首页 > 文章中心 > 土壤水

土壤水范文精选

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了十篇范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

斥水性土壤水盐的移转

1 材料与方法

供试土样分别取自新疆玛纳斯县盐碱土与陕西杨凌塿土,土壤质地均为粉壤土,初始含盐量分别为4.5、0.16mg/g。土样经自然风干,碾压后过孔径2mm筛。采用电导率法测定初始含盐量,吸管法进行颗粒分析,分析结果如表1。按照土壤盐化程度的一般分级标准,盐碱土属于中度盐土,塿土属于非盐渍化土。采用Dekker和Jungerius[5-6]提出的斥水性分类标准,将斥水性分为5个等级:0级,无斥水性(滴水 穿 透 时 间<5s);1级,轻 微 斥 水 性 (5~60s);2级,强烈斥水性(60~600s);3级,严重斥水性(600~3 600s);4级,极度斥水性(>3 600s)。试验在西北农林科技大学农业水土工程教育部重点实验室进行。选用1级(轻微斥水)和0级(不斥水)2种不同等级斥水度的土壤。新疆盐碱土按设计体积质量1.4g/cm3、杨凌塿土按设计体积质量1.35g/cm3分层(5cm一层)均匀装入有机玻璃箱内。装土后自然沉降24h,使土箱内的土具有较均匀的土壤初始含水量。试验系统由供水系统和试验土箱组成,采用马氏瓶供水。土箱由有机玻璃制成,便于观测记录湿润锋,土箱长×宽×高为30cm×30cm×30cm。输液器模拟滴头,与马氏瓶用橡胶管连接。试验前滴头流量率定为0.07mL/min,试验过程中用秒表记录时间,将不同时刻的湿润锋描绘在土箱外壁上,并记录马氏瓶读数,时间间隔本着先密后疏的原则。入渗结束后立即对湿润体在不同平面上沿径向取土。采用烘干法测量土壤含水量。盐碱土采用1∶5的土水比配制浸提液震荡30min后静置24h,用DDS-303A型电导率仪测定浸提液电导率,利用标定曲线反算出含盐量。对浸提液采用莫尔法测Cl-浓度。

2 结果与分析

2.1 滴灌条件下斥水土壤入渗的水分运移特征

2.1.1 滴灌入渗的湿润锋推进特征

塿土与盐碱土2种不同等级斥水度土壤入渗1 440min的湿润锋推进趋势见图1。 由图1(a、b)可看出:①在相同的滴头流量和相同入渗历时条件下,1级斥水度(轻微斥水)塿土水平湿润锋推进速度大于不斥水塿土,垂直湿润锋推进速度小于水平湿润锋。②不斥水塿土在入渗初期水平方向湿润锋的推进速度比垂直方向快,但随着入渗历时的不断增加,垂直湿润锋的推进速度大于水平湿润锋。1级斥水度塿土的水平湿润锋推进速度始终大于垂直湿润锋。入渗1 440min后,不斥水塿土的水平和垂直湿润锋分别为6.3cm和7.0cm,而1级斥水度塿土的水平和湿润锋则分别为8.5cm和5.5cm,有明显差异。③在相同的灌水量条件下,亲水土壤的湿润体更倾向于纵向湿润锋较深的椭球体;而在斥水土壤中形成水平湿润锋较长的椭球体。湿润体形状差异是因为土壤斥水性改变了土壤和水分之间的亲和力,斥水性的存在使得水分难以快速运动,从而更易于形成侧向流。由图1(c、d)可看出:①1级斥水度与不斥水盐碱土水平湿润锋推进速度始终大于垂直湿润锋推进速度。②入渗1 440min后,不斥水盐碱土的水平和垂直湿润锋分别为8.2cm和5.8cm,而斥水盐碱土的水平和垂直湿润锋分别为12.4cm和4.8cm。③不斥水盐碱土水平湿润锋推进速度起初接近于垂直湿润锋,而后大于垂直湿润锋的推进速度。斥水盐碱土湿润体形状趋于横放的椭球体。对塿土和盐碱土不同等级斥水度土壤入渗湿润锋进行对比可知:①斥水土壤中的水分运移与亲水土壤有明显区别,斥水土壤的入渗变慢,水分停留在表土一定厚度层且倾向于横向流动,这会影响农田作物根系对水分的吸收,增加水分蒸发量,不利于作物增产。所以对于具有斥水性的土壤,应采取一定措施改善土壤斥水的性状。②亲水土壤的湿润锋边界比斥水土壤的更光滑,也同样说明土壤斥水性使得水分分布趋向于不均匀。③所选取的2种土壤本身入渗性能也有所不同,滴头流量和灌水量相同时,同种等级斥水度的塿土和盐碱土相比较,盐碱土水分入渗倾向于横向流动,塿土水分入渗较盐碱土倾向于向土层下方流动,这和土壤本身的质地有关。因此,盐碱地上灌溉容易产生棵间蒸发,降低灌溉水的有效利用率,应采取积极有效的措施改良盐碱地。为分析对比不同斥水度土壤湿润锋随时间推进的规律,由试验数据拟合可得塿土与盐碱土2种等级斥水度土壤湿润锋的水平、垂直变化过程与入渗时间的关系曲线,见图2。

