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测量土壤颗粒密度的体积置换法 总被引：2，自引：1，他引：1
土壤颗粒密度测量在土壤和水的关系研究和实践中有重要意义。该文提出一种采用体积置换测量土壤颗粒密度的方法。该方法可以从2种途径进行测定。第1种途径是湿土测量法。第2种途径是干土测量法。湿土测量法:将任意质量和含水量的湿润土样装入容积已知的恒容容器后,称量得到其质量,再将恒容容器中注满水,置换出容器和土壤充气孔隙中气体的体积,再称量得到容器中土颗粒与水的总质量,进而计算得到补水置换体积。然后将土样充分烘干测量得到土颗粒的质量,计算原始土样中土壤水的体积与质量,进而计算得到土颗粒体积,由此测得土粒密度。干土测量法:将土样充分烘干测定土颗粒质量,再将烘干土样置于恒容容器中并注满水,测量并计算得到补水所置换的容器和土壤孔隙的体积,由此确定出土颗粒体积,进而由土颗粒体积和土颗粒质量计算得到土粒密度。采用4种土壤:陕西杨凌的黏黄土、北京的粉壤土、吉林的黑土和江西的黏红土,配制成5种不同土壤含水率(10%、15%、20%、25%、30%)。用上述体积置换法的2种途径,分别测定了每种土壤的土粒密度,并将测得的结果与常规比重瓶法、容量瓶法的测量结果进行比较。试验结果表明,所采用的4种土壤,持续烘干72 h(105℃),湿土法测量得到的土粒密度分别为2.6576、2.6301、2.6411和2.6687 g/cm3,采用干土法测得土粒密度分别为2.6557、2.6320、2.6423和2.6660 g/cm3。4种土壤烘干8 h(105℃)可能使测量得到的土壤颗粒密度偏小1%~2%。土壤颗粒密度测量误差随着烘干时间的延长而逐渐减小。干土法和湿土法测量土壤颗粒密度的散点都聚集在1∶1线上,表明2种方法测量得到的结果基本相同,测量结果比较的最大相对误差小于0.5%,说明体积置换法2种途径可以达到同等测量效果。所提出的方法测量精准度高,操作过程优于常规比重瓶法和容量瓶法。 相似文献
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土石混合物组分含量测量在农业生产、建筑施工及水利工程等方面都有重要的意义。该文根据体积置换原理测量土石混合物比例、土壤含水率、容重、孔隙度/孔隙比等一系列土壤物理参数。给出了测量原理、设备、试验方法与过程。采用陕西杨凌的黏黄土、吉林黑土以及粒径为5~10 mm的石砾,预制不同体积含水率(10%、15%、20%)、石砾体积比例(10%、15%、20%)和土壤颗粒体积比例(40%、45%、50%)的土样。首先采用体积置换法测得土样中石砾、土壤颗粒和土壤水的总体积,随后取出土样中的石砾,用体积置换法测得石砾体积,进而得到土壤颗粒和土壤水的体积,并据此得到土壤含水率、土壤容重、土中气体含量、土壤孔隙度和孔隙比。用烘干法测量得到土壤容重和含水率,将2种方法测得的结果对比分析表明,使用体积置换法测得的土壤含水率比烘干法测量的结果大,相对误差在5%左右,测量的土壤容重偏小约1%,土壤气体含量的测量相对误差约为2%。测量土壤孔隙度的相对误差约为1%,土壤孔隙比的测量误差为1%~1.5%。表明体积置换法可以较为准确地测量土石混合物中各组分的相对含量,具有操作便捷、测量精度高、有普遍适用性等优点,可以为相关研究和测量提供参考。 相似文献
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土壤容重和含水率对紫色土坡耕地耕层抗剪强度的影响 总被引：4，自引：1，他引：4
土壤抗剪强度既可评价土壤侵蚀敏感性,也是反映耕层土壤耕作性能的重要参数。不同剪切方式下土壤抗剪强度指标存在一定差异,以紫色土坡耕地耕层土壤为研究对象,采用室内重塑土三轴及直剪试验方法,研究容重和含水率对紫色土坡耕地耕层土壤抗剪强度的影响,并分析了2种试验方法的差异性。结果表明:(1)紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力(c)总体随容重(ρd)增大而增加,随含水率(w)增加而减小,三轴及直剪试验条件下黏聚力最大值均出现在容重1.4 g/cm^3、含水率10%水平下,分别为32.33,21.78 kPa。耕层土壤内摩擦角(φ)随容重增加而增大,随含水率增大而减小,三轴及直剪试验条件下内摩擦角最大值均出现在容重1.4 g/cm^3、含水率10%水平下,分别为22.67°,29.11°。(2)在同一围压下,耕层土壤最大主应力差随容重增加而增大,随含水率增加而减小;在同一容重和含水率水平下,耕层土壤的最大主应力差随着围压升高而增大。(3)耕层土壤容重、含水率的交互作用对黏聚力和内摩擦角影响显著(P<0.05),对坡耕地耕层土壤抗剪强度抵抗侵蚀作用的最优土壤容重-含水率条件为1.4 g/cm^3—10%。(4)不同剪切方式影响了土体抗剪强度指标,耕层土壤黏聚力在三轴试验条件下大于或接近直剪试验结果,而土壤内摩擦角则明显小于直剪试验结果,这主要与两种剪切试验原理差异有关。 相似文献
