宁夏云雾山封育草地的土壤斥水性及影响因素研究

为了解黄土高原草地封育后的土壤斥水性(Soil water repellency,SWR)表现及其影响因素,以宁夏云雾山5个不同封育年限草地(13年,22年,31年,39年和50年)为例开展研究。野外原位测定其土壤斥水性,取0~3 cm和3~10 cm土样,室内测定土壤理化性质和微生物生物量。结果表明:13年封育草地土壤无斥水性表现,22~50年封育草地0~3 cm土层土壤均表现为轻度斥水,且斥水性随着封育年限的增加而增加,而3~10 cm土层土壤均无斥水性。相关性分析表明:土壤全氮含量、硝态氮含量、含水量与SWR呈指数正相关关系,速效钾、速效磷和有机碳含量与SWR呈线性正相关关系,微生物生物量碳、氮含量与SWR呈负相关关系。基于通径分析得出土壤含水量、全氮含量、硝态氮含量和土壤微生物生物量碳含量是当地SWR的主要影响因素。上述研究有助于评估未来气候变化背景下的斥水风险,也能为黄土丘陵区植被恢复的评价提供良好的科学基础。

草原土壤斥水性与土壤理化因子的相关性分析

采用滴水穿透时间法(WDPT)测量在锡林浩特市采集的草原土壤样品(0～20cm,n=80)的斥水性(SWR),并对土壤物理化学参数如土壤含水量、有机质(SOM)含量和SWR的相关性进行分析。结果表明,土壤斥水性与含水量的关系符合正态分布,当土壤含水量为10.7%时,SWR达到峰值,平均为80s,斥水性与土壤粒径呈负相关(r=-0.753),土壤SWR值与总氮、速效氮含量和有机质含量呈正相关关系,与草地土壤中速效磷、速效钾和pH的相关性较低。上述研究结果揭示了土壤斥水性的影响因素,为提出土壤斥水性的改良措施提供依据。

两种常用方法测定土壤斥水性结果的相关性研究

土壤斥水性不利于农业生产和环境的可持续性发展,引起了很多土地利用问题。为了合理地选择土壤斥水特性的测定方法,该文采用常用的滴水穿透时间法与酒精溶液入渗法两种方法测定了内蒙古锡林浩特羊草草原土壤的斥水性,并分析了两种方法的相关性。结果表明:两种方法测定的土壤斥水性具有较强的相关性,在一定范围内可以通过文中提出的多项式进行转换,并获得了中度斥水性等级以下的酒精溶液入渗法的土壤斥水性等级指标。

砂土斥水性与含水率关系的试验研究及理想模型分析

为了探究土壤斥水性与含水率的关系,采用滴水渗透时间法进行室内试验,基于理想土壤颗粒模型,通过接触角变化进行理论分析,研究了不同含水率下砂土斥水性质的变化规律。结果表明:砂土斥水性随含水率的增大表现出以1.5%~2%含水率范围为拐点的先增大后减小的单峰曲线变化趋势;砂土自身斥水强度越高,其斥水持续时间的峰值越大,对应的土壤含水率值越小,且表现出斥水性质的下阈值含水率也相对越小;滴水渗透时间法和接触角法对土壤斥水性的判定存在差异,其实质是二者分别从土壤的斥水持久性和斥水强度两个角度对斥水性质进行评价。以上研究结果可为斥水土壤的研究奠定基础。

陕西省长武县黑垆土斥水性的影响因素

[目的]分析改性黑垆土出现斥水性的条件及其影响因素,为研究气候暖干化背景下当地降雨入渗行为对斥水性的响应问题提供参考。[方法]试验在黄土旱塬陕西省长武县农田试验场进行。选取玉米地和苜蓿地0—20 cm土壤作为试验对象,对2种作物下的土样设计4水平土壤含水量、3种容重和3水平十八烷基伯胺(OCT)添加量进行组合配制土样,用滴水穿透时间法进行斥水性测试。[结果]土壤斥水性(SWR)随着土壤含水量(0%~6%范围)和容重的增加及OCT添加量的增加而增大,其中土壤含水量、OCT添加量和土壤容重对SWR的影响存在多因素交互效应。在逐步回归分析中,OCT和含水量共同参与下的拟合模型更优。1.3 g/cm^(3)土壤容重下,在0%含水量和0.15%OCT添加量及2%含水量和0.10%OCT添加量条件时,非斥水的黑垆土土壤会转变为轻微斥水性土壤。[结论]在黑垆土低水条件下的降水入渗过程中,应更多关注不同土地利用土壤含水量和极性物质的积累变化对斥水风险的影响。

