一种电导率指标测可溶性盐分含量新方法

本文用三次样条函数拟合了塔里木灌区土壤浸提液浓度-电导率间的关系：C = 0.0003EC3 - 0.0099EC2 1.6988EC - 0.9881,用控制土壤含盐量和分段函数模拟法推求出塔里木灌区土壤可溶性盐在11℃,100mL浸提液时的溶解度为8.99。推算出测定塔里木灌区土壤可溶性盐的土样质量范围为5.72g-24g,本研究结果表明用纯净水完全可以取代蒸馏水测定塔里木灌区土壤可溶性盐的含量,试验测量误差小于0.03,纯净水带来的误差小于0.005。为了保证能够较准确地测定塔里木灌区土壤可溶性盐的含量,土壤体积含水率最好不得低于0.2cm3/cm3。此方法简单易行,明显提高试验效率,测定结果精度高。     

不同种植年限压砂地土壤盐分变化规律研究

土壤表层压砂可抑制盐分的表聚,有效地控制土壤盐渍化。通过野外大田试验,分别对裸地和新、中压砂地不同土层的电导率进行的比较表明:裸地与压砂地各土层电导率随土层深度增加而增加,裸地增加趋势明显,每一层较前一层分别增加了84%、16%和28%;新压砂地增加趋势缓慢,每一层较前一层增加了10%、23%和44%;中压砂地各土层电导率变化不明显。平均电导率的变化趋势,裸地>新压砂地>中压砂地。土壤表层压砂可以抑制盐分迁移,随着土层深度的增加,表层压砂的作用减弱,对土壤盐分转移的抑制作用也减弱,土壤盐分逐渐增大。探讨不同种植年限土壤含盐量的特性,可为西北旱区砂田的养护、土壤盐渍化防治提供理论参考。     

上海市浦东新区设施菜地土壤盐分变化规律研究

以上海市浦东新区为例,研宄了设施菜地土壤盐分的变化规律.结果表明:设施菜地耕层土壤已有60%轻度盐化,26%中度盐化.盐分组成中,阳离子以Ca~(2+)、K~+为主,阴离子以NO_3~-、SO_4~(2-)为主.H_2PO_4~-与盐分总量无明显相关性,但它可能间接导致了其他盐分离子在土壤中的积累.除HCO_3~-外,在耕层范围内土壤盐分、电导率及各盐分离子都有表聚的趋势,且含量大部分是在种植3年时达到最大.浦东设施栽培土壤的主要问题是盐分大量累积和养分不均衡.     

基于表观电导率和Hydrus模型同化的土壤盐分估算

精细刻画农田土壤盐分运移过程对盐渍化精准治理具有重要意义。该文以磁感式大地电导率仪EM38测定的土壤表观电导率作为数据源,利用表观电导率与剖面土壤盐分之间的反演模型作为观测算子,将集合卡尔曼滤波(ensemble Kalmanfilter,En KF)同化方法应用于土壤水盐运移过程模型(HYDRUS-1D),进行滨海盐渍农田周年土壤盐分动态的模拟,并分析了同化过程的敏感性。结果表明:与单纯使用HYDRUS模型相比,En KF同化方法对模型观测算子的更新,有效提高剖面土壤盐分模拟精度,且En KF同化值的精度优于En KF同化模拟值,在同化过程中的调整量亦最大;敏感性分析结果显示土壤盐分同化过程对状态变量集合数大小不敏感,对观测数据误差和引入观测数据的深度较为敏感,观测数据误差水平越高、引入观测数据的深度越浅其误差越大。研究表明基于水盐运移模型和土壤表观电导率数据的EnKF同化方法能提高土壤盐分的模拟精度,为利用多源数据和机理模型进行较大尺度生态过程模拟预测提供了有效手段。     

辽宁设施栽培土壤盐分累积变化规律研究

对辽宁省主要设施栽培地区土壤盐分累积变化规律的凋查研究结果表明：（1）设施栽培土壤盐分含量和电导率较露地土壤有明显增加，且变化幅度较大，是露地的2.0～6.0倍。沈阳、北宁两地设施土壤的盐分含量分别为1347.48mg／kg（CV=59.3％），1274.25mg／kg（CV＝40.5％）。（2）设施土壤连续种植到4年左右为盐分累积的高峰期，此时土壤的平均含盐量为1861.28mg／kg，EC值为0.53mS／cm，已超过所种作物的生育障碍临界点（EC〉0.5mS／cm）。此后，盐分含量因设施使用率的降低及采取的相关措施而有一定程度的降低。（3）设施土壤各盐分离子的含量均较露地土壤大大增加，盐分的累积以NO3^-、SO4^2-和Ca^2＋的相对富集为主要特征。（4）盐分在设施土壤中的运移同时存在着向下迁移和向表层聚集两种方式，且以表聚为主。各盐分离子的含量随土层深度的增加而降低，NO3^-、CI^-、Ca^2＋、Na^＋的累积迁移量较大，在0～100cm各土层内的含量都高于对应露地层次，其中，硝酸盐的大量累积和向下迁移势必对环境造成不利影响。     