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以沈阳地区5～7 cm和25～27 cm 2个深度原状棕壤为研究对象,分析冻融循环次数和土壤含水率对棕壤崩解特性的影响。根据气象数据结合野外观测结果,共设计了5个冻融循环次数。控制土样质量含水率分别为10%、15%、20%、25%和35%。采用静水崩解,通过数显拉力计及测量软件测定崩解过程。结果表明：（1）棕壤崩解具有阶段性,包括快速吸水阶段、指数崩解阶段、阶跃崩解阶段和崩解完成阶段。其中指数崩解阶段是崩解过程的主要发生阶段,土样因拉扯或失去支撑接连崩落。该阶段的崩解速率和非毛管含水率对冻融循环次数的响应规律一致。根据拟合曲面,10%～15%的含水率区间存在最易崩解含水率,其最终崩解率最大。当土样含水率为25%和35%时,土样会跳过指数崩解过程直接进入阶跃崩解阶段。含水率35%条件下,5～7 cm和25～27 cm土样的最终崩解率很小,不超过6.93%和11.14%。（2）冻融作用会对含水率为10%和15%土样产生超固结效应,加速土壤孔隙的两极化分布,土样指数崩解阶段的崩解速率和非毛管含水率,最终在多次冻融后增加。冻融作用也会对含水率为25%和35%土样结构产生影响,扩张土壤孔隙造成内... 相似文献
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盐阳离子类型及浓度对土壤持水及干缩开裂的作用效果 总被引：4，自引：3，他引：1
为探索阳性盐离子对土壤持水性能的影响,同时定量分析失水过程所致的土体收缩及裂缝特征,选取陕西粉黏壤土作为供试土壤,分别采用含有K+、Na+、Ca2+和Mg2+4种离子的盐溶液(浓度均为5、30和100 g/L)对土样进行饱和处理,采用离心机法测定土-水曲线,进一步对土壤持水能力进行评价;同时测定土体沉降高度,采用数字图像处理技术获取面积密度和长度密度等裂隙度量指标,对土体收缩和开裂水平进行定量分析。结果发现:1)van Genuchten模型适用于盐溶液浸泡土壤的土-水曲线拟合;2)4种盐离子均基本导致土壤持水能力降低(5 g/L Na+除外),且持水性与离子浓度呈负相关关系;同时使得土壤饱和含水率、残余含水率和进气吸力降低,其中土壤饱和含水率与离子浓度呈负相关关系;3)K+和高浓度Na+有利于减轻土壤轴向收缩度,且土体轴向收缩应变与K+(P0.01)和Na+(P0.05)浓度呈负相关关系;在收缩过程中,不同离子对土壤容重的影响程度表现为Mg2+Ca2+Na+K+;4)4种离子均可减轻土壤开裂程度,且裂缝面积密度和长度密度与K+(P0.01)、Na+(P0.01)和Ca2+(P0.05)浓度呈负相关关系,与Mg2+浓度呈正相关关系(P0.01)。研究可为盐碱土壤持水能力评价、制定灌溉制度提供参考。 相似文献
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不同土壤含水率、体积质量及光谱反射率的关系模型 总被引：3，自引：1，他引：2
为了准确、快速地检测湿胀干缩型土壤含水率,该文提出了基于近红外光谱技术的土壤含水率分析方法。该文以湖北省黄棕壤、潮土、水稻土为研究对象,利用美国Ocean Optic公司的NIR256-2.5微型光纤光谱仪在暗室环境下对不同含水率下的土壤样本进行光谱反射率的测定和特征分析,并同时测量相应的土壤体积质量,研究土壤含水率、体积质量、光谱反射率之间的相关关系,通过采用2种土壤含水率表示方法与3种土壤光谱反射率表示方法反映土壤含水率与光谱反射率之间关系的对比试验分析,消除土壤其它性状对土壤反射率反演土壤含水率的影响,得到较适宜地进行土壤光谱反射率反演土壤含水率的匹配表示方法,构建三者之间关系的曲面模型和体积质量变化的土壤体积含水率与土壤光谱反射率的关系指数模型。研究结果表明,构建的3种土壤的曲面回归模型,决定系数均大于0.977,F值均达极显著水平,光谱反射率与体积质量的偏回归系数检验亦达显著或极显著水平。采用指数模型表述1400、1900nm波长处的归一化减土光谱反射率与体积质量变化的土壤体积含水率的关系,其决定系数均在0.9以上,对模型进行验证,其预测误差在0.3左右,精度较高,所建模型拟合效果好。该研究可为用近红外光谱检测体积质量变化的土壤含水率提供科学资料。 相似文献