图2中塿土与盐碱土不同等级斥水度土壤的水平湿润锋和垂直湿润锋均可表示为时间的幂函数:式中:Xf为湿润锋的水平湿润半径(cm);Zf为垂向湿润半径(cm);t为时间(min);a、b分别为参数。湿润锋拟合参数见表2。

由表2可以知,塿土与盐碱土不同等级斥水度的斥水土壤湿润锋水平、垂向半径与入渗时间符合良好的幂函数关系,其相关系数R2均在0.95以上,拟合参数a和b具有随机性。这一规律与李毅等[7]得出的盐碱土湿润锋推进规律相符。

全文阅读

不同水土保持措施对土壤水分的影响

摘要:文章所述研究分别选取了7个不同的植被结构区域作为研究对象,对不同水土保持措施下土壤水分变化进行分析及研究。经过一系列的研究,得出在不同的水土保持措施下,植被结构复杂的土壤的持水量和饱和量才会越大,另外随着植被复杂性增强,土壤保持措施的作用则会不断增强。

关键词:含水量;土壤水分;水土保持措施;植被结构;持水量;饱和量 文献标识码:A

中图分类号:S157 文章编号:1009-2374(2017)07-0113-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.07.053

水土保持措施对土壤含水量的影响当前已被专家所认可,本文基于一系列的研究成果试图对几种水土保持措施下土壤水分特征进行分析,通过本研究对不同生态系统当中的水生态特征进行充分的了解,从而揭示出水贮存的规律。

1 研究样本及研究方法

1.1 研究样本

本文将研究样本选取在了吉林省某处水土保持科技园,该科技园是进行科学研究的试验基地,该园区位置属于温带大陆性季风气候,气候温和,雨量充沛,光照充足,四季分明,但是降雨的分配却不够均匀。

1.2 研究方法

全文阅读

土壤水分测定方法研究

【摘 要】本文简述了现今国内外土壤水分研究现状,总结了常用的测定土壤水分的方法及其原理,比较分析了各种测定方法的优缺点。分析出了本领域中存在的主要问题以及接下来的研究展望,为土壤水分测定精度、操作性、实用性的研究提供一定的参考。