基于电磁感应仪数据的南疆棉田土壤电导率反演模型研究

土壤盐渍化是南疆棉田优质高产的主要障碍因素,定额灌溉可有效改良土壤盐渍化,EM38-MK2可快速、动态获取土壤盐渍化数据,适时监测土壤盐渍化,为棉田定额灌溉提供数字依据。针对电磁感应仪(EM38-MK2)的发射圈和接收圈设计了不同采样方案,在同一条田内采集了6个不同时期的土壤表观电导率数据及相应的剖面土样,分析了不同土壤采集方案及土壤含水量对表观电导率模型精度的影响,对比了以单一时期数据建模的局部模型和6个时期整体数据建模的全局模型的反演精度。结果表明,由单点采集电磁感应仪发射线圈位置土样所构建的模型精度更高,稳定性更好,能有效减少由采样带来的误差。当土壤含水量低于10%时,表观电导率与实测电导率之间的相关性较低,决定系数为0.58,反演模型只具备粗略估计实测电导率的能力;当土壤含水量高于10%时,表观电导率与实测电导率具有很好的相关性,决定系数达到0.80以上,反演模型具有较好的预测能力。EMH+EMV多测定模式下表观电导率与实测电导率之间的模型精度高于EMH或EMV单一测定模式,确立EC_h0.375+(EC_h0.75+EC_v0....     

我国不同盐渍地区盐分含量与电导率的关系

我国盐渍土面积大、分布广而且类型多。我们为了盐渍土的分类、改良利用,要求能够迅速准确地得到盐分含量的信息。     

基于EMI的小泊湖退化湿地土壤盐分的空间分布

采用电磁感应(EMI)、地统计学半变异函数和Kriging空间插值方法研究小泊湖退化湿地土壤盐分的空间分布。结果表明:土壤表观电导率(ECa)和0—40cm土壤盐分含量呈线性显著正相关,说明在小泊湖湿地土壤表观电导率的变化可以用以反映土壤盐分含量的变化;半变异函数分析表明,土壤盐分具有强空间相关性[C/(C0+C)0.5],其空间分布主要是由结构性因素引起的;高斯模型(R2=0.98)插值土壤盐分表明,土壤盐分空间分布与退化湿地的空间分布表现出明显的一致性,放牧活动强烈的退化区域土壤盐分相对较高,说明小泊湖湿地退化后土壤盐分含量高于未退化湿地,土壤盐分含量在一定程度上能反映湿地退化的程度,可为湿地退化防治监测提供依据。     

不同土水比土壤浸提液与饱和泥浆电导率的比较研究

针对饱和泥浆调制时饱和点的不确定性及其电导率测定的不稳定性等问题,为了统一和准确地表征暗管改碱的盐碱土盐渍化程度,采用室内化验与统计分析的方法,系统比较研究了饱和泥浆所需水量与饱和土壤溶液所需水量及其电导率和全盐与土水比1︰5、1︰2.5、1︰1、1︰0.5系列的相关和换算关系。研究结果表明:在黄河三角洲盐碱土(氯化物类型)区,可采用通过计算土壤孔隙度得到的饱和土壤溶液含水量来定量确定原来定性判定饱和点的饱和泥浆含水量,以饱和土壤溶液电导率可完全代替饱和泥浆电导率;饱和泥浆电导率数值和全盐含量均不是土水比1︰5、1︰2.5、1︰1、1︰0.5系列中的最高值,但均与其存在极显著的相关关系,饱和泥浆电导率与土水比1︰5土壤浸提液的电导率、饱和泥浆全盐含量与土水比1︰0.5全盐含量相关性最高,可分别用最佳拟合回归函数模型进行换算:一元线性函数模型Ece=2.042 8×EC1︰5+0.089 5、一元二次函数模型Tse=0.064 1×(TS1︰0.5)2?0.059×TS1︰0.5+0.397 9。     