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土壤含水率和干容重对不同植被类型边坡土壤抗剪强度的影响 总被引：2，自引：2，他引：0
[目的]探究边坡土壤的含水率和干容重对土壤抗剪强度的影响,建立经验公式,为提高边坡稳定性提供理论依据。[方法]以浙江省凤阳山国家级自然保护区内黄棕壤地带3种植被类型(常绿阔叶林、针阔混交林、灌草林地)边坡土壤为对象,进行重塑土直剪试验,分析不同含水率分级(25%,27%,29%,31%,33%)和干容重分级(0.8,0.9,1.0,1.1,1.2g/cm3)对抗剪强度指标(内摩擦角φ和黏聚力c)的影响规律。[结果](1)黏聚力和干容重呈显著正相关,和含水率(mc)呈显著负相关。内摩擦角和干容重(ρd)呈显著正相关。(2)土壤黏聚力随含水率的增加而减小,随干容重的增加而增加;随着干容重的增加,内摩擦角有明显增加的趋势,总是在高密实度的情况下,内摩擦角较大。相对于黏聚力,内摩擦角受含水率的影响较小,随含水率的增大,在灌草林地和针阔混交林表现出非线性减小的特征,在常绿阔叶林则呈现先增大后减小的趋势,考虑出现最优含水率。(3)在同一含水率下,干容重对土壤黏聚力具有增强作用,黏聚力的对数和干容重呈线性正相关。考虑含水率和干容重的综合影响,加入影响系数β,建立了经验公式。[结论]黏聚力的对数与含水率呈显著负相关,与干容重呈显著正相关。土壤干容重对土壤内摩擦角影响显著,呈显著正相关。含水率对内摩擦角影响不明显。 相似文献
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矿化垃圾腐殖土作为绿化基质使用可以增加土壤中有机质及养分质量分数,但同时可能会对土壤物理及水分特性造成影响。运用土壤物理及水动力学方法,通过不同矿化垃圾质量添加比(0%、25%、50%、75%)进行田间、室内对比试验,比较不同配比对土壤物理性质和水分特性的影响。结果表明:1)添加矿化垃圾腐殖土质量比为25%时,土壤物理性质(密度、孔隙度等)和水分特性均无明显变化,仅土壤砂粒体积分数增加;添加比为50%时,土壤密度、毛管孔隙度和饱和含水率均无显著变化,但土壤总孔隙度明显降低,土壤砂粒体积分数及饱和导水率显著升高;添加比为75%时,土壤物理性质和水分特性均影响显著,其中土壤砂粒体积分数升高约217%,土壤饱和含水量降低11%,毛管含水量降低26%,土壤饱和导水率增加约93%,土壤有效水含量减少24.9%;2)Gardner模型能较好地拟合不同处理土壤水分特征曲线;3)添加矿化垃圾腐殖土在作为绿化基质使用过程中,质量添加比为25%~50%较适宜。 相似文献
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土壤温度和容重对频率反射土壤水分传感器测量精度的影响 总被引：4，自引：1，他引：3
为探究土壤温度和容重对FDR(频率反射)含水率测量结果的综合影响规律,以陕西杨凌地区的塿土为研究对象,以基于 FDR 技术的电流型 DSW-T2型土壤温湿度传感器为测量仪器,研究了土壤的含水率(3.82%~21.43%)、容重(0.91~1.30 g/cm3)和温度(2.5~50℃)对传感器输出信号的影响;建立了传感器的输出电流与土壤含水率、容重和温度的综合测量数学模型,实验分析了模型在预测含水率方面的可行性.结果表明,传感器的输出电流随土壤含水率、温度和容重的增大而增大,可用三元二次方程表示输出电流与土壤含水率、温度和容重之间的关系;在0.05的显著水平上,含水率、温度和容积密度均对模型有显著影响.基于模型的计算输出电流与实际输出电流的绝对误差范围是-1.167~1.216 mA,计算含水率与实际含水率的绝对误差范围是-2.638%~2.812%.本研究对于开发具有温度和容积密度补偿功能的新型FDR土壤含水率传感器的综合测量模型有指导作用. 相似文献