【关键词】土壤水分;测定

一、土壤水分测定的主要方法

(1)烘干法。烘干法又名重量法。烘干法测定的是土壤重量含水量,有恒温箱烘干法、酒精燃烧法、红外线烘干法等,恒温箱烘干法一直被认为是最经典和最精确的标准方法。即取土样放入烘箱,烘至恒重,此时土壤水分中的自由态水以水蒸气形式全部散失掉。再称重量,从而获得土壤水分含量。烘干法的优点是就样品本身而言结果可靠,是土壤水分测定的基本方法,也是检验其他测定方法优劣性的常用方法。但它的缺点也是明显的,取样时会破坏土壤深层,且取样困难,定点测量时不可避免由取样换位而带来误差,在很多情况下难以进行长期原位监测,且受土壤空间变异性影响也比较大。另外传统的测定含水量的恒温箱烘干法费时费力(需8小时以上),还需要干燥箱及电源,不适合野外作业。采用酒精燃烧法,由于需要翻炒多次,极为不便,不适合用于细粒土壤和含有有机物的土壤,且容易掉落土粒或燃烧不均匀而带来较大误差。红外线法测定精度虽高,但需要专门的仪器。(2)射线法-中子仪法。中子仪法是将中子源埋入待测土壤中,中子源不断发射快中子,快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞,快中子损失能量,从而使其慢化。中子法十分适用于监测田间土壤水分动态,套管永久安放后不破坏土壤,能长期定位连续测定,不受滞后作用影响,测深不限。中子仪还可与自动记录系统和计算机连接,因而成为田间原位测定土壤含水量较好的方法,并得到广泛应用。需要田间校准是中子法的主要缺点之一。另外,仪器设备昂贵,一次性投入大。中子法对土壤采样范围为一球体,这使得在某些情况下测量结果会出现偏差。此外,中子仪还存在潜在的辐射危害。(3)介电特性法——时域反射仪法(TDR)。时域反射仪法(TDR)是一种确定介电特性的测定方法。与土壤中的固体颗粒和空气相比,水的介电常数在土壤中处于支配地位,因此土壤水分含量越高,介电常数值就越大,沿波导棒的电磁波传播时间就越长,通过测定土壤中高频电磁脉冲沿波导棒的传播时间后再计算出传播速度,进而就可以确定出土壤容积含水量。时域反射仪法(TDR)克服了中子仪的若干缺点,它测定的精度较高,无放射性且适于长期定点观测。但目前,其价格仍较高。(4)遥感法。遥感法是一种非接触式、大面积、多时相的土壤水分监测方法。土壤水分的遥感取决于土壤表面发射或反射的电磁能的测定,而土壤水分的电磁辐射强度的变化则取决于其电介特性或温度,或者这两者的组合。微波遥感虽具有全天时、全天候、多极化和一定的穿透特性等优点,但由于影响土壤水分变化的因素较多,因而遥感监测土壤含水率仍是农业遥感中的一个难题。最有效的途径应该是多种遥感方法并用,发挥各自的优点,比如利用可见光和近红外信息估算植被覆盖,用主动微波估算粗糙度,据此由被动微波资料研究土壤水分的综合遥感方法。

二、土壤水分研究现状分析及研究展望

(1)土壤水分研究中存在的问题。农学家、水力学家、生态学家、环境学家、气象学家等在土壤水的研究中都进行了有益的研究,但应用性的各学科的联合研究并不广泛;目前对土壤水分运动的机理性研究虽然取得了一定进展,但由于土壤水问题比较复杂,对于机理性研究仍需不断深入。就国内而言,我国的土壤水研究工作起步较晚,但取得的成就却是显著的,在土壤水分测定的研究工作中,国内科技工作者通过不懈的努力取得了许多进步,但还是与国外先进技术存在着一定的差距。(2)研究展望。随着人口、资源与环境成为可持续发展的3大热点,与之密切相关的土壤水研究亦必在可持续发展的战略高度下向纵深发展。土壤水分研究涉及土壤学、农业气象学、植物生理学、水力学、环境学、生态学、地学等多学科的交叉联合研究是未来土壤水分测定研究的发展趋势;随着全球环境问题的不断日益严峻,土壤中的溶质运移、污染物的扩散稀释、优先流等理论研究将受到关注。基于不同陆面过程的土壤水分动态变化研究将是一个主要研究方向;出于对宏观与全局研究的需要,遥感技术将更广泛地应用于探讨点、面和区域的土壤水特点、相应的尺度效应和尺度转换等方面;土壤水分的测试仪器将更为精密,土壤水分的动态基理性研究将更加深入,以农业节水和高效用水为中心的土壤水与作物关系研究将广泛开展;土壤水分测定仪器将会向高精度、分布式、智能化方向发展。

