生物炭不同粒径及不同添加量对土壤收缩特征的影响

土壤收缩特征在准确定量评价土壤结构和水力学特性中发挥重要作用。生物炭孔隙结构发达、比表面积巨大,施加生物炭不仅可以改变土壤的生物、化学性质,而且还影响到土壤的收缩特性。利用离心机法测定了添加不同粒径(2～1mm,1～0.25mm,<0.25mm)、不同比例(0,10,50,100,150g/kg)生物炭的土壤收缩特征,并采用三直线模型进行了模拟,得出如下结果:相同压力下,土壤比容积随着生物炭含量增加而增大,生物炭有效地限制了土壤收缩。土壤收缩变化过程适用三直线模型描述,伪饱和段和结构段的收缩特征值随生物炭含量增加而减小,超正常段的土壤特征值随生物炭含量增加而增大;生物炭粒径对土壤收缩特征值变化的影响不显著。研究表明,向土壤中添加生物炭能有效降低土壤干燥过程中的收缩程度,改善土壤结构,提高土壤持水性能。     

温度对砂型土壤和石英砂水分特征曲线的影响

为了研究温度变化对土壤和石英砂持水特性差异的影响机理,在离心机试验的基础上结合理论分析,对不同温度下土壤和石英砂水分特征曲线实测数据、低吸力段比水容及Van Genuchten经验模型的拟合参数进行了研究分析。结果表明:温度的变化对土壤水分特征曲线的位置影响显著,对曲线的走势无太大影响;而对于石英砂样本受温度变化的影响并不明显;温度对土壤持水能力的影响很大部分是由土壤中水分的性质和土壤自身性质共同决定的;同时,结合比水容的概念和水分特征曲线的VG模型参数较准确地评价温度变化下两种供试样品的持水性能和水分的有效程度。     

砂粒含量对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究

通过人工配制不同质地土壤,测定土壤水分特征曲线,研究了土壤中砂粒含量对其水分蓄持能力的定量影响.结果表明:(1)砂粒含量对土壤水分蓄持能力有较大影响.土壤持水能力随砂粒含量增加递减,表征土壤持水能力的水分特征曲线Gardner模型参数及表征土壤饱和含水量的Van Genuchten模型参数均随砂粒含量增加逐渐减小.(2)砂粒含量对土壤比水容量有较大影响,试验土壤在任一吸力水平下的比水容量值均随其砂粒含量增加递减.(3)试验土壤饱和含水量与砂粒含量呈线性关系,田间持水量、凋菱系数与砂粒含量都呈开口向下抛物线右半段的关系.(4)试验土壤有效水、迟效水含量随砂粒含量增加递减,二者与砂粒含量均呈开口向下抛物线右半段的关系.易效水含量与砂粒含量呈开口向上抛物线关系.     

生物质炭对旱地红壤理化性状和水力学特性的影响

[目的]研究生物质炭对旱地红壤基本理化性质及水分特征曲线的影响,为红壤地区土壤改良提供依据。[方法]分层测定不同生物质炭施用量水平下的土样容重、孔隙度和有机碳含量,采用原状土压力膜法分层测定土壤的水分特征曲线。[结果]施用生物质炭能显著降低土壤的容重,提高土壤的孔隙度及有机碳含量,且随着施用量的增加,土壤容重逐渐降低,孔隙度及有机碳含量逐渐提高;随着生物质炭施用量的增加,土壤饱和含水量、田间持水量和有效水含量逐渐增加,凋萎系数逐渐减小,施用生物质炭30t/hm2的土壤处理饱和含水量、田间持水量和有效水含量最高;生物质炭施用量与土壤饱和含水量、田间持水量和有效水含量呈极显著正相关关系,与凋萎系数呈极显著负相关关系。[结论]施用生物质炭能显著提高红壤田间持水量和有效水含量。     

容重变化与土壤水分特征的依赖关系研究

通过石蜡固定容积方法,用离心机测定黄土高原典型两种扰动土壤不同压实容重下的水分特征曲线,采用Brooks-Corey模型对实验数据进行拟合.分析容重对模型参数和土壤持水性能的依赖关系.结果表明:随着土壤容重的增大,同一吸力下的有效饱和度增大,土壤水分特征曲线坡度越平缓.Brooks-Corey模型参数λ随容重的增大而减小,参数α随容重的增大而减小.且容重与参数α,λ可用幂函数和线性关系来描述.随着压实程度的增加,土壤的最大有效水含量却明显减少.因此,土壤压实使得其对水分的调节能力下降·降低土壤的水分存储能力,不利于植物生长.     

