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不同类型土壤介电常数与体积含水量经验关系研究 总被引：7，自引：0，他引：7
利用土壤介电性质间接确定土壤体积含水量的方法已广泛应用于相关的学科领域。本研究通过土柱试验,针对我国潮土、风沙土、红壤、水稻土等4种典型土壤,对8种质地土壤介电常数与体积含水量的经验关系展开了研究,修正了Topp(1980)关系式,并确定了Herkelrath关系式校正参数a、b值。结果表明,Topp(1980)关系式对砂壤性潮土、粉砂质黏性潮土、风沙土、黏性红壤含水量的预测误差较大;Topp拟合关系式虽然对Topp(1980)关系式有所优化,但效果仍然不甚理想,在含水量的不同范围有时误差较大,特别是对黏性红壤含水量的预测效果较差;Herkelrath拟合关系式对试验的4种类型土壤含水量的预测效果均较好,可以作为相关应用的优先选择;三种关系式对两种质地的水稻土含水量均有很好的预测效果,平均绝对误差小于0.03 cm3cm-3。 相似文献
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温度对南方红壤和水稻土水分特征曲线影响差异性分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为了研究温度变化对土壤水分特征曲线的影响,采用高速离心机法测定南方红壤和水稻土在4,12,20,28,36℃温度条件下土体脱湿过程的水分特征曲线,并运用VG模型进行参数提取,探讨了温度对土壤当量孔径分布、非饱和导水率及水分扩散度等参数的影响。结果表明:相同水势条件下红壤和水稻土的含水率随温度增加而显著减少(P0.05),表现出4℃12℃20℃28℃36℃的关系,且同一温度下的红壤持水性能显著高于水稻土(P0.05);不同温度处理下红壤和水稻土的非饱和导水率以及水分扩散度均表现出20℃最高、36℃最小的显著差异性(P0.05),这表明土壤在20℃时的导水能力和入渗能力相对最佳,且同一温度下红壤的非饱和导水率和水分扩散度均低于水稻土;红壤和水稻土的饱和含水率θ_s、进气值相关参数α、形状系数n均随温度增加而缓慢减小,拟合参数随温度变化而差异显著(P0.05),这说明土壤水分特征曲线参数对温度有一定的敏感性。研究结果可为进一步探讨温度对南方土壤持水性能和水分运移机制研究提供合理的参考依据。 相似文献
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土壤含水量对反射光谱法预测红壤土壤有机质的影响研究 总被引：9，自引：2，他引：7
研究土壤含水量对有机质预测的影响,可为野外红壤有机质快速测定提供理论依据。本文在实验室条件下测量了不同含水量红壤的可见光-近红外光谱反射率,运用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同含水量的土壤有机质预测模型。结果显示,随土壤含水量的增加,有机质与一阶微分光谱的相关性先增加后下降,含水量为100～150 g/kg时相关系数最大。分380～2 400、380～1 300、1 300～2 400 nm三个波段建立不同含水量的有机质预测模型,模型预测精度均随土壤含水量增加而呈现先增加后下降的趋势。利用1 300～2 400 nm建立有机质预测模型可以有效避开氧化铁影响,建立的模型预测精度最高。本研究认为,当土壤含水量小于200 g/kg时,可以利用在室内控制条件下测定的土壤反射率,建立1 300～2 400 nm波段的PLSR模型,进行红壤土壤有机质含量预测。 相似文献
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生物质炭引起的土壤碳激发效应与土壤理化特性的相关性 总被引：1，自引：0，他引：1
生物炭因含有丰富的惰性碳元素而被看作是一种极富应用前景的固碳材料，将其施入土壤后可以增加土壤稳定性碳库，减缓全球气候变化。前人研究表明，生物炭添加到土壤中后，将增加（正激发效应）或者减缓（负激发效应）土壤原有机碳的矿化速率。然而，生物炭对不同土壤的激发效应以及土壤性质与生物炭激发效应之间的关系还不明确。因此，本研究利用13C 稳定性同位素标记的小麦秸秆制作成生物炭，分别将等碳量的生物炭和标记秸秆添加到四种不同性质的土壤中，室内培养一年，测定生物炭及秸秆中的碳元素在不同土壤中的降解量及其对土壤原有机碳的激发效应量。研究结果表明：生物炭在黑土水稻土以及下位砂姜土水稻土中引发了显著的负激发效应，激发效应量分别为-284 mg/kg和-157 mg/kg，而在红壤水稻土以及低肥力红壤水稻土（长期定位不施肥的红壤水稻土）中引发正激发效应，激发效应量分别为33.3 mg/kg和58.0 mg/kg；秸秆在四种土壤中引发的激发效应量不同，均为正激发效应，正激发效应量远大于生物炭。生物炭激发效应量与土壤的Ec（r= -0.884）以及pH（r= -0.824）成极显著的负相关关系。生物炭-碳在不同土壤上的累积降解量存在显著差异，黑土水稻土中为15.6 mg/kg，红壤水稻土中为14.2 mg/kg，下位砂姜土以及低肥力红壤水稻土中相似，分别为10.4 mg/kg和9.92 mg/kg；秸秆-碳的累积降解量远大于生物炭-碳，其在低肥力红壤水稻土中的降解量显著低于其他三种土壤。生物炭添加在黑土水稻土中碳净损失量最低，下位砂姜土水稻土中次之，低肥力红壤水稻土中最高。研究表明，生物炭在土壤中的固碳效果不仅受到生物炭-碳自身降解速率的影响，还会受到生物炭引发的土壤碳激发效应量的影响。 相似文献
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江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性研究 总被引：7，自引：1，他引：6