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托木尔峰自然保护区台兰河上游不同海拔灌木土壤理化性质研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《土壤通报》2017,(6):1288-1295
通过野外调查、土样采集及室内分析,对托木尔峰自然保护区台兰河上游河谷不同海拔灌木表层土壤理化性质进行研究。结果表明:(1)研究区灌木样地土壤含水率的大小范围为8.37%~71.02%,饱和含水率为49.17%~186.99%,容重为0.54~1.20 g cm~(-3),非毛管孔隙度为7.43%~13.73%,毛管孔隙度为33.79%~57.68%,总孔隙度的范围则在41.24%~68.85%之间,土壤自然含水率和饱和含水率及孔隙度均随海拔高度的增加表现为递增趋势;土壤容重则随海拔上升而呈降低趋势。(2)灌木表层土壤平均有机质含量、全N含量、全P含量、C/N、土壤pH的范围分别为3.03%~17.69%、0.22%~0.51%、0.15%~0.18%、7.15~20.07、7.73~8.03,有机质含量、全N含量的最大值分别约为最小值的5.84倍和2.32倍;有机质含量、全N含量、全P含量、C/N的大小均随海拔高度增加而趋于增大;土壤pH则随海拔上升不断降低。 相似文献
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多因素影响下浑水膜孔肥液入渗土壤水分运移特性 总被引：2，自引：0，他引：2
为研究不同因素对浑水膜孔肥液入渗土壤水分运动特性的影响,开展室内土箱入渗试验,试验设土壤初始含水率、土壤容重、含沙率和肥液浓度4因素,每个因素设3个水平,共12组试验(9组正交试验,3组验证试验)。分析影响因素对浑水膜孔灌肥液入渗单位膜孔面积累积入渗量、入渗率及湿润体平均体积含水率增量的影响。利用多元回归推求并验证单位膜孔累积入渗量和湿润体平均体积含水率增量与影响因素的经验模型和模型参数。结果表明:土壤初始含水率、土壤容重、含沙率和肥液浓度对单位膜孔累积入渗量影响极显著(P<0.01),各影响因素影响程度由大到小依次为含沙率、土壤容重、土壤初始含水率、肥液浓度;土壤初始含水率、含沙率和肥液浓度对湿润体平均体积含水率增量影响极显著(P<0.01),土壤容重对其影响显著(P<0.05),各影响因素影响程度由大到小依次为土壤初始含水率、肥液浓度、含沙率、土壤容重。建立的经验模型及模型参数检验合格,预测值与实际测算值误差均在±10%以内,精度良好,可用于试验因素不同时土壤水分入渗情况预测。 相似文献
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用毛细吸渗原理快速测量土壤田间持水量的研究 总被引：18，自引：8，他引：18
田间持水量是衡量田间土壤保持水分能力的重要指标，视为对作物有效的土壤水分的上限，对农田灌溉和作物水分管理具有十分重要意义。该研究提出了能快速测量土壤田间持水量的新型毛细吸渗法。该方法以田间持水量为无地下水影响下土壤基质所能吸持的最大含水量为物理基础，设计了一套满足田间持水量要求的实验方法、装置和程序，采用5种不同土壤测量了其田间持水量，并与用威尔科克斯法测量得到的田间持水量进行了对比。结果表明：所提出的新型测量方法，无论是基本原理还是室内试验均可行。与威尔科克斯法相比，其测量值略微偏小；两种测量值相关性很好，相差约为9％，产生这种现象的原因主要是土壤的吸湿过程与脱湿过程中土壤含水率的滞后所致。与传统的测量方法相比，该方法可大大缩短测量时间，具有利用前景。 相似文献
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Ahmed Abed Gatea AL-SHAMMARY Abbas Z. KOUZANI Akif KAYNAK Sui Yang KHOO Michael NORTON Will GATES 《土壤圈》2018,28(4):581-596