参 考 文 献

[1]土壤水分测定方法编写组.土壤水分测定方法[M].水利电力出版社,1986

全文阅读

土壤水热动态分析论文

蒸发条件下土壤表层的水分运动受温度和水势梯度的控制,但传统的描述非饱和土壤中水分运移规律的模型均假定土壤为等温系统,如:Gardner(1959)[1]、Hanks等(1969)[2]、Staple(1971)[3]、任理(1991)[4].Philip(1957)从理论上得出,除非在非常低的含水率条件下,否则由温度引起的水分流动相对来说并不重要[5,6].然而,Jackson等(1974)的计算表明,在田间条件下,由温度引起的水汽流动在中等土壤含水量时就能显著地表现出来[5,7].裸土或作物苗期土壤水分的损失,大部分是穿过表层10cm左右的干土层发生的.日温度大的变化发生在上层15cm的土壤中,它可以影响穿过干燥层的水汽流动(Papendick,1973)[8],因此,模拟和分析蒸发条件下的土壤水分动态应同时考虑水和热的传输.

Philip与deVries(1957,1958)提出了描述土壤水热耦合迁移的理论[9,10],近二十年来,国内外学者对蒸发条件下土壤水热迁移的耦合计算进行了广泛的研究[11,12,13,14,15,16,17,18].在二维土壤水热迁移问题的研究方面,Jury和Bellantuoni(1976)发展了一个反映表面铺盖矩形岩块的均匀田间土壤在温度梯度下热流和水汽运动的二维数学模型,结果发现,只有考虑包括温度与热传导关系时,计算值才与实测值有很好的一致性[19,20].Chung和Horton(1987)对地面采用部分覆盖下的土壤水热流动进行了数值试验,但没有田间实测资料的检验[21].杨邦杰(1989)对土壤不均匀、地表平坦或起伏不平时的二维土壤蒸发过程的数值模型进行了研究[22].SuiHongjian和ZengDechao等(1992)用数值模型对不同覆盖下土壤温度和水分动态进行了模拟[23].

为了探讨行间条带覆盖对夏玉米生长条件下的土壤水热动态的影响,作者在北京通县永乐店试验站进行了田间试验,并本着简捷实用的原则,依据Philip和deVries(1957,1958)提出的土壤水热流动理论和已有的研究成果,以夏玉米生长前期麦秸条带覆盖下的田间试验为背景,建立了土壤二维水热迁移的数值模型.

2田间试验

2.1试验布置田间玉米行间裸地的麦秸覆盖宽度约30cm(玉米行距为60cm).覆盖量相当于400kg/亩.在试验小区内,沿覆盖层中线、边缘及无覆盖的裸地设3个土壤温度剖面,这3个剖面水平相距分别为15cm和10cm.剖面上测点埋深为5cm、10cm、20cm、30cm、50cm.在覆盖层与土壤交界面处用曲管地温计量测界面处的地表温度,在对照区地表和覆盖层表面采用直管温度计测定温度.用于测量土温的铂热电阻安装前均进行了率定.观测时使用万用表测定铂热电阻值,然后依据分度表及田间校正值拟合的标准曲线换算出相应的土壤温度.中子管埋设在麦秸覆盖层中线,水分动态由标定后的中子仪测量.

2.2试验结果分析图1反映了麦秸覆盖层中线下土壤温度随时间的变化过程.图2、

图1覆盖层中线下土壤剖面实测温度(1993.7.3-7.4)

图2覆盖层边缘下土壤剖面实测温度(1993.7.3-7.4)

全文阅读

土壤田间持水量与土壤干容重的测定分析

摘要:土壤田间持水量与土壤干容重是土壤的重要水分常数,用室内环刀法准确测定土壤田间持水量与干容重常数,更好的服务于抗旱工作。

关键词:土壤;田间持水量;土壤干容重;测定

中图分类号:Q938.1+3文献标识码:A文章编号:

1.概况

延安和榆林两市地处陕西北部,地势西北高,东南低,基本地貌类型是黄土塬、梁、峁、沟、塬,是黄土高原经过现代沟壑分割后留存下来的高原面。两市主要土壤类型为陕北黄土高原黑垆土、黄绵土带与分布于长城沿线、毛乌素沙漠南缘的栗钙土灰钙土带。两市大部属暖温带气候,榆林北部长城沿线属中温带气候,地处干旱半干旱地区,年降水总量少,降水分布极不均匀,地下水资源贫乏,以旱作农业为主。

目前为了满足延安、榆林两市土壤墒情监测需求,延安水文水资源勘测局于2009年开始墒情监测工作,目前辖区共布设了土壤墒情监测站点7处,其中延安市4处(枣园、安塞、交口河、吴旗),榆林市3处(榆林、米脂、绥德)。

2.测定目的

田间持水量,指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后,允许水分充分下渗,并防止蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量。是换算土壤相对湿度的重要参数。

全文阅读

土壤水资源及土壤水资源潜力的概念与评价方法

摘要:随着世界人口的不断增多和经济建设的飞速发展,世界范围内的水资源紧缺问题日益严重,对工农业发展甚至人们正常生活的开展造成了严重阻碍。因此,人们对水资源的重视程度越来越高,相关认识也更为全面。土壤水资源是水资源的重要组成部分,对于生态系统具有重要影响。然而由于其分散性、不可开采性、不便保持等特点,在对水资源进行分析评价时,土壤水资源一直得不到应有重视。本文通过对土壤水资源及其潜力的概念进行介绍,对其评价方法进行分析,以期为土壤水资源的合理利用提供参考。

关键词:土壤水;土壤水资源;潜力;概念;评价方法

中图分类号:TV213 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2013)-06-0034-1

在国内外现阶段对水资源展开的评价与分析工作中,通常只是将地下水及地表水划作评价对象,而对于作为水资源重要组成部分的土壤水资源往往加以刻意或无意的忽略。这主要是因为土壤水资源本身具有难以保存、不便开采和分散性等特征,在日常生产与生活中,无法对土壤水资源加以直接、高效利用所致。然而,土壤水资源是生态系统的重要影响因素,是农作物及其他各种植物生存与生长的必备物质条件。植物的生长离不开水,不管是生长过程、发育还是果实形成,抑或是植物最终经济价值的实现,都需要水给予基础支撑。然而,不管是天然降水,还是灌溉用水,都首先必须转变为土壤水,之后植物才可对水资源进行吸收。因此,在社会经济发展和生态环境建设中,土壤水资源具有和其他水资源等同的作用,在对水资源进行评价时,应当将土壤水资源涵盖其中。

1 土壤水资源和土壤水资源潜力的概念分析

土壤水资源概念首先于1974年由前苏联学者李沃维奇提出。经过几十年的发展,土壤水资源的内涵越来越清晰,但在土壤水资源和土壤水资源潜力的定义上还缺乏一个统一的观点。要对这二者做一个明确的定义,首先必须对土壤水进行深层次的探讨和研究。

1.1 土壤水的形成

土壤水在很大程度上可以说是将地表水和地上水联系起来的枢纽,是二者进行转化的中间工具。降水形成并着陆后,一部分被植物截留,最终经过蒸发作用回归大气,其余部分和地面接触后,向土壤中进行渗透。其中,有一些降水向江、海、湖、泊进行汇集,有一些经土壤贮存,或者进行深层渗漏进入到地下水中。土壤留存的水体可以被植物直接吸收利用,或者经过蒸发回归大气。当土壤层保水能力相对较强时,土壤水饱和后形成壤中流。土壤水是一种非饱和水体,不断进行蒸发,不断由降雨或其他形式加以补充,同时也不断为植物所吸收,因此相对来说较为活跃。然而,土壤水只能被植物直接利用,目前还难以进行人工开采、利用和调度。