亚热带土壤导水特征对钠盐溶液浓度的响应

再生水中高浓度钠盐溶液入渗对土壤水力特性的影响是长期低质水灌溉引起土壤生态环境退化的关键问题之一。该文采用定水头渗透法、一维水平土柱吸渗法测定不同浓度钠盐溶液条件下亚热带地区黏性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土、紫色土共5种土壤的水动力学参数,分析了土壤理化性质和钠盐溶液浓度对土壤导水特征的影响及其作用机制。结果表明:土壤粉粒、交换性钙及交换性镁含量具有促进土壤水分运动的作用,而土壤黏粒、交换性铁及交换性铝含量则表现出抑制作用。与蒸馏水处理相比较,钠盐加快了土壤水分黏性潮土、沙性潮土及水稻土中的土壤水分运动速率,分别可最高提升其土壤水分扩散率为22.0%、37.3%、39.7%;钠盐减缓了红壤和紫色土的水分扩散速率,溶液钠盐浓度越高,其抑制作用越明显。土壤饱和导水率随溶液盐浓度升高呈先降后升的趋势,1~10 g/L钠盐浓度范围内土壤饱和导水率与钠盐浓度具有良好的抛物线关系(R^2>0.807),各土壤导水率最小极值点的钠盐浓度在5 g/L左右。因此,再生水灌溉利用时其盐浓度适度控制低于其极值点浓度。     

海河低平原不同地貌土壤盐分特征研究

以河流冲积扇、河流冲积扇与滨海平原过渡带、滨海平原3种主要地貌类型,分析了海河低平原区土壤盐分含量、盐基离子组成及电导率的变化规律。结果表明:河流冲积扇耕层虽明显脱盐,但由于底土含盐量高,仍存在土壤盐渍化的威胁,阴离子以Cl-和SO42-为主;相反,河流冲积扇与滨海平原过渡带、滨海平原表土含盐量较高,而底土含盐量较低,阴离子以Cl-为主;土壤盐分中阳离子含量以Na++K+为主,盐分组成主要的可溶性盐为NaCl,其次是Na2SO4和CaCl2。     

Suppressive effect of rice bran incorporation in paddy soil on germination of Monochoria vaginalis and its relationship with electric conductivity

Laboratory experiments were conducted to investigate (1) the effects of the addition of rice (Oryza sativa. L.) bran to paddy soil on the germination of Monochoria vaginalis (Burm. f.) Kunth, and (2) the relationship between the electric conductivity (EC) of the soil solution and germination. Soil samples were collected at 4 sites in Japan. After flooded soils with rice bran had been incubated for 7?d at 30°C, the soil solution was collected using a porous cup and the EC of the soil solution was measured. The amounts of rice bran added to the soil were 0%, 0.3%, 0.6% and 0.9% (weight(w)/w). In the soil solution obtained, seeds of M. vaginalis were incubated for 3?d at 30°C, and the germination percentage was then analyzed. The addition of rice bran suppressed germination, and the degree of suppression increased with increasing content of rice bran. Although the same amount of rice bran was applied to each soil, the degree of growth suppression by rice bran as well as the EC of the soil solution differed among the soils. In each soil, there was a positive correlation between the amount of rice bran and EC, and the degree of growth suppression significantly increased with an increase in EC. When EC was higher than 150?mS?m^?1, seeds of M. vaginalis hardly germinated. There was no significant correlation between the oxidation-reduction potential (Eh) of soil and seed germination, suggesting that EC is a more reliable and convenient indicator than Eh for evaluating the relationship between the addition of organic material and seed germination. In conclusion, the addition of rice bran to soil increases the EC of the soil solution, and EC is one of the factors that suppress the germination of M. vaginalis. The suppressive effect of rice bran on germination is different among soils. This fact is attributed to the difference in EC due to the addition of rice bran. Thus, it is expected that EC can be used as an indicator for determining how much rice bran to add.     

Suitability of a hydraulic‐conductivity model for predicting salt effects on swelling soils

Many empirical approaches have been developed to analyze changes in hydraulic conductivity due to concentration and composition of equilibrium solution. However, in swelling soils these approaches fail to perform satisfactorily, mainly due to the complex nature of clay minerals and soil–water interactions. The present study describes the changes in hydraulic conductivity of clay (Typic Haplustert) and clay‐loam (Vertic Haplustept) soils with change in electrolyte concentration (TEC) and sodium‐adsorption ratio (SAR) of equilibrium solution and assesses the suitability of a model developed by Russo and Bresler (1977) to describe the effects of mixed Na‐Ca‐Mg solutions on hydraulic conductivity. Four solutions encompassing two TEC levels viz., 5 and 50 mmol_c L^–1 and two SAR levels viz., 2.5 and 30 mmol^1/2 L^–1/2 were synthesized to equilibrate the soil samples using pure chloride salts of Ca, Mg, and Na at Ca : Mg = 2:1. Diluting 50 mmol_c L^–1 solution to 5 mmol_c L^–1 reduced saturated hydraulic conductivity of both soils by 66%, and increasing SAR from 2.5 to 30 mmol^1/2 L^–1/2 decreased saturated hydraulic conductivity by 82% and 79% in clay and clay‐loam soils, respectively. Near saturation, the magnitude of the change in unsaturated hydraulic conductivity due to the change in TEC and SAR was of 10³‐ and 10²‐fold, and at volumetric water content of 0.20 cm³ cm^–3, it was of 10¹⁴‐ and 10⁶‐fold in clay and clay‐loam soils, respectively. Differences between experimental and predicted values of saturated hydraulic conductivity ranged between 0.6% and 11% in clay and between 0.06% and 2.1% in clay‐loam soils. Difference between experimental and predicted values of unsaturated hydraulic conductivity widened with drying in both soils. Predicted values were in good agreement with the experimental values of hydraulic conductivity in clay and clay‐loam soils with R² values of 0.98 and 0.94, respectively. The model can be satisfactorily used to describe salt effects on hydraulic conductivity of swelling soils in arid and semiarid areas, where groundwater quality is poor.     

