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土壤容重范文1
關鍵詞:容重變化;水土流失;人工降雨
Abstract: The simulated rainfall experiment was used to quantify the effects of different bulk densities on runoff , soil erosion processes and hydrological process on red earth land-slope .The results showed that:(1) infiltration rate with time gradually weakened, with the bulk density increases; (2) runoff intensity time to build, with the bulk density increases. Soil bulk density is bigger, runoff moments earlier, runoff coefficient is big. Such as soil crust inhibited runoff, runoff decline; (3) the slope sediment yield increases with time, the bulk density is bigger, the sediment yield increasing. Such as soil crust inhibited sediment, sediment reduction.
Keywords: Bulk density;Soil erosion;Artificial rainfall
中圖分類號:S157.1文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
1 引言
土壤物理性質是影響水土流失的重要因素,土壤容重的大小反映了土壤的松緊程度,是影響土壤的透氣性、入滲性能、持水能力、溶質遷移特征和土壤抗侵蝕能力的重要因素之一,對坡面降雨入滲產流產沙等過程不可忽視。南方紅壤丘陵區是我國農業生產發展潛力最大的地區之一,翻耕較頻繁,長期對山丘坡地資源的強度開發利用,造成了較為嚴重的水土流失。因為土壤層薄,流失的土層厚度的比例很高,土壤石礫化嚴重,已直接制約了農業生產的發展。
目前,我國對于水土流失狀況和規律的研究中,耿曉東等2009年在《紅壤坡面降雨入滲及產流產沙特征試驗研究》中得出在不同降雨強度和坡度條件下,產流時刻隨降雨強度和坡度的增大而提前。王占禮等2005年在《黃土裸坡降雨產流過程實驗研究》中研究了黃土高原裸坡降雨產流的變化過程,得出了不同因子對徑流的影響,并得出了各因子和徑流之間的關系方程式。劉俊娥等2010年在《黃土坡面薄層產流過程試驗研究》中通過人工模擬降雨試驗的方法,研究了黃土高原中部安塞黃綿土條件下的坡面薄層產流過程,得出了各產流因子與產流的關系方程。
基于前人研究的成果,本研究以模擬紅壤坡地為研究對象,開展了不同容重情況下坡面徑流入滲和侵蝕產沙特征研究,分析坡地系統內的侵蝕產沙入滲規律,探索不同容重條件下的侵蝕產沙入滲動態。這對完善紅壤坡地水土流失問題的治理方案提供理論基礎,優化布局和設計整體水土流失治理措施,合理地指導坡地農業種植結構具有重要意義。
2 實驗材料與方法
2.1 實驗過程與材料
試驗用土采用湖南省長沙市東郊,屬中度脫硅富鋁化的鐵鋁土,質地較粘重。在生產上粘土具有保肥、保水的特性,但耕性較差的特點。試驗土樣經過1cm孔篩網,晾曬等處理填裝。試驗坡面植被覆蓋率為零,初始含水率為15%,質地均勻。
試驗所用土槽規格為:長200cm×寬30cm×高30cm ,坡度固定為15°,土槽徑流流出口處安裝V形槽用于收集徑流。為了控制試驗坡面物理狀況一致性,按照設定的容重計算每層土壤重量分層填裝。避免減小邊壁對水分入滲的影響及土層之間產生人工分層現象。
降雨設備由供水、穩壓、降雨3個子系統構成。降雨高度為7m,雨滴有效降落高度為6m,有利于保證雨滴降落的最終速度能夠達到天然降雨降落到地表的最大速度。降雨強度控制在80mm/h左右,均勻度大于80%。
2.2 試驗設計
人工模擬降雨試驗在湖南農業大學排灌實驗室進行,其為了揭示不同容重對坡面水土流失過程的影響,容重分別設置為1.1g/cm³,1.15 g/cm³,1.2 g/cm³,重復2次。研究數據均為重復降雨試驗數據的算術平均值。
3 結果與分析
3.1 容重變化對入滲過程的影響