全文阅读

沙土掺黏土后土壤保水保肥性研究

摘要:采用室内土柱模拟的方法,研究不同剂量(0、176.60、235.46、294.33 g)的黏土对一定比例的混合沙土保水保肥能力的改良效果。结果表明,黏土能显著提高混合沙土的保水保肥能力。与对照相比,磷酸二铵溶液在加有黏土的土柱中渗透更慢,且渗透速率随黏土的施入量而减小;淋溶液中的铵态氮与有效磷总量随黏土施用量的增加而减少,说明黏土可以显著提高混合沙土的保水与保肥能力。

关键词:沙土;黏土;保水保肥能力

中图分类号:S513 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)21-5529-03

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.21.021

Study on Capacity of Water and Nutrient Preserving of Sandy Soil Mixed with Clay

YUE Yin-ping,ZHANG Wei-hua

(College of Grassland, Resources and Environment, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018,China)

Abstract:Different doses(0、176.60、235.46、294.33 g) of clay soil were mixed sand and their capacity of water and nutrient preserving were studied by the indoor soil column simulated analysis method. The results showed that the clay soil could significantly increase the water-holding capacity of mixed sand and protecting fertilizer ability. Compared with controls, diammonium phosphate permeated in clay soil more slowly, and the penetration rate decreased with clay soil of intake. Leaching solution of ammonium nitrogen and total phosphorus effectively decreased with the applying of clay content. The clay soil can significantly improve the capability of water and protecting fertilizer of mixed sand.

全文阅读

紫色土对土壤贮水及渗透性的影响

《农业与技术杂志》2014年第八期

1土壤贮水量计算

土壤贮水方式可分为滞留贮水量和吸持贮水量,2者所持水量之和即为土壤饱和贮水量。公式为:Wc=1000Pch;Wnc=1000Pnch;Wt=1000Pth式中:Wc、Wnc、Wt分别为吸持贮水量(mm)、滞留贮水量(mm)、土壤饱和贮水量(mm);Pc、Pnc、Pt分别为土壤毛管孔隙度(%)、非毛管孔隙度(%)和总孔隙度;h为土层厚度(m);rw为水容重。采用MicrosoftOfficeExcel2010软件对测定数据进行处理分析及作图,用SPSS18.0软件对不同种植模式各土层的土壤渗透性能进行主成分分析、对土壤渗透性与土壤理化性质进行Pearson相关分析。

2结果与分析

2.1不同植物篱的土壤贮水特征

土壤贮水能力是评价植被涵养水源的重要指标。一般渗入土壤的水分以吸持贮存和滞留贮存2种形式存在,2者合成为土壤饱和贮水量。土壤的饱和贮水量反映土壤的贮水能力。土壤的贮水能力取决于土壤厚度和孔隙状况。在一定土壤厚度条件下,土壤的贮水特征与土壤孔隙的大小及其数量特征密切相关[10]。由图1可知,土壤的滞留贮水量和饱和贮水量均表现为香根草植物篱+玉米>新银合欢植物篱+玉米>玉米地,且2种种植模式的滞留贮水能力明显大于土壤的吸持贮水能力。土壤的非毛管孔隙度、总孔隙度、最大持水率、毛管孔隙率和最小持水率的大小呈现出于与土壤滞留贮水量相同的趋势,即香根草植物篱+玉米>新银合欢植物篱+玉米>玉米地。而毛管孔隙度和吸持贮水量表现为香根草植物篱+玉米和新银合欢植物篱+玉米均大于对照玉米地,但2者之间差别不显著。故香根草植物篱贮水能力最高,表现出较高的涵养水源功能。定植植物篱与无定植植物篱的土壤贮水特征存在一定差异。这是因为植物篱地表堆积了大量的枯枝落叶层以及土壤中根系的生长、穿插和死亡,使土壤中有机质增加,孔隙度明显增大,特别是非毛管孔隙度,所以植物篱土壤贮水能力明显强于无植物篱的土壤贮水能力。植物篱中香根草植物篱的贮水能力优于新银合欢植物篱。这可能是因为草本的香根草植物篱是丛生植物,须根系发达,较主根系非常发达的多年生长的新银合欢对土壤结构改善效果好,这与刘明等[12]研究结果一致。