新型FDR土壤水盐一体传感器标定研究与应用

运用新型频域反射(FDR)技术和分频技术,实现传感器水盐同时测量。因土壤质地、容重等差异,土壤水盐标定是利用FDR监测土壤水盐过程中的必要环节。以东北壤土为试验对象,利用"由湿到干,由小到大"的土壤水盐运动规律,通过土柱试验,用烘干法和土壤溶液电导率法对FDR进行室内标定研究。同时,将时域反射(TDR)式水盐传感器作为对照系,进行稳定性、精准度比较。结果表明:1)经土壤水分标定曲线校正后,FDR式水盐一体传感器具有很高的测量精度,可达±1%~3%;2)在土壤里对同一水盐含量进行百次重复测定,TDR传感器水分平均值为20.07%,相对标准偏差为0.18%;盐分(电导率)平均值为0.29 m S/cm,相对标准偏差为11.06%;新型FDR传感器水分平均值为20.08%,相对标准差为0.21%;盐分(电导率)平均值为0.31m S/cm,相对标准差为8.49%。新型FDR土壤水盐一体传感器可用于农田土壤连续水盐监测,提供稳定、精确的基础数据,结合数据分析软件,指导种植生产。     

黄土高原坡地表层土壤饱和导水率和水分含量空间变异特征

表层土壤水分含量和饱和导水率对深层土壤水分的动态的变化具有重要的决定作用。在黄土高原坡地（50m×360 m）范围内进行网格（10 m×10 m）取样,用地统计学方法研究表层（0～30 cm）土壤饱和导水率和水分含量的空间变异特征。结果表明：1）坡地表层土壤密度变化规律为坡下位大于坡上位,土壤饱和导水率变异系数为0.37,属于中等变异强度;2）饱和导水率和自然对数化的饱和导水率在360 m尺度内均不具备空间结构特征,是纯随机变量,线性有基台模型适用于描述表层土壤水分的分布特征,水分分布存在明显的块金效应,并且随滞后距离的增加半方差变大;3）饱和导水率和水分含量从坡上位到坡下位均呈现波浪式变化,饱和导水率大的采样点土壤水分含量低,反之则高。     

沙地土壤有机质与土壤水动力学参数的关系

试验测定了不同有机质含量的沙地土壤饱和导水率、水分特征曲线及一些水分常数,研究分析了沙地土壤有机质含量与水动力学参数的关系以及有机质影响沙地土壤水分运动的机理。结果表明沙地土壤有机质含量与几个水分常数均呈极显著线性相关,土壤水吸力相同时有机质含量越高,土壤含水量也越大;土壤有机质含量和<0.01mm物理性粘粒与土壤饱和导水率呈极显著线性负相关,沙地土壤有机质是影响水分动力学参数最重要的因子之一。     

利用圆盘入渗仪推求含碎石土壤饱和水力传导度(英)

在模拟土柱中，利用圆盘入渗仪对碎石对土壤饱和水力传导度的影响进行了分析。结果表明：含碎石土壤饱和水力传导度可以通过对不同负压下土壤稳定入渗速率进行非线性回归获得。含碎石土壤饱和水力传导度与去除碎石后的土壤饱和水力传导度及碎石形状指数密切相关。试验中含碎石土壤的饱和水力传导度随碎石含量的增加而呈指数降低趋势。     

烟台棕壤土饱和导水率的初步研究

该文利用单环入渗的概化解,对不同土地利用方式下烟台棕壤土的饱和导水率进行了研究,同时分析了不同单环直径对求解饱和导水率产生的影响。研究结果表明：草地、裸地和道路的入渗速率、累积入渗量和饱和导水率呈现依次降低的变化趋势,利用直径为20、30和45 cm的入渗环得到的饱和导水率具有明显的差异性。根据求解的饱和导水率计算的累积入渗量非常接近实测值,整体相对误差很小,草地、裸地和道路,在5、7和40 m in后浮动在5%以内;在15、43和55 m in后变化幅度小于1%。20、30和45 cm入渗环累积入渗量计算值的相对误差初始阶段波动较大,随后逐渐趋于平稳。