土壤容重主要由土壤孔隙及土壤固體的數量來決定,而土壤水分入滲能力直接決定于土壤孔隙度值,它對土壤水分運動的驅動力和水力傳導度產生影響,進而影響到土壤水分入滲能力,也就是說土壤容重在一定程度上決定了土壤入滲能力的大小??紫抖扔?,土壤的透水性將愈強。通常土壤的入滲能力用入滲率來衡量,入滲率指的是一定時期內降水入滲補給地下水的水量與同期內降水量的比值。入滲率的計算公式見(1):
⑴
式中,—入滲率(mm/min);—徑流量(mm);—降雨強度(mm/min);—時間(min);—坡面實際承雨面積(cm²);—坡度;10—量綱換算系數。
圖1 不同容重條件下平均入滲率隨時間的變化過程
Table1 Different density conditions average infiltration rate changes over time
由圖1可知,不同容重條件下,土壤的平均入滲率變化過程有所差異,即土壤的平均入滲率隨土壤容重的增大而減小。一般來說,容重大的土壤較為緊實致密、容重小的土壤疏松多孔,在相同土壤結構、含水量和水勢梯度條件下,容重大的水力傳導度小于容重小的土壤。因此,容重大的土壤水分入滲能力小于容重小的土壤。
3.2 容重變化對產流過程的影響
產流過程指流域上降水經過植物截留、填洼、下滲、蒸發等損失而產生凈雨過程。在地面形成地表徑流;在地下部分補充土壤的缺水量,部分形成地下徑流。本實驗主要研究地表徑流,由于是模擬平整的紅壤裸坡坡地,所以,不考慮植物截留、填洼等損失;蒸發損失的量少,不便計算,忽略不計,只考慮降雨下滲后的坡面產流情況。
根據坡面降雨產流過程, 定時采集徑流樣, 并計算出徑流深度H(mm/min)和徑流系數(%),計算方法見公式(2)和公式(3)
(2)
土壤容重范文2
關鍵詞:甲羧除草醚;吸附性;淋溶特性
一、試驗目的
通過對土壤中甲羧除草醚的吸附和淋溶特性的研究,探究現代農藥在農業種植中應用帶來的雙重影響,進一步優化現代農藥的成分;加強對農業種植中農藥應用研究的創新探究,促進我國現代農業逐步實現綠色化發展。
二、試驗對象
土壤中甲羧除草醚的吸附和淋溶特性。
三、試驗材料
甲羧除草醚(純度為98%),東北特有的黑土樣本1份(試驗1號),華北沖擊平原的土壤1份(試驗2號);酸性檢測儀,液相色譜儀,常溫消毒試驗容器,燒杯,檢測中所需的相關儀器和記錄表;無水硫酸鈉、氧化鈉、乙醇等試驗所需的藥品。
四、試驗步驟
主要分兩部分進行試驗數據的收集,一部分是對甲羧除草醚的吸附性進行探究,另一部分是對甲羧除草醚的淋溶特性進行分析。
(一)對甲羧除草醚的吸附性研究在試驗前,首先對試驗所需的用具進行消毒處理,并將試驗材料中準備的2種土壤分別放入試驗收集容器中,分別對土壤進行風干處理,然后將土壤取出,放入準備好的常溫無菌保存箱中;其次,分別取2種試驗土壤放置在試驗瓶中,按照10∶1的配備比重配備水和土壤,將試驗瓶的木塞擰緊,平移震蕩試驗瓶,待水與土壤處于完全融合狀態時打開木塞,在溶液中注入10mL甲羧除草醚溶液,然后將木塞蓋緊,再次平移搖晃試驗瓶,2份土壤溶液分別進行以上試驗操作,平移振動3~5min,然后通過離心管對2種試驗溶液進行過濾處理,檢驗試驗過濾后的溶液中農藥成分的含有量。
(二)對甲羧除草醚的淋溶性研究淋溶特性的試驗研究,則是分別取2種試驗土壤500g,應用注射器將燒杯中土壤的表層濕潤,分別在試驗土壤表面注入10mL農藥溶液,將試驗土壤放置在常溫保溫箱中,當試驗土壤溶液表面呈現半干狀態時,采用淋溶技術對土壤表層進行處理,并對淋溶后產生的溶液進行檢測分析。
五、試驗現象
(一)農藥在土壤中的吸附性探究試驗中將2種土壤分別放入適量的水,土壤與水融合時具有少量的氣泡,當進行平移振動搖晃后,水與土壤能夠完全融合,水溶液的顏色呈現泥土灰色;當試驗溶液中放入適量的甲羧除草醚溶液后,溶液沒有發生劇烈變化,農藥在溶液中融合后,溶液的顏色沒有發生變化,依舊為土灰色。
(二)農藥在土壤中的淋溶性探究燒杯中的土壤注入適量的水分后,表面的土壤濕潤,由原來的松散狀態變為凝固狀態,注入農藥溶液后,表面的土壤無較大的變化,當試驗土壤溶淋后,水溶液的顏色呈現較淺的玫紅色,土壤表層的顏色依舊為灰色,無其他顏色變化。六、結果分析從表1結果可以看出,試驗后1、2號土壤中檢測到的甲羧除草醚含量都含有較高的比重,震蕩后檢測出1、2號試驗土壤中甲羧除草醚含量分別為33%和49%,而試驗溶琳后甲羧除草醚的含量分別為45%和60%,并且檢驗發現經過農藥溶液融合后的土壤中營養成分的受破壞率分別為20%和27%,所占比重較大。表1土壤中甲羧除草醚的吸附和淋溶特性試驗結果七、結論在土壤中注入適量的甲羧除草醚溶液,對甲羧除草醚的吸附性和淋溶特性進行分析,從試驗現象和試驗結果來看,甲羧除草醚在農業生產中的應用并不會造成土壤表層的變化,但對土壤的內在營養成分和土壤結構造成了破壞,具有較強的吸附性和溶淋性。
參考文獻:
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土壤容重范文3
【關鍵詞】涂層缺陷;腐蝕;陰極極化