中南地区典型地带性土壤的斥水性及其影响因素分析

选取我国中南地区不同发育程度典型旱作土壤为研究对象,通过测定土壤基本理化性质与滴水穿透时间(WDPT),探究了该区域土壤斥水性变化规律及其影响因素。结果表明,(1)自北向南,随着水热条件增加,土壤p H值逐渐降低,游离氧化物(Fed、Ald)逐渐增加,非晶质氧化物(Feo、Alo)没有明显的地带性变化;表层有机质量高于下层,而林地表层高于耕地表层;(2)供试土壤均为亲水性土壤,WDPT分布在0.47~4.00 s之间,自北向南土壤斥水性整体呈逐渐降低的趋势;(3)WDPT与p H值、CEC、粉粒量显著正相关(r>0.54,p<0.05),砂粒量、非晶质氧化铁(Feo)、游离氧化铁、铝(Fed、Ald)与WDPT呈负相关关系(r<-0.56,p<0.05)。逐步回归分析表明,Fed和Feo对土壤斥水性的影响最显著(R2=0.71,p<0.01),可以用来评价和预测土壤斥水性。

微咸水膜下滴灌对盐碱化农田土壤斥水特征的影响

在内蒙古河套灌区布置了2年大田试验,研究了不同覆膜方式下微咸水滴灌对盐碱化农田土壤水、盐分布及其土壤斥水性的影响。采用滴水穿透时间(Water drop penetration time,WDPT)法测定土壤斥水性,得到了不同土壤斥水性随含水率变化的规律。结果表明,膜下滴灌盐碱化农田土壤的斥水性在表层土壤与电导率呈正相关,与土壤pH值无显著相关性。弱碱性微咸水滴灌条件下,单次滴灌降低了滴头附近土壤的WDPT,但增加了远离滴头土体的WDPT;高频滴灌(灌溉频率为3 d)可显著降低土壤剖面整体的WDPT。膜下滴灌盐碱化农田土壤的斥水特征曲线均可用Gaussian和Lorentzian模型进行描述。滴灌对土壤斥水性最大时对应的土壤含水率(θm)影响不大(P>0.05),而对斥水性消失时对应的土壤含水率(θc)影响显著(P<0.05)。Lorentzian模型对盐碱化农田土壤的斥水特征曲线的拟合效果更优,通过该曲线可准确得到特定土壤的θm和θc。本研究可为微咸水滴灌及斥水性土壤的合理利用提供理论依据。

土壤斥水性对不同植物种子发芽率的影响

【目的】研究斥水性对不同类型植物种子发芽率的影响。【方法】以4种类型、共16种植物种子为试验材料,选用了4种WDPT(water drop penetration time,滴水穿透时间)分别为1、7、12、16 s的塿土土壤进行试验,研究了土壤斥水性对开始发芽时间及种子发芽率的影响。【结果】(1)土壤斥水性对植物的开始发芽时间存在影响:花草类、作物类和蔬菜类植物种子的开始发芽时间随土壤斥水性的增强而延迟,树木类植物种子的开始发芽时间受土壤斥水性的影响规律不明显;(2)在试验的第20天,蔬菜类、花草类、树木类和作物类植物在亲水性土壤中的平均发芽率分别为30.00%、43.75%、15.00%和50.83%,均高于斥水性土壤中的发芽率,且WDPT越大发芽率越低。【结论】土壤斥水性对种子发芽率的影响效果在蔬菜类、花草类和作物类植物中比较明显,而树木类植物受土壤斥水性的影响不大。土壤斥水性对大部分植物都有影响,但对油松、油菜作用效果不明显。

玛纳斯河流域土壤斥水性及其影响因素

土壤斥水性(SWR)阻碍入渗及再分布过程.虽然斥水土壤在世界广泛存在,但其产生机理并不明确.本文采用滴水穿透时间(WDPT)法、酒精摩尔浓度(MED)法和接触角(θ)法测定了新疆玛纳斯河流域典型土壤的SWR指标,其中θ的测定采用高度法和质量法.对WDPT是否受烘干及不同容重的影响进行对比,探讨各SWR指标之间的联系,并分析了SWR的关键理化性质影响因子,探讨土壤斥水的机理和原因.结果表明:高容重土壤的WDPT值更大,烘干土壤的WDPT值比风干土壤大;3种SWR指标(WDPT、MED及θ)之间有一定的相关关系,但MED与θ的相关性并不明显,表明各SWR指标之间虽有一定联系,但表征方面具有差异性;采用高度法和质量法测量水与土壤的θ值时,高度法的θ值大于质量法,高度法之间重复差异小于质量法;使用正辛烷作为参比溶液测量水与土壤的θ值时,其重复的差异较小,低于无水乙醇;在多种理化性质中,黏粒含量比其他土壤属性更显著地影响WDPT和θ;[K^+]、[Na^+]均与θ呈正相关;蒙脱石含量与WDPT、MED呈负相关.综上,土壤SWR的测定方法中,WDPT法操作简单但易受影响;MED法缩短了入渗时间但试验过程耗时;接触角法操作复杂,结果相对精确,采用正辛烷作为参比溶液的高度法更可靠.建议采用多种指标综合表征土壤斥水性.