Measurement of soil bulk density is important for understanding the physical, chemical, and biological properties of soil. Accurate and rapid soil bulk density measurement techniques play a significant role in agricultural experimental research. This review is a comprehensive summary of existing measurement methods and evaluates their advantages, disadvantages, potential sources of error, and directions for future development. These techniques can be broadly categorised as direct and indirect methods. Direct methods include core, clod, and excavation sampling, whereas indirect methods include the radiation and regression approaches. The core method is most widely used, but it is time consuming and difficult to use for sampling multiple soil depths. The size of the coring cylinder used, operator experience, sampling depth, and in-situ soil moisture content significantly affect its accuracy. The clod method is suitable for use with heavy clay soils, and its accuracy is dependent on equipment calibration, drying time, and operator experience, but the process is complicated and time consuming. Excavation techniques are most commonly used to evaluate the bulk density of forest soils, but have major limitations as they cannot be used in soils with large pores and their measurement accuracy is strongly influenced by soil texture and the type of analysis selected. The indirect methods appear to have greater accuracy than direct approaches, but have higher costs, are more complex, and require greater operator experience. One such approach uses gamma radiation, and its accuracy is strongly influenced by soil depth. Regression methods are economical as they can make indirect measurements, but these depend on good, quality data of soil texture and organic matter content and geographical and climatic properties. Also, like most of the other approaches, its accuracy decreases with sampling depth. 相似文献
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生物质炭对旱地红壤理化性状和水力学特性的影响 总被引：1，自引：1，他引：1