外防腐涂層技術是減輕埋地管線腐蝕,增加其服役壽命極為有效的方法,涂層防護與其它防護措施相比在埋地管線的防護中所起的作用占90%以上。有機涂層在實際工程應用中失效的主要形式之一是破損。由于人為和機械等因素以及應力及腐蝕介質的長期作用,使涂層表面不可避免地產生涂層缺陷。通過自腐蝕電位測定和交流阻抗譜的測試分析不同大小涂層缺陷的X70鋼在包頭模擬溶液中的腐蝕特征。
1 試驗準備
1.1材料:試驗材料選用高強X70管線鋼,實驗溶液選用可以代表氣候干燥地區的包頭土壤模擬溶液(0.01136%Cl-+0.01344%SO42-+0.03172%HCO3-,pH=7.98)。
1.2試樣的制備
X70鋼經線切割加工成30mm×30mm
×3mm片狀,用丙酮除油去脂后,用120#~1000#水磨砂紙依次打磨試樣表面,再用無水乙醇清洗后烘干。焊接導線后用環氧樹脂封裝試樣,固化24小時后用1000#水磨砂紙打磨。用環氧煤瀝青作為防腐涂層材料,對封裝好的試樣進行涂刷,人為制造涂層缺陷。涂刷全部完成后自然干燥24小時后備用。這樣制成了缺陷面積占涂層總面積5.585%(直徑Φ為8mm)的涂層缺陷。
圖1 破損涂層缺陷
2 實驗方法
將制好的試樣分組,置于自腐蝕電位狀態和陰極極化(J)電位(-775mVvs. SCE)條件下浸泡于包頭土壤模擬溶液中,分別于0天、1天、2天、4天、7天、15天、30天進行自腐蝕電位測試。定期測試涂層缺陷下X70鋼于包頭土壤模擬溶液的交流阻抗譜。實驗在Solatran公司的SI1280B電化學工作站進行,采用標準三電極體系,帶有涂層缺陷的X70管線鋼試樣作為工作電極,鉑電極為輔助電極,飽和甘汞電極為參比電極。
3 實驗結果
3.1試樣表面形貌觀察及產物分析
用數碼相機拍攝腐蝕形貌照片進行表面觀察,圖1為自腐蝕電位和-775mV陰極極化電位保護狀態下破損直徑Ф為8mm的試樣浸泡30天后表面宏觀形貌。由圖可看出,試樣在自腐蝕電位狀態下腐蝕嚴重,且腐蝕介質順著涂層與基體金屬的接觸處向涂層下擴散。試樣缺陷面已完全被棕紅色銹所覆蓋。而-775mV陰極極化電位下,雖然由于極化電位不夠,或是因為幾次測試過程沒有保護電壓而間或腐蝕,但腐蝕還是很輕微,陰極極化起到了一定的作用。
圖1自然(圖a)和-775mV極化(圖b)狀態下破損涂層缺陷下的X70鋼在包頭土壤模擬溶液中浸泡30天宏觀形貌
用SEM觀察微觀表面形貌和EDS分析腐蝕產物成分的組成。圖2為缺陷處的微觀形貌。圖2對應于圖1(圖a)中棕紅色的銹層,從圖中可以看到,腐蝕產物比較疏松。對圖2微觀形貌中箭頭所指處進行EDS分析,發現主要含有Fe,O,S,Cl等元素。根據EDS和宏觀形貌初步斷定腐蝕產物主要是Fe的氧化物。
圖2自然狀態下破損涂層缺陷的X70鋼在包頭土壤模擬溶液中浸泡30天微觀形貌(圖a)及箭頭所指處的EDS分析(圖b)
3.2自腐蝕電位分析涂層缺陷尺寸對腐蝕的影響
將帶有涂層缺陷的X70鋼試樣浸泡在實驗溶液中,連續監測自腐蝕電位。其結果見圖3所示。由圖可見,實驗前期自腐蝕電位急劇下降,腐蝕傾向較大,試樣表面性質發生了變化;實驗后期自腐蝕電位較平穩,腐蝕速率基本不變。不同尺寸破損涂層缺陷及裸樣相比較,隨著涂層缺陷的增大,自腐蝕電位下降。自腐蝕電位越低,越容易腐蝕。
變化曲
圖3 不同尺寸涂層缺陷下X70鋼自腐蝕電位的變化曲線
3.3交流阻抗譜分析涂層缺陷尺寸對腐蝕的影響
圖4是浸泡30天不同涂層缺陷直徑及裸樣的交流阻抗譜的Nyquist圖和Bode圖。
圖4 浸泡30天不同直徑涂層缺陷及裸樣的交流阻抗譜的Nyquist圖和Bode圖
從Nyquist圖看到,隨著破損孔的增大,表征腐蝕反應電阻大小的低頻容抗弧逐漸變小,裸樣的容抗弧最小。說明缺陷尺寸大時,發生腐蝕的阻力小,溶池中的電解質溶液易于滲透到涂層與金屬表面,使金屬盡早發生腐蝕。因而,隨著缺陷尺寸的增大,越容易發生腐蝕。又從Bode圖發現,缺陷尺寸為4mm和8mm的腐蝕特性隨著浸泡時間的延長而逐漸地趨同,說明當缺陷尺寸增加到一定程度時尺寸對腐蝕特性的影響將逐漸減弱。
4 結論
4.1試樣在自腐蝕電位狀態下腐蝕嚴重,腐蝕產物比較疏松主要是Fe的氧化物。而在-775mV陰極極化電位保護下,雖然陰極極化保護電位不夠發生了腐蝕,但腐蝕很輕微。
4.2試驗初期自腐蝕電位急劇下降,腐蝕傾向較大;實驗后期自腐蝕電位較平穩,腐蝕速率基本不變。涂層缺陷增大,自腐蝕電位越低,腐蝕程度越重。
4.3不同尺寸涂層缺陷的X70鋼浸泡在包頭模擬溶液中,隨著涂層缺陷的增大,交流阻抗譜的容抗弧越小,發生腐蝕的阻力小,越容易發生腐蝕;當缺陷尺寸增加到一定程度時尺寸對腐蝕特性的影響將逐漸減弱。
參考文獻:
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[3]宋小平,王文魁,宋詩哲.缺陷纏帶防護層下碳鋼的電化學行為[J].中國腐蝕與防護學報,2001,21(2):65-67
作者簡介:
土壤容重范文4
關鍵詞:香樟樹;樹高;樹冠;影響;因素
中圖分類號:K928.73 文獻標識碼:A 文章編號:
香樟樹是樟科常綠大喬木,樟樹材質優良,有香氣,是上等的建筑、家具、工藝的良材,樟樹的樟腦和樟油廣泛用于工藝、代工、醫藥和國防工業,此外香樟樹由于易栽、易成活等特點,還是“四化”中綠化的優良樹種。香樟目前多種植在城市,城市土地板結,更易受到水分脅迫,嚴重影響香樟生長;但水分過多時,會影響香樟根系呼吸及生長,容易造成爛根和疾病發生。因此,對影響其生長與發育的因素進行研究是十分有必要的。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
全年氣溫變化的特點是冬暖夏熱,春秋溫和。屬于亞熱帶季風氣候,季風明顯、四季分明、氣候溫和、夏雨集中。試驗選取5個香樟樣地的樹木,即為5個處理,每個處理設置3個重復,共選定15棵樹。
1.2 測定內容
(1)土壤含水量測定
采用烘干稱重法測定,土壤含水量(分析基):W(%)=[(W1-W2)/(W1一W3)]×100。土壤含水量(干基):W(%)=[(W1-W2)/(W2一W3)]×100。其中:W為所測樣品的土壤含水量,W1為烘干前土壤樣品重量,W2為烘干后土壤樣品重量,W3為培養皿重量。
(2)土壤容重測定
土壤容重采用環刀法測定,環刀容積100cm3。
(3)生長量測定
用測高儀測量樟樹的樹高和冠高,用胸徑尺測量樟樹的胸徑和地徑,用卷尺測定冠幅,用游標卡尺測定新梢的粗度,用鋼尺測量葉的長度、寬度、新梢長度。用電子天平測量新梢的重量。
1.3 所需儀器
1/1000電子天平、高枝剪、SRC-110型測高儀、自封袋、烘箱、大號培養皿、環刀、環刀托、削土刀、土鏟、鋁盒等。
1.4 統計分析
以重復試驗研究的結果為基礎,采用Excel2003軟件作圖,用DPSv7.05統計軟件進行方差分析和多重比較。
2 結果與分析
2.1 5個樣地土壤容重和含水量比較
(1)土壤含水量
土壤是植物生存不可缺少的因子,它供應和協調植物生長所需的養分、水分和空氣,是植物生長的基礎。本研究選擇香樟樣地,對其土壤含水量進行了測定,結果見表1。
從表1中可以看出,不同樣地的土壤含水量(分析基)為15.43%~17.98%、土壤含水量(干基)為18.25%~21.93%。方差分析結果表明,本試驗所選不同樣地的土壤含水量分析基和干基差異均達到極顯著水平(P=0.002<0.01,P=0.0032<0.01)。多重比較分析結果表明,1、3、4號樣地與2、5號樣地的土壤含水量差異顯著。
表1 不同樣地的土壤含水量及方差分析
(2)土壤容重
土壤的物理性質與植物的生長狀況密切相關,一般容重較大,土壤比較板結,不利于植物生長,本試驗所選的5個生長差異顯著的香樟樣地土壤容重測定結果見表2。
表2 不同樣地的土壤容重多重比較及方差分析
由表2可以看出,1~5號樣地的土壤容重依次為1.42g/cm3、1.50g/cm3、1.23g/cm3、1.35g/cm3、1.57g/cm3。方差分析結果表明,本試驗所選樣地的土壤容重存在一定的差異,但差異未達到顯著水平(P=0.145>0.05)。
2.2 土壤容重和含水量對香樟生長的影響
(1)土壤容重與香樟生長的關系
1)樹高及樹冠生長量。土壤容重是土壤的重要屬性之一,反映了土質狀況、土壤松緊程度和空隙密度等整體性質。土壤容重不同,直接或間接的影響土壤水、肥、氣、熱等狀況,從而影響肥力的發揮和植物的生長。植物根系在不同容重土壤中的生長發育對根冠養分吸收有著重要的影響,有可能成為作物產量的一個重要限制因子。不同土壤容重對樹高及樹冠生長量的影響差異見圖1所示。
圖1 不同土壤容重對樹高及樹冠生長量的影響
通過圖1可以看出,隨著土壤容重的升高,樹高從7.27m下降到5.80、冠幅從4.18m下降到2.00m;當土壤容重為1.23g/cm3時樹高及樹冠生長量指標達到最大值,說明土壤容重在1.23g/cm3左右時,樹木生長良好,而當土壤容量增大到1.50g/cm3時,樹木的冠幅、冠高、樹高等生長量會大幅下降。
2)胸徑、地徑生長量。胸徑,又稱干徑,指喬木主干離地表面1.3m處的直徑。地徑是指樹(苗)木距地面30cm處測量所得的樹(苗)干直徑,與米徑、胸徑相類似,通常用于表示樹木、苗木的規格。不同土壤容重對樹干長量的影響差異見圖2所示。
圖2 不同土壤容重對樹干生長量的影響
從圖2可以看出,隨著土壤容重的增加,胸徑及地徑呈下降趨勢,可見土壤容重越大,越不利于樹干材積生長量的積累。土壤容重在1.23g/cm3的時候,樹木的胸徑和地徑分別達到最大值13.65cm、18.73cm,之后隨著土壤容重的增加,胸徑和地徑逐漸減小,當土壤容重達1.57g/cm3的時候,胸徑達到最小值9.38cm。
(2)土壤含水量與香樟生長的關系
