.79,13.01。单施化肥土壤碳库管理指数没有显著变化;土壤活性有机碳与总有机碳、碳库管理指数、玉米子粒产量均存在极显著相关关系。碳库管理指数与玉米子粒产量极显著相关,能够指示土壤生产力的变化。可见在当地土壤肥力条件下,施有机肥或有机无机适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力。     

长期施肥下新疆灰漠土有机碳及作物产量演变

为明确长期不同施肥下新疆灰漠土有机碳和作物产量演变特征,依托始于1990年的灰漠土肥力长期定位监测试验,选择对照(CK,不施肥)、施氮磷肥(NP)、氮磷钾平衡施肥(NPK)、氮磷钾配合常量有机肥(NPKM)、氮磷钾配合高量有机肥(h NPKM,有机肥施用量为NPKM的2倍)、氮磷钾配合秸秆还田(NPKS)6个处理,分析不同处理下土壤有机碳和小麦、玉米产量演变特征,探讨碳投入及有机碳与作物产量的关系。结果表明:1)长期耗竭种植(CK)、连续施用NP或NPK肥,灰漠土有机碳含量持续下降,年均下降速率分别为0.094 g·kg~(-1)、0.043 g·kg~(-1)和0.053 g·kg~(-1),表明施化肥(NP、NPK)不能维持土壤有机碳含量,不利于土壤肥力的保持。NPKM和h NPKM处理,土壤有机碳显著增加,年均增加0.360 g·kg~(-1)和0.575 g·kg~(-1),增施有机肥是快速提高灰漠土肥力的重要措施。秸秆还田处理(NKPS),土壤有机碳年均增幅0.006 g·kg~(-1),与NPK处理对比,秸秆还田虽没有大幅度提高土壤有机碳,但维持了土壤肥力。2)较CK,长期化肥有机肥配施(NPKM、h NPKM)显著增加了作物产量(P0.05)。与NP和NPK比较,长期化肥有机肥配施显著提高了小麦产量(P0.05),但玉米产量与施化肥处理差异不显著(P0.05),玉米产量以平衡施肥(NPK)的增幅最高,达到220 kg·hm~(-2)·a~(-1)。小麦的产量变异系数(29.1%~43.9%)高于玉米产量变异(19.0%~32.7%)。化肥配合秸秆还田(NPKS)处理的小麦增产幅度与高量施用有机肥(h NPKM)处理接近,喻示了秸秆还田对作物增产的作用不可忽视。3)碳投入与土壤有机碳和小麦、玉米产量有显著线性正相关(P0.05)。基于以上分析,在干旱区灰漠土增加土壤碳投入(有机肥或秸秆)仍然是最基本的土壤培肥措施。     

长期施肥对棕壤有机碳组分的影响

对起始于1979年的棕壤长期肥料定位试验田2005年的耕层土壤不同有机碳组分进行了测定与分析,以探讨长期施肥影响土壤有机碳的过程及机理。结果显示:长期单施化肥降低了土壤的游离态颗粒有机碳（FPOM-C）含量,但进一步稳定了矿物结合态有机碳(MOM-C),最终提高了土壤总有机碳(TOC)含量;长期施用有机肥和有机肥配施化肥使土壤的FPOM-C、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、MOM-C以及含量均显著提高,且增加效果好于单施化肥。从各组分有机碳所占比例或相对比值来看,长期施用有机肥和有机肥配施化肥提高了POM-C/TOC比例而降低了MOM-C/TOC比例,使FPOM-C/OPOM-C比值显著增大。表明土壤有机碳结构分组的应用有助于揭示长期施肥影响土壤有机碳的机理。     

长期不同施肥管理对稻田土壤有机碳库特征的影响

以19年的长期定位施肥土壤为材料,研究不同施肥管理:不施肥(CK),施无机肥(N、NP、NK、NPK),施有机肥(OM),有机-无机配施(F、F')下稻田耕层土壤有机碳库组分及含量变化.结果表明:不同施肥方式对土壤有机碳及其组分有显著影响,土壤总有机碳(TOC)变化趋势为有机无机配施(平均12.34g/kg)>单施有机肥(平均12.15 g/kg)>无肥(平均10.56 g/kg)>化肥(平均9.78 g/kg);有机肥和化肥配施土壤徽生物量碳(SMBC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)及SMl3(2/TOC、WSOC/TOC、LFOC/TOC均显著高于单施化肥土壤的.与不施肥相比,化肥、有机肥的施用均显著增加了土壤重组有机碳(HFOC)和HFOC/TOC,其中,化肥的施用更有利于土壤重组有机碳(LFOC)的积累.单施有机肥或有机无机配施显著增加了较大粒级(>0.25 mm)水稳性团聚体及其TOC含量,而单施化肥则显著增加了较小粒级(<0.25 mm)及其TOC含量.因此,长期施用有机肥,特别是有机肥与无机肥配施能提高土壤活性碳含量和土壤团聚体稳定性,从而保持和提高了土壤质量和持续生产力.     