土壤光谱是土壤理化性质的综合反映,研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性,对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区,采集443个土壤表层土样,采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350~2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后,对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁(针铁矿和赤铁矿)、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量,对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明:红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显,620 nm~740 nm的特征吸收面积黄红壤红壤棕红壤红壤性土,420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤棕红壤红壤红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高,位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭,在近红外光谱区域土壤反射率最高,在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰,在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似,但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱,反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同,其光谱特征差异较为明显,光谱反射率表现为淹育型水稻土潴育型水稻土潜育型水稻土,620 nm~740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土潴育型水稻土淹育性水稻土,420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土潴育性水稻土潜育型水稻土,但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%,分类的准确度较高,而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。 相似文献
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BRUTSAERT理论模型是非饱和土壤介质中弹性波传播的理论模型，主要用于描述声波纵波声速与农业土壤饱和度之间的关系。为探究BRUTSAERT理论模型应用在土壤水分检测中的可行性，本文系统介绍了BRUTSAERT理论模型，分析了其在土壤含水量检测中的适用条件，并在经典BRUTSAERT模型中引入了适当的简化和假设，推导出在不同物理条件下各农业土壤的纵波声速值与土壤水分关系曲线，以及进行土壤声速测量的合适声频。结果表明，当声波发射器和拾音器之间的距离为0.2 m时，且声波频率范围固定在380～708 Hz之间，在任何土壤类型中BRUTSAERT理论模型都是有效的。然而，经典BRUTSAERT模型在推导过程中还存在的一些问题：1）对BRUTSAERT理论模型中关于复合流体体积模量模型的书写错误分析；2）经典BRUTSAERT模型中使用土壤固定泊松比对预测结果带来的影响探讨。该研究可为BRUTSAERT理论模型在土壤水分检测领域的应用研究提供参考。 相似文献
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为探究不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的变化关系,采用室外模拟降雨的方式,使土壤样本初始含水率分别为15%、20%、25%和30%,之后置于自然环境下干燥直到土壤含水率达到5%结束干燥,每种处理进行共4次干湿交替,利用超声波土壤含水率原位检测装置对土壤样本进行超声波速度测定。结果表明:土壤样本在各次干湿交替过程中随着土壤含水率的不断下降,土壤容重及超声波速度均呈非线性的增加。随着干湿交替次数的增加,土壤含水率变化对超声波速度的影响减弱,土壤样本初始含水率越高,干湿交替次数对超声波速度的影响越小。采用自适应加权数据融合算法将多次干湿交替过程中的土壤样本超声波速度加权融合,并利用非线性回归分析构建适用于经历多次干湿交替作用下的超声波速度-土壤含水率关系模型,预测误差在6%左右,表明该模型可用于描述不同墒情需求的农田耕作层土壤含水率与超声波速度的关系。研究结果可为利用超声波速度特性实现不同灌溉性质农田土壤含水率的持续监测及预测提供参考。 相似文献
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探地雷达地波法测定红壤区土壤水分的参数律定研究 总被引：1，自引：1，他引：0
《土壤通报》2020,(2):332-342
