土壤持水能力與土壤因素的相關(guān)性

土壤持水能力與土壤因素的相關(guān)性

0土壤持水能力的現(xiàn)狀土壤水分影響土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)，提高土壤的保水能力，改善土壤的抗旱性，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。近年來(lái),土壤干旱越來(lái)越多發(fā),已受到全世界人民的普遍關(guān)注。因此,研究影響土壤持水能力的因素,探索其影響機(jī)理,針對(duì)不同土壤,采取不同的措施提高土壤的持水能力具有重要意義。土壤持水的相關(guān)研究已有較多,主要圍繞某一因素的改變對(duì)土壤持水能力的影響和某一措施對(duì)提高土壤持水的有效性等方面。但是,實(shí)際土壤持水能力受眾多因素綜合影響,且不同的改善措施適用于不同類型土壤,評(píng)價(jià)方法也缺乏規(guī)范。因此,筆者總結(jié)了影響土壤持水能力的因素和土壤持水能力的評(píng)價(jià)方法,比較評(píng)價(jià)了各種措施的優(yōu)劣及適用的土壤類型,以期為針對(duì)不同類型土壤找到最有效的提高其持水能力的措施提供一定的理論基礎(chǔ)。土壤吸持水分的能力被稱為持水性。土壤所吸持的水分包含有兩部分:土壤顆粒物的分子引力引起所吸持的水分和土壤孔隙中毛細(xì)管引力所吸持的水分。天然土壤中一個(gè)重要組成部分是水分,它不僅影響土壤的物理性質(zhì),制約著土壤中養(yǎng)分的溶解、轉(zhuǎn)移和微生物的活動(dòng),是構(gòu)成土壤肥力的一個(gè)重要因素,而且它本身更是一切植物賴以生存的基本條件1影響土壤含水量的因素影響土壤持水能力的因素眾多,包括:土壤結(jié)構(gòu)、土壤鹽分、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤總孔隙度、土壤粘粒含量、毛管孔隙度、土壤粉粒含量等1.1土壤形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化土壤的結(jié)構(gòu)決定著土壤的性質(zhì),它受到土壤管理和土地利用的影響,如土壤中有機(jī)質(zhì)含量的增加和土壤顆粒受到風(fēng)化的作用而改變其土壤的形態(tài)結(jié)構(gòu)。正是由于土壤中有機(jī)物和礦物成分的影響,導(dǎo)致在不同的自然條件下,土壤的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在會(huì)出現(xiàn)不同變化,具體來(lái)講,就是出現(xiàn)層次不同且大小也不同的多孔小單元。而Dexter1.2土壤粘合劑土壤持水性與土壤粘粒含量、粘粒比表面關(guān)系密切1.3自然土壤鹽分含量的測(cè)定鹽分也會(huì)對(duì)土壤持水性能產(chǎn)生一定的影響。自然條件下,鹽分含量高的土壤,一般持水能力較差。在實(shí)驗(yàn)室條件下,土壤鹽分含量是影響土壤持水能力的一個(gè)重要因素。歸秀娥1.4土壤孔隙對(duì)持水性的影響影響土壤持水性的又一個(gè)重要因素是土壤總孔隙度,即土壤孔隙占土壤總體積的百分比,而水和空氣共存并充滿于土壤孔隙系統(tǒng)中。當(dāng)土壤中總孔隙度處于一個(gè)特定值(不同土壤類型,特定值是不同的),土壤的持水性會(huì)達(dá)到最大值。王君厚在不同吸力狀況下,土壤持水能力的影響因素會(huì)有所變化。王小彬2秸稈覆蓋的作用目前,關(guān)于土壤持水能力的改善方法大致有3種,即:土壤免耕、秸稈覆蓋,土壤混合法及使用保水劑。土壤免耕、秸稈覆蓋對(duì)于保持耕地水分具有較好的效果,而且簡(jiǎn)單易行。土壤混合法就是把持水能力較強(qiáng)的土壤與持水能力較弱的土壤相混合,達(dá)到保水目的。保水劑其主要成分為高分子聚合物,當(dāng)其施加在土壤中,一方面可以減少水分的蒸發(fā),另一方面可以增加外來(lái)水的入滲效果。為了追求高效率的保水效果以及污染土地治理,施用保水劑是較為可行的方法之一。2.1土壤自由耕作，稻草覆蓋nts韓麗文等2.2土壤混合法為了有效改善干旱少雨地區(qū)的土壤保水能力和持水能力,土壤混合法是一種較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。土壤混合法就是把持水能力較強(qiáng)的土壤與持水能力較弱的土壤相混合,充分改善持水性差土壤的物理結(jié)構(gòu),從而達(dá)到保水的目的。莊季屏2.3土壤持水能力土壤保水劑是一種高分子聚合物,是利用保水性能力高的樹(shù)脂制成。它的特點(diǎn)是:吸水能力相當(dāng)強(qiáng),一般來(lái)說(shuō),它能都吸收比自身重千百倍的水分,且能長(zhǎng)久的保持。由此可知,土壤保水劑本身是不能溶于水的,但是它具有很強(qiáng)的親水性,與水作用后就形成了水凝膠,植物可以從這種水凝膠中慢慢地吸收水分,這樣就使土壤的水分不能夠被無(wú)效的蒸發(fā)。在水量較少的地區(qū),可以使用這種土壤保水劑,降低土壤水分的無(wú)效蒸發(fā)。在中國(guó),土壤保水劑的作用不僅是保水的作用,還能夠起到其他的輔助作用,這些作用有增肥,防蟲(chóng)等。廣州安信保水農(nóng)業(yè)有限公司,2010年公司自主研發(fā)一種有機(jī)保水劑,具有保水、保肥、使用壽命長(zhǎng)、吸水速度快、性能穩(wěn)定——即使是極端的干旱,也不會(huì)倒吸植物水分,無(wú)毒和安全環(huán)保的功能。