从俄罗斯黑钙土到中国黑土——纪念宋达泉先生诞辰100周年

着重介绍了宋达泉先生在土壤发生分类中建立黑土作为一个独立土类的贡献。     

不同土壤类型对硫酸钾镁肥中钾、镁、硫吸附特性研究

在水稻土、红壤、潮土中分别加入不同浓度的硫酸钾镁肥溶液,研究3种土壤在不同浓度硫酸钾镁肥下pH值的变化及对K、Mg、S吸附的能力。结果表明:在3种土壤中加入硫酸钾镁肥都使土壤pH值下降,下降速度是红壤>水稻土>潮土。3种土壤对K的吸附能力较强,可用一元线性方程拟合,在0~354 mg kg-1的K加入量范围内,吸附率在50.4%~74.1%;对S的相对吸附率居中,可用一元二次方程拟合,在0~311 mg kg-1的S加入量范围内,吸附率在35.6%~88.1%;对Mg的吸附能力极弱。3种土壤对K、S吸附能力大小顺序为:潮土>红壤>水稻,对镁吸附能力大小顺序为:潮土>水稻土>红壤。土壤田间施用硫酸钾镁肥量应根据不同土壤对养分的吸附能力大小进行相应的调整。     

Extraction of potassium from some kaolinitic soils of the tropics

Abstract

Three methods for soil potassium extraction (M NH₄OAc pH 7, 0.01 M AgTU and 30 % hot H₂SO₄) were compared for a variety of kaolinitic soils of the tropics. The AgTU‐extractable K was much higher than the M NH₄OAc‐extractable K when vermiculite clay was present in the soil. The correlation between both was given by an R value of 0.937. The amounts of K extracted by 0.01 M AgTU and by hot H₂SO₄ were approximately the same. The R value for these two methods was 0.843.

It is suggested that the AgTU extractant could be used for determination of plant‐available K in soil and for testing for the presence or absence of vermiculite clay in soils.     

市域尺度的稀有濒危土壤类型的界定与评价——以郑州市为例

在当今世界城市化高速发展的背景下,土壤资源的保护也越来越受到人们的关注,土壤多样性骤减也成为了全球关注的焦点,界定和评价稀有濒危土壤对于保护土壤资源及其多样性具有非常重要的指导意义。本文以郑州市为例,应用土壤类型密度和土壤多样性两种多样性测度方法分别对郑州市1 km×1 km和5 km×5 km网格尺度下基于不同分类级别的土壤空间多样性分布格局进行了分析和定量化研究;利用1988、2001、2007和2013年4期遥感资料进行土地利用分类,结合基于第二次土壤普查的1∶20万郑州市土壤图,采用多时相连续对比法对郑州市近25年来土地利用变化对土壤的扰动情况进行了分析;结合土壤多样性方法和传统评价方法界定和评价了稀有濒危土壤。结果表明,郑州市土壤整体分布较为均匀,且随着分类单元级别的降低,构成组分多样性指数升高,即分类越细,土壤类型分布越均匀;1988~2013年郑州市土壤受到非农建设扰动剧烈,干扰比例为16.01%,随着时间的推移,土壤受扰动的速度是呈上升趋势的;稀有土属有16种,濒危土属有2种,稀有濒危土属有4种。截止2013年濒危土属整体受到扰动比例高达35.38%,而稀有土属受到扰动比例为8.76%。     

Relationship between the characteristics of Mediterranean Red soils and the age of the geomorphological surfaces in central-western Spain

A study was conducted of the Mediterranean Red soils of a region in Central Western Spain with a goal of describing the relationship between their main characteristics and the age of the geomorphic surfaces over which they have developed. The main macromorphological characteristics of the soils were analyzed, with a statistical study of the analytical data on 70 samples of Mediterranean Red soils. The oldest surfaces contain Palexerults and Ultic Palexeralfs, Calcic Rhodoxeralfs, Calcic-vertic Palexeralfs, Typic Rhodoxeralfs, Typic Palexeralfs, Vertic Haploxeralfs and Typic Haploxeralfs have been observed in a chronosequence on terraces of the River Tormes. The soil typology changes with the age of the surfaces, from soils with a sharp textural contrast at the upper limit of the argillaceous horizon, with a dark red very clayey and very thick Bt horizon (on the oldest surface) to not very thick brown soils without a clear clay illuviation and with a lower content in clay (on the youngest surface).The effect of recent erosion on the morphology of the soils located on a single surface has caused new soils to form superimposed on pre-existing soils.     