土壤水分過少時,土壤溶液濃度過高,會造成根系吸水困難,致使須根干枯,產生“燒須”現象;水分過多,影響根系呼吸及生長,引起乙醇等有害物質的積累,同時厭氧菌活動旺盛,容易造成爛根和疾病發生,可見土壤水分過多或過少都不利于植物生長。
1)樹高生長量。植物正常的生長發育需要適宜的土壤及其含水量,由圖3可知,隨著土壤含水量的增加,樹高呈現出先上升后下降的趨勢。當土壤含水量在15.43%~16.34%時,樹高從6.40m上升到最大值7.27m,之后隨著土壤含水量的增加,樹高銳減,土壤含水量達到最大值17.98%時,樹高值最小,為5.80m。
圖3 土壤含水量對樹高的影響
方差分析結果表明,不同土壤含水量下樹高之間的差異達到顯著水平(P=0.0310<0.05)。多重比較分析結果表明,土壤含水量為16.34%時的樹高與含水量為17.52%、17.98%時的樹高之間差異顯著,與其他含水量下的樹高差異不顯著。
2)樹冠生長量。影響樹冠生長的因素很多,主要有樹的品種、當地降水量以及周邊環境等。降水較,樹冠大有利于水分的蒸發,反之則會小,以保存水分;周邊植物多,樹為了爭奪陽光,則更加向高大生長??梢娡寥篮康亩嗌賹涔诘纳L起著決定作用。不同土壤含水量對香樟樹冠生長量的影響見圖4。
圖4 不同土壤含水量對樹冠生長量的影響
由圖4可以看出,隨著土壤含水量的增加,香樟冠高和冠幅的變化趨勢為正拋物線型,即呈現上升后下降的趨勢,當土壤含水量為16.34%時,冠高和冠幅均分別達到最大值。出現這種情況的原因可能是,土壤含水量低時,根部呼吸困難;土壤含水量高時,土壤透氣性差,不利于根部生長,適當失水可增加土壤的透氣性,有利于植物根系吸收水分供給樹木生長。
方差分析和多重比較分析結果表明,不同土壤含水量下香樟冠幅、冠高之間的差異均達極顯著水平(P=0.0001<0.01,P=0.0079<0.01);前3個土壤含水量影響下的香樟冠幅之間的差異性顯著,但與后2個土壤含水量影響下的香樟冠幅之間差異性不顯著;土壤含水量為16.34%時的香樟冠高與其余4個土壤含水量影響下的香樟冠高之間的差異性顯著,后者冠高之間的差異性不顯著(表3)。
表3 不同土壤含水量下冠幅的方差分析
圖5 不同土壤含水量對樹干生長量的影響
3)地徑、胸徑生長量。由圖5可以看出,隨著土壤含水量的增加,地徑及胸徑均呈現先上升后下降的趨勢,當土壤含水量達到16.34%時,胸徑達到最大值13.65cm、地徑也達到最大值18.73cm;同樣的土壤含水量下,地徑值大于胸徑值。而隨著土壤含水量的增加或者減少,胸徑和地徑也隨之減少。說明土壤水分過多或過少都不利于樹木生長,含水量在16.34%左右的時候,香樟長勢最佳,而少于或者大于這個值時,香樟會因為水分過多或者缺水而導致長勢差。
表4 不同土壤含水量下地徑的方差分析
通過表9和表11的方差分析結果可以看出,不同土壤含水量對樹木胸徑和地徑的影響差異比較大,不同土壤含水量下香樟地徑之間差異達極顯著水平(P=0.0001<0.01),胸徑之間差異亦達極顯著水平(P=0.0063<0.01)。多重比較分析結果表明,土壤含水量為15.43%和15.63%下的香樟地徑之間差異不顯著,但后4個土壤含水量影響下的香樟地徑之間的差異性顯著;土壤含水量為16.34%時的香樟胸徑與其余4個土壤含水量影響下的香樟胸徑之間的差異性顯著,后者胸徑之間的差異性不顯著(表4)。
3 結論
通過本文的研究我們知道了,土壤含水量與樹木生長之間并不是呈正比例關系,并非澆水越多就好。因此,在生產中,要根據樹木生長的需要來決定,不要盲目澆水。本文的研究成果一定程度上能指導今后香樟樹的栽植,避免因香樟樹的死亡造成資源和人物力的浪費。
參考文獻
土壤容重范文5
作者:秀英 魏江生 景宇鵬 單位:內蒙古農業大學生態環境學院
7個林型土壤容重在剖面的變化有明顯的規律性,即隨著深度的增加,土壤容重逐漸增加,7個林型土壤容重在0.08~0.96克/立方厘米之間變動,腐殖質層變化范圍在0.08~0.26克/立方厘米之間;淀積層變化范圍在0.22~0.96克/立方厘米之間。在腐殖質層變幅比較小,淀積層有一明顯增大的趨勢,這是由于腐殖質層受植物根系的影響,土質疏松多孔,土壤容重較小,淀積層土壤小石礫含量大,甚至有的林型出現白漿化,結構緊實,使土壤容重較大,也可能由于長期的重力、水文等的作用,土壤粒級分布和有機質含量、根系等共同作用的結果,7個林型土壤飽和導水率由表層到深層迅速減少,與土壤容重的變化規律恰好相反,即隨著容重增加,飽和導水率逐漸減小。這于王小彬等研究容重及粒徑大小對土壤持水性的影響和劉洪祿、揚培嶺等研究波涌灌溉土壤表面密實層飽和導水率與土壤機械組成,土壤容重的定量關系等的結果相一致。