唐山博亞公司研制抗旱保水復(fù)合營(yíng)養(yǎng)劑具有新型的保水分子,同時(shí)還具有植物生長(zhǎng)所必須的營(yíng)養(yǎng)元素——氮磷鉀。PAM的作用機(jī)理是,形成保水劑的聚合體與水作用后形成一個(gè)網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu),覆蓋到土壤表面,這樣就阻止了土壤水分的無(wú)效蒸發(fā),提升了土壤持水能力。Shanmuganthan施加了土壤保水劑的土壤,它的物理性質(zhì)和土壤持水能力都有顯著性的改變。蔡典雄等根據(jù)前面對(duì)幾種土壤持水能力改善方法的研究,總結(jié)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn),其結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,土壤免耕、秸稈覆蓋對(duì)于耕地的適用性更好,減少水分蒸發(fā),有利于提高耕地的保水效果。土壤混合法由于需要對(duì)不同種類的土壤進(jìn)行混合。因此,需要消耗大量人力、物力,適用于耕地以及建筑用途等,其關(guān)鍵在于改善土壤質(zhì)地,持水能力改善效果良好。保水劑消耗人力、物力相對(duì)較小,可以適用于耕地以及受污染土壤,可以大幅度提高持水能力。3通過(guò)對(duì)土壤水分特征的曲線研究和對(duì)供水性能的評(píng)價(jià)3.1土壤水分特征土壤水分特征曲線可以反映不同土壤的持水和釋水特性,也可從中了解給定土類的一些土壤水分常數(shù)和特征指標(biāo)。目前,測(cè)定土壤水分特征曲線的方法很多,主要有直接測(cè)定法,參數(shù)估計(jì)法和間接方法,直接測(cè)定法包含有平衡水汽壓法、離心機(jī)法、砂性漏斗法、張力計(jì)法、壓力膜法等,而張力計(jì)法、離心機(jī)法、壓力膜法這3種較為常用3.1.1參數(shù)估算方法3.1.2間接法3.2評(píng)價(jià)單-水性能的方法3.2.1采用比水容量指數(shù)法3.2.2曲線法計(jì)算水特征此外,曹紅霞3.2.3計(jì)算損失的百分率4土壤水分特征曲線的測(cè)量目前,中國(guó)土壤環(huán)境逐漸惡化,主要存在2個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題:土壤污染和土壤沙漠化。土壤沙漠化的特點(diǎn)是土質(zhì)粗松,風(fēng)蝕嚴(yán)重,易旱易熱,漏水漏肥,瘦瘠等不良,這些情況影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境。因此,提高土壤的持水能力不僅增加土壤的可利用率,而且可以改善當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問(wèn)題。相對(duì)于通過(guò)改變土壤的理化性質(zhì),目前大量研究都偏向于尋找合適的改良劑來(lái)達(dá)到提高土壤持水能力的目的。例如,LiangRui運(yùn)用土壤改良劑提高土壤持水能力已有較多的研究,但依然存在土壤改良成本高,很難大規(guī)模運(yùn)用到實(shí)踐中等問(wèn)題。因此,繼續(xù)探尋價(jià)格低廉、保水能力好,且能大量應(yīng)用的土壤改良劑具有重要的意義。土壤水分特征曲線可以反映土壤理化性質(zhì)和土壤持水能力之間的相互關(guān)系,但其測(cè)量方法都存在了一定的誤差和適用范圍。目前,高精度、高穩(wěn)定性能及多功能的電測(cè)儀表的開(kāi)發(fā)正在研究之中。目前,對(duì)于各種類型土壤的持水能力已有大量研究,卻很少涉及粘土礦物等巖質(zhì)土壤持水能力的研究,結(jié)合粘土礦物的巨大儲(chǔ)量和較強(qiáng)的吸附性能,深入開(kāi)展土壤改良方面的研究具有良好的前景。由干直接法在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題,特別是在區(qū)域尺度上進(jìn)行實(shí)際問(wèn)題研究時(shí),這類方法多數(shù)是不可行的,甚至是不可能的。因此,許多土壤物理學(xué)家嘗試著用數(shù)學(xué)表達(dá)(經(jīng)驗(yàn)公式)來(lái)描述水分特征曲線,通過(guò)估計(jì)表達(dá)式中的參數(shù)來(lái)確定土壤水分特征曲線。這種方法稱為參數(shù)估計(jì)法(或間接推求法)。目前,比較常用的經(jīng)驗(yàn)公式Brooks-Corey(1964)模型、Gardner(1970)模型、vanGenuchten(1980)模型和Gardner-Russo(1988)模型。徐紹輝等夏達(dá)忠等以前,對(duì)于土壤持水性能的相關(guān)評(píng)價(jià)的一般方法都是在同一個(gè)吸力作用下,土壤含水量越高的,持水性能越強(qiáng),反之亦然水分特征曲線可以用來(lái)分析土壤持水能力的強(qiáng)弱。上文已經(jīng)分析了用直接測(cè)定法的方法可用來(lái)測(cè)定土壤水分特征曲線的一些參數(shù)。近年來(lái),人們只對(duì)這些方法進(jìn)行改進(jìn),并未出現(xiàn)新的測(cè)量技術(shù)。水分特征曲線法中,一般用水平土柱滲入法來(lái)測(cè)定擴(kuò)散率,而直接測(cè)定土