【摘要】：土壤改良劑在改善土壤結(jié)構(gòu),提高土壤水分,養(yǎng)分以及氣體的固持性能方面表現(xiàn)出巨大潛力,但添加土壤改良劑對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)及其水分運(yùn)動(dòng)影響的系統(tǒng)研究還尚未開展,且主要局限于室內(nèi)模擬研究。因改良材料與土壤密度的不一致,加上添加后容重的非穩(wěn)定態(tài)測(cè)定,導(dǎo)致容重降低的效應(yīng)未被準(zhǔn)確和正確表達(dá)。針對(duì)上述問題,采用田間小區(qū)長期定位試驗(yàn),將三種常用土壤改良劑(生物炭,草炭,風(fēng)化煤)以26、52、78 t/ha三種添加量與土壤混合后添加到試驗(yàn)小區(qū),通過測(cè)定改良劑添加1年內(nèi)不同時(shí)期原位土壤容重、團(tuán)聚體、孔隙度、飽和導(dǎo)水率、水分特征曲線和土壤溫度、土壤水分自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來準(zhǔn)確確定改良材料添加對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)和水分運(yùn)動(dòng)的影響及其隨時(shí)間效應(yīng)的變化,為改善土壤結(jié)構(gòu)和提高土壤水分提供基礎(chǔ)理論支持,推動(dòng)土壤改良劑在半干旱地區(qū)還田土壤生態(tài)效應(yīng)的深入研究。主要結(jié)論如下:(1)添加生物炭、草炭、風(fēng)化煤三種土壤改良劑在近一年時(shí)間內(nèi)顯著降低了土壤容重,生物炭對(duì)容重的降低效果好于草炭和風(fēng)化煤,且降低效果與添加量成正比。時(shí)間變化對(duì)于土壤容重有顯著影響,不同處理的容重在一年內(nèi)都呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)。不同處理一年內(nèi)在0.25-5mm團(tuán)聚體含量,團(tuán)聚體平均重量直徑(MWD)和幾何平均直徑(GMD)上沒有顯著差異,添加土壤改良劑后期土壤團(tuán)聚體含量和穩(wěn)定性提高。團(tuán)聚體含量、MWD和GMD隨時(shí)間變化都是先降低后增大,與土壤容重之間存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。向土壤中添加土壤改良劑顯著增大了土壤的總孔隙度,各處理在大孔隙度上差異顯著。生物炭處理對(duì)總孔隙度的增加效果最明顯,增加效果與添加量成正比。土壤容重估計(jì)的總孔隙度比由水分特征曲線測(cè)量的總孔隙度高2.71%。時(shí)間因素對(duì)各處理的測(cè)量總孔隙度沒有顯著影響。不同處理的孔隙大小分布為超微孔(26.35 26.92%)中孔(9.83 10.54%)微孔(7.08 7.60%)大孔(2.61 4.01%)。土壤容重的增加主要是由于超微孔隙的增加,微孔和大孔隙的減少,而土壤容重的降低主要是由于中孔和大孔隙的增加。(2)向土壤中添加草炭提高了土壤飽和導(dǎo)水率,添加生物炭和風(fēng)化煤降低了土壤飽和導(dǎo)水率,但不同處理間飽和導(dǎo)水率的差異沒有達(dá)到顯著水平。時(shí)間因素對(duì)飽和導(dǎo)水率的影響具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,各處理的飽和導(dǎo)水率隨時(shí)間先降低后升高但仍低于初始值。土壤水分特征曲線顯示土壤失水主要在低吸力段(0-1000厘米水柱),各處理土壤水分曲線的差異不顯著。用RETC軟件得到Van Genuechten模型參數(shù),表明添加土壤改良劑提高了土壤的排水能力,使得粒徑分布更加均勻,在一定程度上改善了土壤的持水能力。(3)添加土壤改良劑在一定程度上能夠提高土壤溫度,但對(duì)其影響比較有限。草炭和風(fēng)化煤對(duì)土壤溫度和活動(dòng)積溫的提高較大,而生物炭對(duì)表層溫度影響不明顯。生物炭能夠緩和土壤極端溫度,對(duì)土壤日平均溫度緩和能力在-0.45℃到1.22℃范圍內(nèi)。在夏季和冬季不同處理一天中土壤平均溫度最高都在15-16時(shí),此時(shí)各處理溫度差異最大;最低都在7-8時(shí),此時(shí)各處理溫度差異最小。不同處理對(duì)于土壤含水量的影響十分明顯,生物炭處理大大提高了土壤平均含水量,風(fēng)化煤對(duì)水分的提高作用較小,草炭降低了土壤平均含水量。夏天一天中水分含量最高在2-3時(shí),最低在16-17時(shí),在冬季,一天中水分含量最高在1-2時(shí),最低在11-12時(shí)。夏季和冬季土壤平均溫度一天內(nèi)變化幅度較大,土壤平均含水量在一天內(nèi)變化量較小。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S156.2;S152

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本文編號(hào)：2635010