由于枯枝落葉層多為枯枝落葉,直接暴露在空氣之下,又受動植物活動影響,其孔隙度較大,該層導水能力較強;腐殖質層多為腐殖質,該層受植物根系活動影響較大,植物根系縱橫交織,土壤孔隙較大;淀積層多為礦物風化物,該層受外界影響較小,土壤孔隙度較小。7個林型土壤飽和導水率變化范圍在0.04~0.17厘米/s,腐殖質層變化范圍在0.04~0.18厘米/冬季之間;淀積層變化范圍在0.04~0.10厘米/秒之間。從土壤水分空間變化看,隨著土層厚度的增加土壤自然含水量均表現出下降趨勢,其變化范圍在0.27~2.00之間,另外可以看出,不同林分之間,腐殖質層土壤含水量的差別要明顯大于淀積層。由此可見,林地土壤水分變化比較復雜,同時受大氣降雨、植被蒸騰、水分入滲和土壤蒸發的綜合作用,以及土壤物理特性的影響,從而導致土壤水分的垂直分布格局呈現不同的變化規律。森林土壤是水分貯存的主要場所,從土壤的持水能力來看,毛管孔隙度的水分可以長時間保持在土壤中,主要用于植物根系吸收和土壤蒸發。從田間持水能力的空間變化看,隨著土壤深度的增加,各森林土壤田間持水量出現減小趨勢,其變化范圍在54.12~493.66之間,腐殖質層變化范圍在187.49~493.66厘米/秒之間;淀積層變化范圍在54.12~252.11厘米/秒之間。但這種在表層貯存的水分,易蒸發,貯存時間短,無效水分多,從這一點考慮,應加強林下草被層、枯枝落葉層的保護,提高水分利用率。
土壤養分(1)不同林型土壤全量養分分析土壤有機質是評價土壤肥力質量的一項重要指標。7個林型土壤有機質含量較為豐富,土壤有機質含量都在30.0克/千克以上,林木在生長的過程中,隨著林木的生長,林木根際微生物活性增強,提高了土壤中的蛋白酶、轉化酶脲酶、磷酸酶和過氧化酶的活性,各林分的上層土壤有機質含量差異極為顯著。不同林地土壤全量養分之間差異明顯,腐殖質層土壤有機質含量在177.49~488.62克/千克之間,其順序為:杜香興安落葉松林>柴樺興安落葉松林>真蘚興安落葉松林>赤楊興安落葉松林>杜鵑興安落葉松林>草類興安落葉松林>溪旁興安落葉松林;淀積層土壤有機質含量在47.09~380.26克/千克之間,其順序為:真蘚興安落葉松林>柴樺興安落葉松林>赤楊興安落葉松林>溪旁興安落葉松林>杜鵑興安落葉松林>杜香興安落葉松林>草類興安落葉松林;林>側柏林>雜木林。腐殖質層土壤全N含量在8.35~17.86克/千克之間,其順序為:赤楊興安落葉松林>真蘚興安落葉松林>柴樺興安落葉松林>草類興安落葉松林>杜香興安落葉松林>杜鵑興安落葉松林>溪旁興安落葉松林;淀積層土壤土壤全N含量在2.77~15.18克/千克之間,其順序為:真蘚興安落葉松林>柴樺興安落葉松林>赤楊興安落葉松林>溪旁興安落葉松林>杜鵑興安落葉松林>草類興安落葉松林>杜香興安落葉松林。腐殖質層土壤全P含量在0.87~1.85克/千克之間,根據土壤養分分級標準,從總體來看7個林型土壤供P能力各不相同,草類興安落葉松林屬全P貧乏,其它幾個林型P素中等。各個林型土壤全K含量在2.94~15.05克/千克。四、結論與討論通過對大興安嶺森林的七種森林類型土壤物理化學性質進行研究,得到如下結論:土壤pH值都隨土層深度增加而減少,腐殖質、淀積層變化一致,除溪旁興安落葉松林pH在中性范圍,其它都顯酸性。除土壤容重外,隨著土層厚度的增加土壤自然含水量、飽和含水量、田間持水量、飽和導水率均表現出下降趨勢;不同森林類型土壤水分性質存在明顯差異。研究區域不同林型類型下土壤全N、全P、全K和有機質的含量均發生了不同程度的變化。結果表明,同一林型的表層土壤因土層深度的增加各養分指標均有明顯的差異,由于凋落物,降水,吸收根分布等因素的影響,全N、有機質的含量總的趨勢是上層即腐殖質層含量較高,向下逐漸下降,養分主要集中在表層,而全K、全P無明顯的變化規律。各林型的土壤肥力存在著較大的差異,因此在制訂營林措施和施肥方案時,應充分考慮這些差異,因地制宜。
土壤容重范文6
1.1試驗地概況
廣西國有七坡林場以丘陵地貌為主,海拔一般在200m以上,坡度20°~30°;屬南亞熱帶氣候,日照時間長,全年日照時數在1800h以上,年平均氣溫21.6℃,極端低溫-1.5℃,極端高溫38℃;全年降水量1200~1300mm,年蒸發量1600~1800mm,相對濕度為79%左右。
1.2模式設計
2009年4月營造試驗林,桉樹品種為‘廣林9號’,在行間離桉樹1m的地塊套種牧草。設有桉樹(2m×3m)+象草(A1)、桉樹(2m×3m)+山毛豆(A2)、桉樹(2m×3m)+柱花草(A3)、桉樹(2m×6m)+象草(B1)、桉樹(2m×6m)+山毛豆(B2)、桉樹(2m×6m)+柱花草(B3)6種間種模式,設3次重復,每次重復設一個對照(CK)樣地,各栽培種植技術等同于常規管理。
1.3研究內容
鑒于桉樹人工林正??撤ブ芷跒?年,本試驗分別于造林初期(2009年11月)、中期(2011年11月)、后期(2013年11月),采用對角線取樣方法采集上(0~20cm)、下(20~40cm)土樣。每個樣地取3個點挖掘土壤剖面,在3個土壤剖面上、下層用環刀分層采集土壤原狀土壤,測定各林地土壤物理性質。每個點分上、下層分別取土大約1kg,帶回實驗室風干、研磨、過篩、混合分樣、貯存,用于測定上壤pH值及養分等指標。
