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外力作用时间与不同水碳含量黑土基质势关系研究

牛爽  
【摘要】: 本研究是国家基金“外力作用时间与不同水碳含量黑土基质势关系研究”的部分内容。通过测定外力作用时间与土壤基质势关系,尤其是对在田间机械行走速度下的压力作用时间(0.1~2.5s)与土壤基质势关系的测定,对Larson(1980)30 min外力作用下的压力与土壤基质势关系曲线进行拓展,以土壤基质势为衡量机械压实程度的指标,揭示农田黑土所能承受的最大不被过度压实的真实机械压力,并探讨了土壤水分和土壤有机质对土壤不被过度压实最大压力的影响,得出以下结论: 1.在我国东北农田黑土上,Larson理论是成立的。在30 min外力作用下,土壤基质势和作用外力间存在单峰曲线关系,该曲线土壤基质势峰值对应的土壤压力值可用来确定黑土不被过度压实所承受的最大压力;随土壤含水量的增加,土壤基质势峰值增加,对应的压力值减小,土壤被压实的风险增加;土壤有机质可降低土壤压实危害,随着有机质含量的增加,土壤所能承受不被过度压实的压力增加,土壤有机质含量为110 g/kg的农田黑土比8 g/kg的农田黑土,在4个含水量11%、15%、19%、24%土壤上,所能承受不被过度压实的压力分别增加1.04 kg/cm2、0.39 kg/cm2、0.49 kg/cm2、0.62 kg/cm2。 2.外力作用时间显著影响着土壤基质势值,即Larson(1980)30 min外力作用下土壤基质势与作用外力关系曲线与田间实际存在误差。4个有机质含量8g/kg、50g/kg、80g/kg、110g/kg的中国东北黑土在4个土壤含水量11%、15%、19%、24%上,在0.3kg/cm2、1 kg/cm2、8 kg/cm2外力作用下,0~1800s外力作用时间范围内,土壤基质势均发生改变。在0.3kg/cm2、1 kg/cm2外力作用下,4个有机质含量土壤的土壤基质势在0~1800s呈现逐渐降低的趋势,相同的土壤含水量条件下,随土壤有机质含量的增加,外力作用时间0.1s与1800s的土壤基质势相比较,呈现增大的趋势。说明30min外力作用Larson曲线并不能全面的反映田间土壤所能承受的阈值,土壤基质势随外力作用时间的延长,土壤基质势降低,Larson 30min存在偏差,这种偏差随土壤含水量的降低、外力作用的减小、土壤有机质含量的提高而增大,即土壤压实风险降低时偏差增大。Larson曲线所确定的土壤能承受的最大压力值低于田间行走速度下的最大压力值,增加机械行走速度可降低土壤压实程度。 3. Larson曲线预测的土壤能够承受最大不被过度压实的阈值较田间机械行走速度下的外力作用时间下所能承受的压强阈值偏低。在有机质含量为50 g/kg和含水量为15%的黑土上,30 min Larson曲线分别比外力作用时间0.1s、0.5s、2.5s的压强阈值分别低0.58 kg/cm2、0.47 kg/cm2、0.26kg/cm2。依据Larson 30min外力作用下所获得的容重阈值为1.33g/cm3,土壤饱和导水率阈值为0.0584 cm/s。测定的在农机速度下实际压实时间0.1 s~2.5 s外力作用下,容重阈值为1.22~1.30 g/cm3,土壤饱和导水率阈值在0.0786~0.0932 cm/s之间,说明Larson曲线的预测值偏低,这是由于Larson曲线对土壤所能够承受最大不被过度压实的阈值预测误差引起的。


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1 牛爽;外力作用时间与不同水碳含量黑土基质势关系研究[D];黑龙江八一农垦大学;2009年
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