2.2不同植物篱的土壤入渗特征

2.2.1土壤入渗过程土壤的渗透性能反映土壤的导水能力,是研究地表径流和坡面侵蚀的重要基础,也是探讨流域产流机制的前提[11]。由图2看出不同种植模式的土壤渗透过程存在一定的差异,渗透速率在开始渗透阶段陡降,随着时间的推移,下降幅度逐渐减小,最后渗透速率趋于稳定,达到稳渗阶段。3种种植模式中新银合欢植物篱初渗速率和稳渗速率均与香根草植物篱较接近,而达到稳渗阶段所需的时间明显短于香根草植物篱。因此可以看出,香根草植物篱能明显改善土壤渗透性,延缓地表发生径流的时间,降低土壤侵蚀发生的可能性。这可能是因为植物篱基部茎叶能够有效的拦截坡面径流,且因与坡面作用时间增长,并在近地茎枝带前形成短距离的回水带,使径流能够有更长时间入渗。

全文阅读

水土流失的地质与土壤原因研讨

本文作者:张树山 单位:吉林省通榆县胜利水库工程管理所

从水土流失的规律看,当水的破坏力大于土体的抵抗力时,就会引起水土流失。而影响水土流失的因素有很多,其自然因素有气象因素、土壤及地质因素、地形因素、以及生理因素等,对此,本文分析了土壤及地质因素对水土流失的影响。

1影响水土流失的土壤因素

侵蚀作用的发生多数情况下是在土壤状况下,这是它被侵蚀的主要对象。所以,土壤的特征,特别是土壤结构中的透气性、透水性和土壤结构的抗蚀性、抗冲性等,这种条件下的土壤状况对于土壤的水土流失现状会有很大的影响。

1.1土壤结构的透水性状

土壤的地表径流遇到损害是土壤受到水力侵蚀的一个主要的动力。分析研究表明,在土壤其他条件都相同时,地表径流相对于土壤的破坏能力的大小主要取决于土壤的地表径流量。而土壤中地表径流量的大小,与土壤结构当中的的土壤透水性能的关系十分密切。所以土壤结构对土壤中水分的渗透能力大小是影响水土流失主要的因素。土壤结构之中的透水性能主要决定于土壤中的下列因素:

1.1.1土壤结构的机械组成

一般沙性土壤颗粒较粗,土壤孔隙度大,其透水性较好,不容易产生径流或产流量小;相反,壤质或粘质土壤其透水性差,易产生径流。

全文阅读

增施有机肥提高土壤渗水和保水能力

田间渗水能力,指土壤接纳和渗入雨水或者灌溉水的能力,即最大程度地吸纳降雨和灌溉水,减少地表径流和土壤渗漏的能力。土壤对作物生长的支持能力就是土壤肥力,其中就包括田间渗水能力和持水力,由于作物营养元素都是在溶解的离子态时被根系吸收利用的,适宜的土壤水含量是作物营养元素(包括氮素)有效利用的保障。土壤含水量直接影响土壤溶液的浓度和运动,也影响到土壤固相、液相和气相三者之间的比例。

土壤渗水能力较差时,渗入土壤的水相对较少,若降雨速度较快,雨水会在地面迅速积累并形成地表径流,短时间降雨量较大时,就容易引发涝害和洪水,同时还会导致水土流失。另一方面,降雨的利用效率也大大降低了。土壤持水、地表径流、蒸发蒸腾作用和渗漏,四者之和就是降雨和灌溉的总量。如果对农田水资源平衡做一个简单的估算,田间达到饱和持水量的70%时,1 m内土壤的含水量为350~400 mm。以年降雨和灌溉总量为1 000 mm为例,假设没有地表径流和田间土壤渗漏,作物吸收并通过蒸腾作用消耗水大约仅为500 mm;田间蒸发为240 mm,这部分水可以通过地面覆盖等措施减少浪费;非生长季节蒸发损失200 mm;杂草生长消耗100 mm。而实际上,通过地表径流和土壤渗漏途径流失的水量是无法估算的,除了降雨强度和原有田间持水量外,还受到土壤保水能力和渗水能力的影响。保水能力强时,不仅可以提高灌溉和降雨的利用效率,还是保肥和降低化肥对地下水污染的重要保障。土壤肥力较高的土壤意味着优良的物理性状,可以避免水分和养分的流失以及向深层渗漏,最大程度地将其保持在耕作层。

