保水剂对花岗岩红壤物理特性及侵蚀过程影响研究

发布时间：2020-04-12 01:18

【摘要】：土壤侵蚀是当今人类面临的一种最普遍、持续性最强的缓发性自然灾害,被称为“蠕动的灾难”。南方红壤丘陵区植被覆盖度高且类型多,既是我国农业生产发展潜力最大的地区之一,也是生态环境最为脆弱的地带之一。南方花岗岩红壤侵蚀区已成为我国仅次于黄土高原的严重水土流失区域,限制了南方红壤区工农业的发展。红壤丘陵区水土流失严重,坡度陡,土壤肥力差,抗蚀性低,在多雨时期,植被一旦被破坏以及长期不合理的人类活动,必然会加剧水土流失程度并且增大水土流失的治理难度。保水剂作为一种新型高分子材料,施加于土壤中具有保水、保土、保肥的作用,将保水剂应用于南方花岗岩红壤侵蚀区水土流失治理过程中,研究其发挥的保水保土保肥效益,以期为南方花岗岩红壤区水土流失治理提供新方法和理论依据。本文以南方花岗岩红壤侵蚀区具有代表性的福建省长汀县为研究对象,以沃特保水剂为供试材料,将保水剂施加于南方花岗岩红壤中,研究高分子材料对红壤坡面土壤含水量、土壤结构、径流泥沙、植物生长量的影响,探讨保水剂在南方水土流失治理中的水土保持效益。并得出了以下结论:1.保水剂作为一种新型高分子材料具有良好的吸水、保水效果。保水剂粒径越小,吸水倍率越大、吸水速率越快、释水速率也越快。粒径越大,保水效果越好,在高速离心作用下,粒径较大的保水剂受到的影响较小。保水剂的吸水具有时效性,在吸水过程中,临近饱和时期吸水速率逐渐降低,随着时间推移释水速率也逐渐降低。2.保水剂显著改善红壤的物理结构。红壤中添加保水剂后降低了土壤容重,增加土壤中大团聚体分布比例和土壤含水量,抑制了土壤中的水分蒸发。保水剂的不同用量所达到的效果也不同。花岗岩红壤中施入保水剂降低了土壤容重,并且随着保水剂用量的增加,容重逐渐降低;保水剂增加了红壤中0.25mm土壤团聚体的含量,尤其对1mm 土壤团聚体含量的增加较为显著;保水剂显著增加了红壤的土壤含水量,随着保水剂用量的增加大团聚体分布比例与土壤含水量越大,抑制蒸发作用越明显,蒸发量越小。3.保水剂显著降低了坡面径流泥沙量。花岗岩红壤坡面施加保水剂后可降低坡面产流、产沙量,延缓产流时间。混合施用方法将保水剂与表层土壤充分混匀,发挥了良好的蓄水保土效益。不同雨强对红壤坡面侵蚀影响不同,雨强越大侵蚀越剧烈,红壤中施加保水剂后降低了雨强对坡面侵蚀的影响。保水剂作为一种吸水凝胶膨胀后发挥了保护膜作用,同时吸收水分后降低了坡面产流产沙量,减轻了雨强对坡面的溅蚀力的影响,发挥了保土效益。4.保水剂提高了马尾松幼苗生长速率。不同时期马尾松幼苗生长速率不同,不同剂量的保水剂所发挥的效益也不同,经过试验研究0.1%干土比例时所发挥的效益较大,马尾松幼苗生长速率较快。
【图文】：

技术路线

图１－２技术路线不意图逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ邋ｒｏｕｔｅｓ逡逑８逡逑

路线图,路线,保水剂,吸水倍率

吸水倍率是指单位质量的保水剂能够吸收的饱和水量。称取０．５ｇ保水剂，装入逡逑已经称重的尼龙网袋子（浸施不滴水，，２００目）中，将装有保水剂的袋子分别放入逡逑四个装有自来水的５００ｍｌ烧杯中，充分吸水２４ｈ，取出后将布袋悬空（如图２－２所示），逡逑过滤半小时，称量装有保水剂袋子的重量，每个处理设置三个重复。吸水倍率计算逡逑公式：逡逑Ｑ＝邋（Ｍ１－Ｍ２）邋／Ｍｉ逡逑其中Ｑ为保水剂的吸水倍率Ｃｇ／ｇ）；邋Ｍｉ为未吸水前保水剂的重量（ｇ）；邋Ｍ２为吸水逡逑后保水剂的重量（ｇ）。逡逑１４逡逑
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157

【参考文献】