【摘要】：为探讨PAM(聚丙烯酰胺)和草类根系对侵蚀劣地土壤物理性质的改良效果,试验以该环境的紫色土为研究对象,设置了空白对照CK(非试验处理)、PAM1(液施浓度:30 g/m~3)、PAM2(液施浓度:60 g/m~3)、GY(单植狗牙根)、SY(单植三叶草)、GY-PAM1(狗牙根+PAM液施浓度:30 g/m~3)、GY-PAM2(狗牙根+PAM液施浓度:60 g/m~3)、SY-PAM1(三叶草+PAM液施浓度:30 g/m~3)和SY-PAM2(三叶草+PAM液施浓度:60 g/m~3)等9个处理,利用环刀在自制花盆试样内直接取样的方法,分别于2016年5月、2016年7月、2017年8月和2017年10月获取了土壤/根-土复合体试验样品,采用环刀法和烘干法测定了不同试验处理的土壤容重、自然含水率和孔隙度,以微团聚体的团聚度、分散系数、平均重量直径MWD、几何平均直径GMD和分形维数D为评价指标,采用卡庆斯基法测定了不同试验处理的土壤微团聚体组成,以内摩擦角φ和粘聚力c为评价指标,采用ZJ型应变控制式直剪仪测定了土壤/根-土复合体的抗剪强度τ,并使用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统分5个径级(d≤0.2mm,0.2d≤0.5 mm,0.5d≤0.7 mm,0.7d≤0.9 mm,d0.9 mm,d为直径,单位mm)对不同试验处理根-土复合体的根长(root length,RL)、根表面积(root surface area,RSA)和根体积(root volume,RV)进行了统计分析。主要结论如下:(1)不同试验月份不同试验处理含根土体的根系总体指标和径级指标存在差异。4个试验月份的根系总体指标中,“狗牙根+PAM”含根土体的根系总体指标最优,其次是单植狗牙根,而单植三叶草含根土体的根系总体指标最差,不同试验处理含根土体根系总体指标大小顺序为GY-PAM1GY-PAM2GYSY-PAM1SY-PAM2SY;径级根系指标中,d≤0.2 mm径级的根系指标均最优,其次是0.2d≤0.5 mm径级,所有的径级根系指标均随着径级的增大呈递减趋势;同一根系径级不同试验处理的根系指标亦存在差异,如d≤0.2 mm径级的根长密度(RLD)、根表面积密度(RSAD)和根体积密度(RVD)均呈现为“狗牙根+PAM”单植狗牙根“三叶草+PAM”单植三叶草,其他径级基本亦然。(2)不同试验月份不同试验处理的土壤容重、自然含水率和孔隙度指标存在差异。所有试验处理的土壤容重均较CK有所降低,自然含水率均较CK有所增加;PAM液施浓度为30g/m~3时,土壤容重表现为“草类+PAM”单植草类/单施PAM,PAM液施浓度为60 g/m~3时基本亦然;低浓度PAM的土壤容重均小于高浓度PAM,表现为PAM1PAM2、GY-PAM1GY-PAM2、SY-PAM1SY-PAM2;除CK之外,同一试验处理的孔隙度指标(总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度)均随试验时间的延长呈增大趋势,其中“草类+PAM”对孔隙度指标的改善效果最佳;d≤0.2 mm根系径级是影响土壤容重、自然含水率和孔隙度指标的关键径级,其次是0.2d≤0.5 mm根系径级。(3)不同试验月份不同试验处理的土壤微团聚体分布特征、结构稳定性特征和分形特征亦存在差异。较之CK,单施PAM、单植草类和“草类+PAM”均有利于增加大粒径微团聚体含量,减少小粒径微团聚体含量;1~0.05 mm粒级微团聚体含量均表现为“狗牙根+PAM”“三叶草+PAM”单施PAM单植草类CK,其中GY-PAM1的此粒级微团聚体含量最大;不同试验处理微团聚体的1~0.25 mm粒级均为优势粒级,0.25~0.05 mm粒级均为次优势粒级,这两个粒级含量之和均大于50%,而0.001 mm粒级微团聚体含量均最小;不同试验月份不同试验处理土壤微团聚体的团聚度、MWD和GMD均呈现为“狗牙根+PAM”“三叶草+PAM”单施PAM单植草类CK,而分散系数则相反;不同试验处理基于微团聚体含量的土壤可蚀性K值均差别不大,但均有随试验时间的延长而减小的趋势(CK除外);较之CK,不同试验处理均有利于减小微团聚体分形维数D;d≤0.2 mm根系径级是影响荒坡侵蚀劣地紫色土微团聚体结构稳定性的关键径级,其次是0.2d≤0.5 mm根系径级;径级根系指标中,RLD是影响微团聚体结构稳定性的主要因子,其次是RSAD。(4)不同试验月份不同试验处理的土壤/根-土复合体抗剪强度τ及抗剪强度指标(内摩擦角φ和粘聚力c)均存在差异。随着试验时间的延长,不同试验处理的土壤/根-土复合体抗剪强度τ、内摩擦角φ、粘聚力c均不同程度地增加,其中“草类+PAM”的指标最优;抗剪强度τ、内摩擦角φ、粘聚力c均与d≤0.2 mm根系径级、0.2d≤0.5 mm根系径级的RLD、RSAD和RVD呈极显著或显著相关;d≤0.2 mm根系径级是强化试验处理根-土复合体抗剪性能的关键径级,其次是0.2d≤0.5 mm根系径级,其他根系径级的强化效应较小;径级根系指标中,RLD是强化根-土复合体抗剪性能的主要因子,RSAD是次要因子,而RVD的强化抗剪性能作用则较微弱;草类根系增强试验处理根-土复合体抗剪性能主要是通过影响粘聚力c实现的,而非内摩擦角φ。
【图文】：
不同试验处理的土壤容重Fig.4-1Soilbulkdensityindifferenttreatments
图 4-2 不同试验处理的自然含水率Fig. 4-2 Moisture content in different treatments 不同试验处理的土壤孔隙度和毛管持水能力动态变化
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157.1
【参考文献】
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