新型土壤侵蝕磁性示蹤劑的研制及其應(yīng)用研究.pdf

1、由降雨和地表徑流引起的土壤侵蝕包括土壤顆粒的分散、剝離、搬運(yùn)、沉積等過(guò)程。
　　 明確土壤侵蝕速率、沉積速率及侵蝕強(qiáng)度的空間分布，了解土壤侵蝕機(jī)理和運(yùn)移途徑，是分析研究侵蝕泥沙來(lái)源及侵蝕區(qū)土地整治、水土保持措施合理布設(shè)的主要理論依據(jù)。
　　 在水土流失監(jiān)測(cè)方面，選擇一種合適的監(jiān)測(cè)方法往往會(huì)起到事半功倍的效果。磁性示蹤技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、快速、重現(xiàn)性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前為促進(jìn)磁性示蹤技術(shù)在土壤侵蝕監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用迫切需要研制一

2、種示蹤效果良好的土壤侵蝕磁性示蹤劑，并建立與之相適應(yīng)的應(yīng)用方法。
　　 本研究采用室內(nèi)篩選制作、模擬降雨、放水沖刷、自然降雨試驗(yàn)與室內(nèi)分析相結(jié)合的方法。篩選出可以制作磁性示蹤劑的原料、配比及制作方法，制作出具有較高磁性的土壤侵蝕磁性示蹤劑，研究了磁性示蹤劑的示蹤效果、布設(shè)方式以及坡面土壤侵蝕的空間分異特征，坡面侵蝕的演變過(guò)程；并用盆栽試驗(yàn)研究了磁性示蹤劑的環(huán)境安全性。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.采用圓盤(pán)造粒法，以細(xì)土、

3、粉煤灰、膨潤(rùn)土和水泥為原料，還原性鐵粉為磁性調(diào)節(jié)劑，制作的5種磁性示蹤劑粒度寬泛，制作過(guò)程簡(jiǎn)單、可操作性高。不同粒徑示蹤劑的磁化率分布范圍不同。成品示蹤劑的容重在0.99-1.30 g/cm-3之間與土壤的相近，對(duì)土壤容重影響較?。淮呕适峭寥赖?8～33倍，均可顯著提高土壤磁性。FS、FB2的崩解速率與土壤顆粒相近，但水穩(wěn)性較低，F(xiàn)B1、FC1、FC2具有較高的水穩(wěn)性；5種磁性示蹤劑均使土壤入滲速率有所降低，其中，穩(wěn)滲速率降低程度較大

4、。
　　 2.磁性示蹤劑的最佳布設(shè)濃度是5％，最佳布設(shè)深度為3～5 cm。在模擬降雨和放水沖刷試驗(yàn)中，F(xiàn)C1和FC2 泥沙的磁化率降幅最小，侵蝕泥沙與侵蝕示蹤劑的質(zhì)量比與侵蝕前土壤的最相近，與土壤顆粒的運(yùn)移同步性最高，其坡面磁化率的變化均能夠準(zhǔn)確的反映出坡面的侵蝕、沉積分布狀況。FS、FB1和FB2 與土壤顆粒運(yùn)移不同步，不能準(zhǔn)確的反映坡面的侵蝕、沉積分布，示蹤效果較差。
　　 3.磁性示蹤劑在段面和點(diǎn)穴兩種布設(shè)方式下的

5、對(duì)比研究表明，兩種布設(shè)方式均能夠通過(guò)降雨前后土壤磁化率的變化指示坡面不同空間部位土壤的剝蝕和沉積，但段面式布設(shè)方式比點(diǎn)穴式的示蹤效果更全面、更精確。磁性示蹤法和侵蝕針?lè)ň軌蛴行У闹甘境鲈诮涤赀^(guò)程中坡面土壤發(fā)生剝蝕和沉積的空間分布規(guī)律。坡頂為凈侵蝕區(qū)，坡面坡度越大受到的侵蝕越嚴(yán)重。坡面中下部侵蝕沉積分布受坡度影響較大，隨著坡度的增大，坡面中下部的沉積分布下移，并且凈沉積量減少，凈剝蝕量增加。
　　 4.坡面侵蝕方式以濺蝕、面蝕和

6、細(xì)溝侵蝕為主。坡面頂部以濺蝕為主，為凈侵蝕區(qū)；
　　 細(xì)溝侵蝕在坡面中下部最先發(fā)育，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)細(xì)溝侵蝕部位已上溯至坡面中上部；坡腳處為侵蝕、沉積的交匯處。坡面的侵蝕程度以細(xì)溝發(fā)生部位最嚴(yán)重，坡面頂部其次，坡腳處最輕。在模擬降雨和自然降雨條件下，侵蝕泥沙量與坡面磁化率降幅完全吻合，呈極顯著性相關(guān)。磁性示蹤法可以準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)坡面的侵蝕沉積狀況。
　　 5.磁性示蹤劑(FC2)提高了土壤pH、電導(dǎo)率值以及速效鉀含量，降低了小白菜

7、對(duì)土壤堿解氮、速效磷的利用；抑制了土壤脲酶、磷酸酶和蔗糖酶活性，但高濃度處理提高了過(guò)氧化氫酶活性；有效改善了土壤微生物學(xué)性狀。低濃度(5％)的磁性示蹤劑提高了小白菜的葉綠素含量，有效改善了小白菜葉片的光合性能。磁性示蹤劑顯著提高了小白菜SOD、POD活性及MDA 含量(p<0.05)，對(duì)CAT活性具有抑制作用。另外，磁性示蹤劑降低了小白菜的產(chǎn)量，但低濃度(5％)處理相對(duì)改善了小白菜的品質(zhì)，且Cu、Pb和Cd含量均在國(guó)家蔬菜食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)范