廣西典型旱地和水田土壤結(jié)構(gòu)及其水力特性研究.pdf

1、廣西地區(qū)由于其復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，導(dǎo)致水土資源不協(xié)調(diào)的雙層空間結(jié)構(gòu)，加之近年來極端氣候使廣西地區(qū)農(nóng)業(yè)旱災(zāi)頻發(fā)，研究廣西典型農(nóng)田土壤的水分特征曲線、干濕過程中土壤收縮情況以及土壤大孔隙空間結(jié)構(gòu)特征，對于制定合理的農(nóng)耕制度，提高農(nóng)田土壤水肥利用效率和作物抗旱能力、治理水土流失問題以及降低地下水污染具有重要的意義。本文以廣西地區(qū)旱地（甘蔗地、梨樹地、大豆地）和水田（水稻地）土壤為例，通過壓力膜儀法與RETC軟件擬合土壤水分特征曲線、深度游標(biāo)卡尺測

2、量法與Soil Shrinkage Simulator（SSS）軟件擬合測土壤收縮、基于CT掃描技術(shù)的圖像處理三維重建土壤孔隙結(jié)構(gòu)等方法分析位于廣西省桂林市雁山區(qū)雁山鎮(zhèn)的桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗區(qū)A（水田輪作區(qū)，水田非輪作區(qū)，旱地甘蔗區(qū)、旱地大豆區(qū)和旱地梨樹區(qū)）和位于廣西省南寧市武鳴區(qū)的廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建基地試驗區(qū)B（甘蔗旱地耕作區(qū)和甘蔗旱地免耕區(qū)）不同農(nóng)田土壤的持水性、土壤收縮特征以及土壤大孔隙三維結(jié)構(gòu)特征。本論文研究的主要結(jié)果如下：

3、r>　　在壓力膜儀法測定土壤水分特征曲線的有效吸力范圍內(nèi)，非輪作和免耕方式下的土壤對應(yīng)的土壤水分特征曲線分別較輪作和耕作情況的陡直，說明農(nóng)耕措施下的土壤的持水性好，主要原因是低吸力范圍內(nèi)土壤所能保持和釋放出的水量取決于土壤中大孔隙分布，而耕作和輪作等人為活動造成了土壤自身結(jié)構(gòu)的破壞，尤其是不易持水的大孔隙結(jié)構(gòu)，使中小孔隙增多，在低吸力段不易失水，對應(yīng)的土壤持水性較好。在相同的作物類型和農(nóng)耕措施下，其土壤的持水能力也會隨著土壤深度的增加而

4、逐漸增強，這與土壤自身屬性有關(guān)。而土壤容重和土壤質(zhì)地是主要影響因素，容重大的土壤持水性也較好，孔隙度大的土壤持水性反而較弱。因為容重增大，土壤孔隙度減小，土壤中的大孔隙結(jié)構(gòu)較少，中小孔隙較多，有利于土壤中水分的保持。此外，高粘粒含量的土壤，其水穩(wěn)性團聚體含量多，也促進(jìn)了土壤保水性的提升。
　　在土壤收縮試驗中，試驗 A區(qū)三塊旱地中梨樹地收縮最大，甘蔗地和大豆地較小且接近；在試驗A區(qū)水田中，非輪作地＜輪作地，在試驗B區(qū)甘蔗旱地中，耕

5、作地＜免耕地，且兩個試驗區(qū)的土壤收縮變化大致上隨著土層深度的增加而遞減，而作物類型、土壤類型和農(nóng)耕措施是影響土壤收縮的主要因素。其中，不同作物類型的植物對土壤水分的調(diào)蓄作用和耕作與否會引起土壤水分含量、土壤容重、土壤孔隙度、土壤有機質(zhì)含量的變化，進(jìn)而影響土壤收縮；而不同土壤類型（旱地和水田）下，兩者的土壤水分條件相差較大，導(dǎo)致土壤孔隙結(jié)構(gòu)存在差異，會間接影響土壤孔隙度，而土壤孔隙度與土壤收縮變化呈正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）；不同農(nóng)耕措施

6、會間接改變土壤性狀，尤其是土壤容重，這與土壤收縮幅度呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.01）。此外，作物根系的發(fā)育和延伸也會對土壤的收縮有促進(jìn)作用。
　　在土柱實驗CT掃描的結(jié)果中，由大孔隙數(shù)和大孔隙度的均值數(shù)據(jù)可知，在試驗A區(qū)水田中，非輪作地（358個、0.345％）＜輪作地（451個、0.457%），在試驗B區(qū)甘蔗旱地中，耕作地（1194個、1.069%）＜免耕地（1519個、1.195%）。由連通性和彎曲度的均值數(shù)據(jù)可知，輪作地（1.3

7、32、0.474）＞非輪作地（1.272、0.217），耕作地（1.374、0.512）＞免耕地（1.333、0.299），主要是因為作物類型和耕作措施會引起土壤中較大孔隙結(jié)構(gòu)的改變，使土壤中小孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)育，孔隙數(shù)增多，孔隙度也發(fā)生改變，但均對土壤的導(dǎo)水性起到了一定的積極作用。因為合理的水旱輪作制度可以減少土壤淹水時間，促進(jìn)作物根系生長和延伸，進(jìn)而有助于孔隙間的相互交叉和延伸；同時，土壤在干濕交替作用下的脹縮也會導(dǎo)致大孔隙的產(chǎn)生，使得水