[目的]研究生物质炭对旱地红壤基本理化性质及水分特征曲线的影响,为红壤地区土壤改良提供依据。[方法]分层测定不同生物质炭施用量水平下的土样容重、孔隙度和有机碳含量,采用原状土压力膜法分层测定土壤的水分特征曲线。[结果]施用生物质炭能显著降低土壤的容重,提高土壤的孔隙度及有机碳含量,且随着施用量的增加,土壤容重逐渐降低,孔隙度及有机碳含量逐渐提高;随着生物质炭施用量的增加,土壤饱和含水量、田间持水量和有效水含量逐渐增加,凋萎系数逐渐减小,施用生物质炭30t/hm2的土壤处理饱和含水量、田间持水量和有效水含量最高;生物质炭施用量与土壤饱和含水量、田间持水量和有效水含量呈极显著正相关关系,与凋萎系数呈极显著负相关关系。[结论]施用生物质炭能显著提高红壤田间持水量和有效水含量。 相似文献
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电介质型水分传感器测定栽培基质含水率的标定模型 总被引：2，自引：1，他引：1
土壤与基质的理化特性相差较大,土壤水分传感器测定基质含水率时有较大误差,不能直接用于基质含水率测定。为实现栽培基质水分快速检测,在不同配比的基质中采用电介质型EC-5土壤水分传感器进行了适应性测试。试验研究了温度、体积质量和电导率对传感器输出值的影响,采用多项式和线性回归处理方法,建立了基于温度、体积质量影响下的基质含水率标定模型。试验表明,经标定后,EC-5电介质型土壤水分传感器的测定含水率与实际含水率之间有较好的线性关系（R2＞0.9791）,且最大误差小于13%,因此,EC-5电介质型土壤水分传感器经标定后可作为基质的快速检测设备。 相似文献
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生物质炭对旱作农田土壤持水特性的影响 总被引：4，自引：3，他引：1
为确定添加生物质炭对旱作农田土壤持水特性的影响,在隆中黄土高原典型旱作农田区设置相关定位试验,对不同生物质炭输入水平的土壤容重、土壤孔隙度、土壤水分常数及土壤水分特征曲线进行测定。结果表明,生物质炭的添加能够减小土壤容重,增加土壤孔隙度。随着生物质炭输入水平的增加,土壤容重的减小及土壤孔隙度的增加幅度加大。生物质炭达到50t/hm~2时土壤结构变化最为明显,0—5,5—10,10—30cm土层中土壤容重相比对照分别减小7.01%,9.91%,16.60%,土壤毛管孔隙度分别增加19.47%,21.02%,29.94%;并且生物质炭的施入可以增加土壤饱和含水量、土壤田间持水量、土壤有效水分含量。随着生物质炭输入水平的不断加大,各水分常数呈现出上升趋势,但当生物质炭输入水平达到40t/hm~2后涨幅空间开始减小。说明生物质炭的添加能够提高旱作农田的持水性能,但输入水平达到40t/hm~2后,土壤持水性能趋于稳定。 相似文献
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东北黑土区坡耕地地形因子对土壤水分和容重的影响 总被引：9，自引：2，他引：7
以东北黑土区典型坡耕地——海伦市光荣小流域为研究区域,通过田间采集土样,并结合GIS空间分析、常规统计学和地统计学方法,研究了区域坡耕地地形因子对土壤水分和容重的影响。结果表明,坡度对两者的影响最大;高程和坡位的相关性也达显著水平;坡向影响则不显著。坡度表现为与两者均呈显著负相关,高程和坡位则对土壤水分的影响达显著水平,坡向对两者的影响均不显著。地统计学分析结果认为,土壤水分、容重分别为中等程度自相关和强自相关。坡度对土壤水分和容重的影响大于其它地形因子,同时对研究区域的水土流失具有较大的影响。 相似文献
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土壤容重对膜孔灌水氮分布和运移转化的影响 总被引：5，自引：2，他引：3
为揭示土壤容重对膜孔灌条件下土壤水分分布特征和氮素运移转化的影响,通过土壤容重室内试验,利用非线性回归法对试验资料进行分析,研究提出了湿润体内土壤含水率及其变化量和变化率、土壤硝态氮及其转化量和转化率、土壤铵态氮及其转化量和转化率与土壤容重和运移转化时间的经验公式。结果表明：经验公式的相关系数均大于0.8200,标准误差很小,且通过0.05的显著性检验,可以反映膜孔灌条件下不同土壤容重的土壤水分分布特征和氮素运移转化规律。该研究为提高膜孔灌水氮利用效率提供参考。 相似文献