1.4土壤物理性質測定方法
土壤容重采用環刀法。用環刀取回原狀土,用水浸泡一定時間,使其達到飽和,然后放置一段時間將士壤孔隙中多余的水排出,計算不同持水性能下的持水量。其中:土壤容重=烘干土重/容積,總孔隙度=非毛管孔隙度+毛管空隙度,毛管空隙度=毛管持水量×土壤容重/水的密度,土壤田間持水量采用室內測定法。
1.5土壤pH值及養分含量測定方法
土壤全氮含量用硫酸-雙氧水消煮蒸餾定氮法測定;土壤全磷含量用硫酸-雙氧水消煮釩鉬黃比色法測定;土壤全鉀含量用硫酸-雙氧水消煮火焰光度計法測定;土壤速效氮含量用擴散法測定;土壤速效磷含量用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定;土壤速效鉀含量用火焰光度計法測定[4]。
1.6數據處理與分析
實驗數據處理和圖表繪制采用Excel軟件;數據統計、相關性分采用SPSS19.0軟件。運用灰色系統理論的原理與方法[5-6],對不同模式土壤理化性質進行灰色關聯分析及關聯排序。
2結果與分析
2.1不同經營模式對林分土壤物理性質變化的影響根系可以改善土壤結構、孔隙度和通透性等物理形狀,有助于土壤形成團粒結構[7]。土壤的孔隙度及土壤含水量反映了土壤持水量和供水能力,是土壤結構的重要指標,其值越大,土壤的涵養水源和保持水土的能力越強[8]。在相同時期,各模式0~20cm土層的土壤容重均小于20~40cm土層,0~20cm土層的土壤總孔隙度、毛管孔隙度及田間持水量均大于20~40cm土層。在相同時期相同土層,土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度和田間持水量在不同種植模式間的差異均達極顯著水平(P<0.01)。各模式的土壤容重在相同土層中均隨種植時間的延續呈增長趨勢,不同土層各模式間土壤容重大小順序均為CK>B3>A3>B1>A1>B2>A2。各模式的土壤總孔隙度、土壤毛管孔隙度和田間持水量在相同土層中均隨種植時間的延續呈減小趨勢,模式間大小順序基本表現為A2>B2>A1>B1>A3>B3>CK。這表明,土壤物理性狀受間種牧草的種類影響較大,種植山毛豆的A2、B2模式在改良土壤結構,增加土壤持水能力方面,比種植象草和柱花草更有優勢。
2.2不同經營模式下土壤養分含量的變化
2.2.1不同經營模式下土壤pH值和有機質含量的變化
土壤的酸堿度可影響土壤中的化學反應,使土壤元素有效性發生變化。從表2可見,相同土層不同模式間pH值存在著不同程度的差異;各模式土壤pH值大小均集中在4.08~4.43之間,不同模式間無明顯差異。土壤有機質在土壤質量的構成因素中占首要位置,土壤有機質與養分供給、土壤物理性質的改善及防治土壤侵蝕有重要關系[9]。各模式的上層土壤有機質含量明顯高于下層。在相同時期相同土層,土壤有機質含量在不同種植模式間的差異均達極顯著水平(P<0.01)。在0~20cm土層的土壤中,A1、A2、A3和CK模式中土壤有機質含量隨造林年份的增加呈現先減后增趨勢,B1、B2和B3模式為持續減少趨勢;2009年造林初期各模式間土壤有機質含量大小表現為A2>B2>A1>A3>B1>CK>B3,隨著間作牧草的生長,5年后各模式的土壤有機質含量大小順序為B2>A2>A1>B1>A3>B3>CK。在20~40cm土層的土壤中,造林初期各模式間土壤有機質含量大小表現為A2>B2>A1>A3>CK>B3>B1,造林中期為B2>B1>A2>B3>A1>A3>CK,造林后期為A2>A1>B2>B1>B3>A3>CK。可見,桉樹林下間作山毛豆的A2、B2模式土壤有機質含量較高,具有較好的保肥和供肥能力,這可能與豆科植物山毛豆的固氮作用有關;造林后期,各復合經營模式上、下層土壤有機質含量均高于CK模式,提高4.7%~55.1%,A2模式提高最大。
2.2.2不同經營模式下土壤全氮、全磷、全鉀含量的變化
在相同時期,土層單位土壤體積中的全氮、全磷、全鉀的含量在不同模式間存在著不同程度的差異。各模式0~20cm土層的全氮、速效氮、速效磷和速效鉀含量均大于20~40cm土層,全磷和全鉀含量的大小則在不同土層間不顯著。在0~20cm的土層中,全氮含量,造林初期效果為A2>B1>A1>A3>B2>CK>B3,造林中期為B1>A1(A2)>B2>A3>CK>B3,造林后期為B1>B2>A1>A2>CK>A3>B3;全磷含量,種植初期各模式全磷含量大小順序為A2>A1>A3>B2>B1>B3>CK,在中期為A2>A1>B2>A3>B1>CK>B3,在后期為A2>A1>B2>A3>B1>B3>CK;全鉀含量,種植初期各模式全鉀含量表現為B2>A2>A3>A1>B1>B3>CK,中期為B2>A2>A1>B1>A3>B3>CK,后期為B2>A2>A1>A3>B1>CK>B3。A1和A2模式土壤全鉀含量呈現先減小后增加,其他模式均為逐年減小趨勢。