稻田-田埂过渡区土壤优先流特征研究

为揭示田埂对稻田—田埂过渡区土壤水分渗漏的影响,对比不同位点(田内、过渡带和田埂)优先流特征差异,采用室外亮蓝染色示踪方法,对江汉平原典型稻田—田埂过渡区进行研究。结果表明:过渡区土壤染色面积比(SAR)随深度的增加呈波动下降,其中0~20cm土层SAR较高,占剖面总SAR的53.85%~88.55%。不同位点土壤SAR差异明显,0~20 cm土层平均SAR由大到小依次为田内、过渡带、田埂,20 cm以下各位点SAR均较低,但田埂平均SAR高于田内。各位点水平剖面染色结果与垂直染色结果能较好对应,且随着深度增加,土壤染色区域急剧减少。各位点染色路径数(SPN)与SAR显著相关,田埂中、下层土壤SPN均高于田内。染色路径宽度(SPW)结果显示,0~20 cm田内以10~80 mm和大于80 mm SPW为主,过渡带和田埂大于80 mm SPW较少,均以小于10 mm和10~80 mm为主。各位点SPW的差异反映在水流类型上,田内为非均质指流—高相互作用大孔隙流,过渡区和田埂以混合作用大孔隙流—高相互作用大孔隙流为主。水分渗漏路径结果显示,田内水分由过渡带和田埂的垂直和侧向渗漏较强,且田沟田埂侧向流较田间田埂明显。田埂是稻田水分快速流失的主要区域,加剧了稻田水肥流失和水环境污染风险。本研究可为稻田水分保持和制定合理施肥、灌溉等措施提供依据。

稻田——田埂过渡区土壤水分运动与保持特征

为揭示田埂对稻田水分渗漏的影响,以江汉平原典型稻田—田埂过渡区为研究对象,采用室内土壤理化性质分析、水力学参数测定和田间染色示踪等方法量化了过渡区各位点(田内、田埂和灌溉沟)土壤剖面导水与持水性能差异,并揭示了该区域的水流特征。结果表明:(1)不同位点的土壤饱和导水率(Ks)均随土层深度的增加而减小,上层(-20—35cm)高于中、下层(35—65cm),剖面导水性能表现为田埂>灌溉沟>田内,田埂平均Ks分别是灌溉沟和田内的1.6倍和16.0倍;(2)同一吸力值下不同位点土壤含水量差异较大,田内含水量最高,灌溉沟其次,田埂最低,在持水性能上表现为田内>灌溉沟>田埂;(3)田埂土壤受动物活动和根系生长影响剧烈,导致其大孔隙(当量孔径>0.3mm)含量整体上高于田内,在染色特征上表现为田埂中、下层土壤染色面积显著高于田内。由于稻田-田埂过渡区不同位点土壤的导水和持水能力差异显著,稻田水分不仅可以在田内发生垂直渗漏,还可以通过田埂区域垂直入渗和跨田埂侧流两种方式快速流失,进而加速了稻田水分的散失。