东北地区棕壤和黑土旱田土壤板结机理研究

发布时间：2018-03-09 05:18

本文选题：土壤板结　切入点：压缩变形　出处：《沈阳农业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前广泛存在的板结问题造成土壤结构改变、孔隙度降低、硬度增加以及入渗能力下降,导致土壤肥力性状退化。本文以辽宁沈阳地区典型棕壤和黑龙江宾县黑土作为供试土壤,采用大田试验和室内模拟培养相结合的方法,测定人工调制供试土壤的压缩曲线、水分特征曲线和压实与深松处理棕壤农田土壤硬度剖面分布、水分入渗速率变化,明确土壤含水量、容重、有机质和粘粒添加量(含量)以及外施压力等因素与土壤预固结压力值、压缩指数等机械形变指标间的关系,分析压实、深松对田间土壤孔隙分布及入渗能力的影响,在以综合物理质量指数S值对受到外力压缩变形后的供试土壤质量进行评价的基础上探讨了土壤的板结机理,提出了当地土壤板结改良措施建议。主要研究结果如下。1.土壤压缩性能的影响因素土壤压缩形变特征受压缩形变发生时土壤水分含量、容重、有机质和粘粒含量以及外施压力等因素的综合影响。(1)容重和含水量土壤的预固结压力值越大、压缩指数越小,对压缩变形越不敏感。棕壤、黑土的预固结压力值均随压缩时土壤容重增加而增大,随含水量增加而减小；压缩指数则随压缩时土壤容重增加而减小、随含水量增加而增加,但棕壤压缩指数对压缩时土壤水分含量变化不及黑土敏感。(2)有机质和粘粒含量添加有机物料越多培养后供试土壤有机质含量越高；培养后的供试土壤预固结压力值随有机物料添加量增加而增大,有机物料添加量每增加20g/kg其预固结压力值约提高了20%。压缩指数随培养有机物料添加量增加呈现先降低后增加的趋势。添加有机物料培养后引起土壤压缩特性变化,除有机物料直接影响外,其添加量与容重、含水量等因素的交互作用效果明显。添加人工粘土、土壤质地改变后,棕壤预固结压力值随粘粒含量增加而增大,压缩指数亦随之提高。粘粒添加量及其与含水量、容重之间的交互作用对土壤压缩特性的影响达极显著水平。2.深松和压实对土壤持水和入渗性能的影响耕作扰动、机械行走碾压对一定深度土层土壤保水与通透性能影响明显且持续时间较长。(1)土壤硬度于棕壤旱田用深松铲在作物垄间深松25 cm和用自重1.8t的80马力轮式拖拉机反复行走8次压实,0～25 cm土层硬度压实处理明显大于对照、大于深松处理,25～40 cm土层硬度深松处理大于压实、大于对照处理；90天后该处理效果在0～25 cm土层存在、在25～40 cm土层已不明显。(2)水分入渗能力用标定方法求得压实与深松处理150天后的代表性田间土壤入渗曲线,深松处理的初始入渗速率大于对照、大于压实处理,而稳定入渗速率则为对照处理大于压实、大于深松处理,说明压实处理减少了上层土壤大孔隙,而深松处理通过深松铲上挤下压能形成“上虚下实”土层结构。(3)持水性能添加不同数量有机物料、人工粘土培养的供试土壤经施加外力压缩后持水特征明显变化；土壤有机质含量越高、质地越粘重、受到压缩的外力越大,在高基质势阶段持水能力增强,随基质势降低脱水越慢、含水量越高。(4)综合物理质量用土壤物理质量指数S值对供试土壤做综合物理质量评价,结果表明增加有机质含量能够提高土壤物理质量、而提高粘粒含量则使土壤物理质量下降,受到外力作用压缩变形、其压力越大土壤物理质量下降越明显。3.防治土壤板结的“因土而宜”措施合理耕作与提高有机质含量,是防止土壤板结退化的主要途径。(1)棕壤和黑土对压缩板结的敏感性不同黑土的预固结压力值大于棕壤,但其压缩指数小于棕壤,这说明黑土对土壤板结敏感性低,而棕壤板结的风险则相对较高。(2)防止板结退化措施应有差别对于棕壤而言应着力提高土壤有机质含量,黑土则应采取多种对策抑制土壤有机质下降,而选择适宜的土壤水分、松紧状况时机进行耕作对于防治两种土壤板结退化都是十分有效的,但棕壤的宜耕期短、更应准确把握耕作时间与农田土壤条件。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S152

【相似文献】