我国灌淤土的形成和分类

本文从全国范围内全国地研究了灌淤土的形成特点，主要表现在：（１）地面的抬升和耕层的加厚；（２）有机质及Ｎ、Ｐ、Ｋ等养分的增加；（３）土体含水量的提高；（４）可溶盐和石膏的淋洗；（５）碳酸盐和石膏的淋溶与补充；（６）灌淤层理的消失和土壤物理性状的改善等。总结了灌淤土的诊断层－灌淤表层的特点，阐明了灌淤土在土壤系统分类中的位置：灌淤土作为人为土壤，它与干旱土、潮湿土、始成土和新成土等其它土壤具有很大的     

施用生物炭抑制塌陷区复垦土壤硝化作用

生物炭具有培肥土壤和影响土壤氮素转化的效应,但对于不同肥力尤其是极低肥力的采煤塌陷复垦区土壤氮素转化方面缺乏研究。该文采用室内恒温控湿好气培养的方法,研究生物炭在不同氮肥水平下对肥力差异较大的两种土壤(肥力高的菜地土壤、肥力极低的塌陷区复垦土壤)硝化作用的影响。试验设2种氮肥水平、3种生物炭施用量。结果发现,相对于菜地土壤,塌陷区复垦土壤硝化作用缓慢,土壤最大硝化速率仅为菜地土壤的17.32%,且最大硝化速率出现的时间延迟4.2 d。高氮条件下,土壤硝化作用进行得较慢,施入生物炭后对硝化作用的抑制增强,并使土壤硝化加速阶段延长6 d(塌陷区复垦土壤)至11 d(菜地土壤)。塌陷区土壤尤其在高氮条件下最大硝化速率出现的时间明显随生物炭添加量增加而逐渐延迟,而土壤最大硝化速率不受生物炭及氮肥水平的影响。但菜地土壤土壤最大硝化速率值、最大硝化速率出现的时间值显著受氮肥水平及生物炭施用量影响。因此,生物炭对硝化作用的抑制主要表现在硝化作用的加速阶段,抑制强度受氮肥水平和土壤类型交互作用影响。     

Hydrolytic enzyme activities in agricultural and forest soils. Some implications for their use as indicators of soil quality

Although a great deal of information exists about the effect of land use on soil enzyme activities, much of this is contradictory and brings into question the suitability of soil enzyme activities as indicators of how land use affects soil quality. The purpose of this study was to investigate the effect of land use on different soil biochemical properties, especially hydrolytic enzyme activities, with the aim of providing knowledge about the problems related to the use of enzymes as indicators of soil quality. The data presented derive from various studies in which a large number of soils under different types of forest or agricultural management were analysed by the same methods. All of the soil samples were characterized in terms of their main physical and chemical properties, the activity of several hydrolases, microbial biomass C and soil basal respiration. The results indicate that soil use causes a large reduction in organic matter content and that the effect on enzyme activity varies depending on the type of land use or management and the type of enzyme. Furthermore, the enzyme activities per carbon unit (specific activities) in soils affected by land use are almost always higher than in maximum quality soils (climax soils under oak vegetation or oak soils), and land use also generates greater increases in the specific activity as the C content decreases. The mechanism responsible for these increases probably involves loss of the most labile organic matter. Enzyme enrichment is not always produced to the same degree, as it varies as a function of the enzyme and the type of land use under consideration. It is concluded that the complexity of the behaviour of the soil enzymes raises doubts about the use of enzyme activities as indicators of soil degradation brought about by land use.     

原状土与装填土热特性的比较

土壤热特性是研究土壤—植物—大气系统中能量传输的必要参数。目前的研究集中在室内装填土柱上热特性与含水率、质地、温度和体积质量(容重)等因素的关系,田间条件下土壤结构对热特性影响的报道很少。该研究通过比较2种质地土壤田间原状土和室内装填土热特性的差异,初步探讨了不同含水率范围内结构形成对土壤热特性的影响。采集田间原状土,在室内利用热脉冲技术测定其热容量、热导率和热扩散率;然后将样品磨碎、过2mm土筛,填装后得到相同体积质量和含水率的装填土壤样品,并测定其热特性。结果表明,装填土和原状土的热容量基本一致;在中等含水率区域(砂壤土:0.07～0.24m3/m3;壤土:0.15～0.31m3/m3),重新装填后砂壤土和壤土的热导率分别降低了9.7%和9.8%。另外,结构形成增加了土壤热扩散率,在中等含水率区域尤其明显;在接近饱和区域,原状土与装填土的热扩散率趋于一致。因此,土壤结构形成对土壤热容量没有显著影响,但提高了中等含水率区域土壤的热导率和热扩散率。