土壤的保水和渗水能力达到最大时,耕作层截留、供作物利用的水量也最大,降雨或灌溉的效率就会最高。田间持水力体现了土壤的保水能力,由土壤质地、有机质含量和土壤结构决定。地表径流和土壤渗漏都是自然现象,但具有良好团粒结构的壤土,其保水能力最强。田间渗水能力受土壤质地、土壤表面结构与植被、土层厚度以及土壤耕作方式等的影响,是土壤肥力的一种表现形式。田间持水力和保水能力与土壤质地关系密切。任何改善土壤耕性和土壤有机质含量的措施,均有利于提高田间持水力。要人为地提高这两种能力,一个重要的因素就是提高土壤有机质含量,改善土壤结构。土壤团粒结构是有机质代谢的中间产物,与原生土壤微粒相互粘合而成的颗粒结构,是土壤耕性、渗透能力和保水能力的保障。

土地耕作加速了有机质的分解,随着有机质的不断减少,继而造成土地退化和土壤板结,从而影响了作物根层的“水-气”平衡,土地耕性和植物营养元素的运动也受到影响。在长期施用化肥来替代有机肥的情况下,土壤有机质不断降低是不可避免的现实。在土壤不断退化的情况下,产量极大地依赖于化肥和灌溉的投入。土地抵御自然灾害(如洪涝和干旱)的能力较低,灾害后的恢复能力也较差,这样的农业处在一定的风险中。由于我国普遍种植指数较高,秸秆在田间来不及消化分解就急于种植下茬作物,不时地采取焚烧秸秆的办法解决田间播种问题。这样简单地将所积累的有机质迅速转化为CO2、N2、NO2等包括大量温室气体的气态物质,同时失去了增加土壤有机质的机会。

农业土地使用方面需要解决的问题是,土壤有机质含量应当达到什么程度是既经济又合理的?最合理的有机质含量应当至少满足土壤团粒结构的维持、保持必需的渗水和保水保肥能力、提供土壤生物足够的食物。有机肥是提高土壤有机质的有效途径之一。为了维持土壤肥力平衡,每年每公顷土地大约需要8~12 t的有机质投入,但目前的耕作措施没有真正达到这样的水平。相反,目前的发展趋势是土壤有机质在逐年退化。这对未来长期土地生产能力的影响将是消极的。长期定位试验表明,在没有科学合理投入的情况下,60年内土壤有机质会减少到人类未开垦前全部积累量的1/3。土壤有机质含量降低的直接后果就是肥力降低,如果不积极改善这样的状况,农业将来非常有可能面对土壤肥力降低、进而影响产量的后果。

耕作方式也在很大程度上影响土壤的渗透能力,耕作虽然可以短期内提高渗透能力,但在随后的作物生长期间渗透力反而明显下降。耕作方式不合理造成耕作层土壤板结或耕作下层形成犁抵层,都阻碍土壤渗水。耕作并不能从根本上解决土壤板结的问题,只有长期保护性耕作和提高土壤肥力才是彻底解决问题的有效办法。保护性耕作的土壤,由于保护了土壤生物的生存空间和活动通道,更有利于土壤水的渗透。土壤肥力自我恢复的目的在于尽可能地减少农业生产对外源化肥和灌溉的过分依赖。要保持土壤肥力的自我恢复能力,就必须想方设法提高有机物质的投入量,至少应当维持土壤有机质消耗和添加之间的平衡。

全文阅读