新型土壤侵蝕磁性示蹤劑的研制及其應用研究.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、沉積等過程。
　　 明確土壤侵蝕速率、沉積速率及侵蝕強度的空間分布，了解土壤侵蝕機理和運移途徑，是分析研究侵蝕泥沙來源及侵蝕區(qū)土地整治、水土保持措施合理布設的主要理論依據(jù)。
　　 在水土流失監(jiān)測方面，選擇一種合適的監(jiān)測方法往往會起到事半功倍的效果。磁性示蹤技術具有操作簡便、快速、重現(xiàn)性好、成本低等優(yōu)點。當前為促進磁性示蹤技術在土壤侵蝕監(jiān)測中的應用迫切需要研制一

2、種示蹤效果良好的土壤侵蝕磁性示蹤劑，并建立與之相適應的應用方法。
　　 本研究采用室內篩選制作、模擬降雨、放水沖刷、自然降雨試驗與室內分析相結合的方法。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，坡面侵蝕的演變過程；并用盆栽試驗研究了磁性示蹤劑的環(huán)境安全性。主要研究結果如下：
　　 1.采用圓盤造粒法，以細土、

3、粉煤灰、膨潤土和水泥為原料，還原性鐵粉為磁性調節(jié)劑，制作的5種磁性示蹤劑粒度寬泛，制作過程簡單、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，對土壤容重影響較??；磁化率是土壤的18～33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濃度是5％，最佳布設深度為3～5 cm。在模擬降雨和放水沖刷試驗中，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量比與侵蝕前土壤的最相近，與土壤顆粒的運移同步性最高，其坡面磁化率的變化均能夠準確的反映出坡面的侵蝕、沉積分布狀況。FS、FB1和FB2 與土壤顆粒運移不同步，不能準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穴兩種布設方式下的

5、對比研究表明，兩種布設方式均能夠通過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，但段面式布設方式比點穴式的示蹤效果更全面、更精確。磁性示蹤法和侵蝕針法均能夠有效的指示出在降雨過程中坡面土壤發(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、細溝侵蝕為主。坡面頂部以濺蝕為主，為凈侵蝕區(qū)；
　　 細溝侵蝕在坡面中下部最先發(fā)育，試驗結束時細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溝發(fā)生部位最嚴重，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。磁性示蹤法可以準確的監(jiān)測坡面的侵蝕沉積狀況。
　　 5.磁性示蹤劑(FC2)提高了土壤pH、電導率值以及速效鉀含量，降低了小白菜

7、對土壤堿解氮、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氧化氫酶活性；有效改善了土壤微生物學性狀。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CAT活性具有抑制作用。另外，磁性示蹤劑降低了小白菜的產量，但低濃度(5％)處理相對改善了小白菜的品質，且Cu、Pb和Cd含量均在國家蔬菜食品衛(wèi)生標準范