在20~40cm的土層中,全氮含量,造林初期各模式間全氮含量大小順序為A1(A3)>A2>B2>B1>B3>CK,中期為A2>B2>A1>B1>A3>CK>B3,后期為A2>A1(B2)>A3>B1>B3>CK;各模式全氮含量均表現為持續減小趨勢。全磷含量,種植初期各模式全磷含量大小順序為A1(A3)>A2>B2>B1>B3>CK,中期為A2>A1>B2>A3>B1>B3>CK,后期為A2>A1(B2)>A3>B3>B1(CK);各模式全磷含量均表現為先減小后增加的趨勢。全鉀含量,種植初期各模式全鉀含量表現為A2>B2>A1>B3>A3>B1>CK,中期為B2>B1>A2>B3>A1>A3>CK,后期為A2>B2>B1>A1>A3>B3>CK。綜合以上不同種植模式不同土層的土壤全氮、磷和鉀含量分析結果表明,A1、A2和B2模式提高土壤全量養分含量的效果較好。
2.2.3不同經營模式下土壤速效氮、速效磷、速效鉀含量的變化
各模式0~20cm的土層速效養分含量均比20~40cm土層高,且相差均在3%以上,最大相差達66.7%。在0~20cm的土層,在相同時期速效氮、速效磷和速效鉀的含量在不同種植模式間的差異均達極顯著水平(P<0.01)。速效氮含量,不同模式間的效果為:前期A1>A2>A3>B1>CK>B2>B3,中期A1>A2>B1>A3>B2>CK>B3,后期B1>A1>B2>A2>B3>CK>A3;各模式速效氮含量均表現為持續減小趨勢。速效磷含量,造林初期A2>B1>B2(A3)>A1>B3>CK,造林中期A2>B2>A1>A3>B1>B3>CK,造林后期A1(A2)>B2(A3)>B1>B3>CK,各模式速效磷含量動態變化差異較大。速效鉀含量,各模式3年的測定分析結果基本一致,表現為A2>A1(A3)>B2>B1>B3>CK,且各模式速效鉀含量呈逐年減小趨勢。
2.3不同經營模式土壤養分性質的灰色關聯分析
不同種植模式相同土層各個指標的變化趨勢與種植模式之間的對比相關性均存在不同程度的差異,為定量評價不同種植模式改善土壤物理性質和提高土壤養分含量的效果,運用灰色關聯分析法進行量化處理分析。對土壤容重取倒數進行正相關處理后,選取相同土層中土壤容重倒數值、總孔隙度、毛管孔隙度、田間持水量、有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、速效鉀等11個指標中的最大值作為參考數列,以相同土層中各模式的3個時期測定的平均指標值作為比較數列,進行無量綱化處理。結合灰色理論及相關公式,計算出相同土層各模式的關聯系數(K=0.5)及關聯度,(表5)。關聯度越大,表示比較數列與參考數列的變化趨勢越接近,即表明該模式改善改善土壤物理性質,提高土壤養分含量效果更好。
3結論與討論
3.1結論
(1)在相同造林時期,0~20cm土層的土壤總孔隙度、毛管孔隙度和田間持水量均大于20~40cm土層,各指標在不同模式間相同土層的大小排序均表現為桉樹(2m×3m)+山毛豆>桉樹(2m×6m)+山毛豆B2>桉樹(2m×3m)+象草A1>桉樹(2m×6m)+象草B1>桉樹(2m×3m)+柱花草A3>桉樹(2m×6m)+柱花草B3>桉樹純林,而上層土壤容重均小于下層,且不同模式間大小排序與土壤總孔隙度相反。在不同時期,各模式的土壤容重、毛管孔隙度和田間持水量在相同土層中呈增長趨勢,均表現為初期<中期<后期,而土壤總孔隙度呈減小趨勢。在相同時期相同土層,土壤容重、總孔隙度、毛管孔隙度和田間持水量在不同模式間均存在著不同程度的差異,與其他模式相比,桉樹(2m×3m)+山毛豆模式在改良土壤物理性狀方面效果最好。
(2)在相同土層中,土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、速效氮、速效磷、和速效鉀的含量在不同模式間均存在著不同程度的差異。在同一造林時期,0~20cm土層的有機質、全氮、速效氮、速效磷和速效鉀含量均大于20~40cm土層,而全磷和全鉀含量的大小在上、下層均無顯著排序。綜合對比發現,間作山毛豆的A2模式在提高林地有機質及土壤養分含量方面效果最好。(3)灰色關聯分析結果表明,不同種植模式改善土壤物理性質、提高土壤養分含量的排序在0~20cm土層為A2(0.9460)>B2(0.7921)>A1(0.7404)>B1(0.6957)>A3(0.6274)>B3(0.5620)>CK(0.5473);在20~40cm土層為A2(0.9578)>A1(0.7382)>B2(0.7223)>B1(0.6242)>A3(0.6019)>B3(0.5581)>CK(0.5151)。A2模式上、下層關聯系數均為最大值,分別為0.9460和0.9578,進一步說明桉樹(2m×3m)+山毛豆模式在改善土壤物理性質的同時,其提高土壤養分含量的效果也是最為顯著的。
3.2討論