石油烃污染对土壤持水特征及水分有效性的影响

石油烃污染土壤已经成为我国一个严重的环境问题,污染后的土壤理化性质发生改变,直接影响土壤的持水特性及水分有效性,确定石油烃污染对土壤持水特征和水分有效性的影响及其程度可为揭示石油烃污染对土壤性质的影响提供新的科学认识。通过人工配置柴油和原油不同污染浓度污染的黄绵土,利用离心机法测定土壤水分特征曲线,分析了土壤的持水特征与水分有效性。结果表明:(1)不同浓度柴油与原油污染土壤后,水分特征曲线均位于未污染土壤的下部,其中原油污染的影响更甚。(2)水分特征曲线van Genuchten模型参数θ_s、θ_r随着污染浓度的增加呈现指数衰减,参数α值呈幂函数减小、n值出现随污染浓度对数增加的特点。(3)土壤的饱和含水量、田间持水量以及凋萎含水量均随柴油、原油污染浓度的增加出现下降趋势,表观土壤有效含水量随污染浓度表现出先降后升的U字形的变化模式。无论原油还是柴油污染土壤,均会影响土壤的持水特征和水分有效性,影响的大小与石油烃的类型和浓度密切相关。     

盐阳离子类型及浓度对土壤持水及干缩开裂的作用效果

为探索阳性盐离子对土壤持水性能的影响,同时定量分析失水过程所致的土体收缩及裂缝特征,选取陕西粉黏壤土作为供试土壤,分别采用含有K+、Na+、Ca2+和Mg2+4种离子的盐溶液(浓度均为5、30和100 g/L)对土样进行饱和处理,采用离心机法测定土-水曲线,进一步对土壤持水能力进行评价;同时测定土体沉降高度,采用数字图像处理技术获取面积密度和长度密度等裂隙度量指标,对土体收缩和开裂水平进行定量分析。结果发现:1)van Genuchten模型适用于盐溶液浸泡土壤的土-水曲线拟合;2)4种盐离子均基本导致土壤持水能力降低(5 g/L Na+除外),且持水性与离子浓度呈负相关关系;同时使得土壤饱和含水率、残余含水率和进气吸力降低,其中土壤饱和含水率与离子浓度呈负相关关系;3)K+和高浓度Na+有利于减轻土壤轴向收缩度,且土体轴向收缩应变与K+(P0.01)和Na+(P0.05)浓度呈负相关关系;在收缩过程中,不同离子对土壤容重的影响程度表现为Mg2+Ca2+Na+K+;4)4种离子均可减轻土壤开裂程度,且裂缝面积密度和长度密度与K+(P0.01)、Na+(P0.01)和Ca2+(P0.05)浓度呈负相关关系,与Mg2+浓度呈正相关关系(P0.01)。研究可为盐碱土壤持水能力评价、制定灌溉制度提供参考。     

容重对土壤水分蓄持能力影响模拟试验研究

通过人工改变土壤颗粒级配,并设置不同容重水平,测定土壤水分特征参数,研究了容重对土壤水分蓄持能力的定量影响。结果表明:(1)容重对土壤水分特征曲线、比水容量有较大影响,试验土壤各吸力段水分蓄持能力均随容重增大递减,比水容量也随容重增大递减。(2)容重对试验土壤饱和含水量、田间持水量、凋萎系数有较大影响,此3个水分参数均随容重增大递减。饱和含水量与容重呈幂函数负相关关系,田间持水量及凋萎系数均与容重呈指数负相关关系。(3)容重对试验土壤有效水、易效水、迟效水含量有较大影响,此3水分参数均随容重增大递减,分别与容重呈指数、幂函数、对数负相关关系。     

土壤支持重力水的移动规律及其对小麦生长的影响

水分在土壤中受土粒吸附力、毛管力及重力的影响.当合水量超过田间持水量时,则受重力支配而移动,这种水分即为自由重力水.停滞在弱的或不透水层上的重力水,使一定厚度的土层处于接近或完全饱和持水量状态,这种重力水称作支持重力水^[2,3].它受静压力的支配,可以沿着不透水层的倾斜面流动,产生土内径流;在地形平坦及土层水平的地区,它便在土层中停滞.所以,我们把支持重力水理解为那些能从土壤剖面中流出、而又与地下水无联系的土壤水分.     

红壤地区三种不同母质发育土壤的水分特性差异

对红壤地区玄武岩母质发育的红粘泥、第四纪古红土发育的黄筋泥以及与黄筋泥交叉分布的红砂土等 3种土壤在不同利用条件下的持水、供水特征进行研究 ,结果表明 ,土壤持水和供水的总体特征主要受土壤母质的控制 ;3种土壤对植物的最大有效水分含量差异明显 ,并且土壤种类之间的差异大于同一土壤不同利用方式下的差异 ;土壤利用方式的不同则使低吸力段水分状况存在明显差异 ,从而改变其旱作土壤的通气状况