探地雷达地波法是一种农田尺度快速测量土壤体积含水量的有效技术,能够弥补传统方法和卫星遥感方法在含水量监测上的不足。但地波法在红壤地区进行含水量反演的最佳参数仍未确定,相关研究鲜有报道。本研究以位于南方红壤区江西省鹰潭市孙家流域为例,采用地波法对区域土壤体积含水量进行了探测:先使用共中心点法确定所用雷达的系统延时、有效反演深度,并利用Topp、Roth、Ferre和朱安宁四种常用的经验模型由介电常数ε反演土壤含水量;然后通过固定间距法进行区域性的土壤体积含水量测量,确定雷达测量时的最佳天线间距。这一系列过程中,土壤含水量实测值是用烘干法校正的管式时域反射仪(time domain reflectometry,TDR)测定的土壤体积含水量。研究的目的是为了律定地波法在红壤区测定土壤含水量的有效反演深度、最优模型和最佳天线间距等参数。结果表明:60 MHz探地雷达地波法反演0～40 cm土层的土壤体积含水量时精度最高,误差最小;Roth经验模型更适合于红壤地区0～40 cm土层土壤含水量的反演,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.022 m3m-3;地波法的最佳天线间距为1.0 m,能够准确地反演土壤体积含水量;土地利用类型对雷达的探测精度具有一定影响,在1.0 m天线间距下,旱地上的反演精度优于果园,旱地和果园的RMSE分别为0.004和0.020 m3m-3。 相似文献
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地下金属管道在我国几类主要土壤中的腐蚀状况及其与土壤性质的关系 总被引：1，自引：0，他引：1
地下金属管道在滨海盐土、盐化潮土及黄潮土等弱度淋溶型土壤中腐蚀严重,10年内即可出现多处穿孔,最大孔蚀速率可达1.5毫米/年。穿孔多少主要与土壤的电阻率、含盐量和含氯量有关,其中氯离子含量的影响最大。在砂姜土、棕壤、黄垆土、褐土、栗钙土等中度淋溶型土壤中腐蚀较轻,一般10年内不会出现穿孔。强度淋溶的鳝血水稻土、红壤性、赤红壤性水稻土及赤红壤腐蚀最轻,最大孔蚀速率<0.01毫米/年。处于嫌气状态的南方沼泽性水稻土地区,由于出现微生物腐蚀,最大孔蚀速率可达0.5毫米/年。 相似文献
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The clay minerals of more than 200 soil samples collected from various sites of Fujian Province were studied by the X-ray diffraction method and transmission electron microscopy to study their distribution and evolution.Montmorillonite was found in coastal solonchak,paddy soils derived from marine deposit,lacustrine deposit and river deposit,and some lateritic red soil,red soil and yellow soil with a low weathering degree.Chlorite existed mainly in coastal solonchak and paddy soil developed from marine deposit.1.4nm intergradient mineral appeared frequently in yellow soil,red soil and lateritic red soil.The content of 1.4nm intergradient mineral increased with the decrease of weathering degree from lateritic red soil to red soil to yellow soil.Hydrous micas were more in coastal solonchak,paddy soils derived from marine deposit,lacustrine deposit and river deposit.and puple soil from purple shale than in other soils.Kaolinte was the most important clay mineral in the soils iun this province.The higher the soil weathering degree,the more the kaolinite existed.From yellow soil to red soil to lateritic red soil,kaolinite increased gradually,Kaolinite was the predominant clay mineral accompanied by few other minerals in typical lateritic red soil. Tubular halloysite was a widespread clay mineral in soils of Fujian Province with varying quantities.The soil derived from the paent rocks rich in feldspar contained more tubular halloysite.Spheroidal halloysite was found in a red soil and a paddy soil developed from olivine basalt gibbsite in the soils in this district was largely“primary gibbsite” which formed in the early weathering stage.Gibbsite decreased with the increase of weathering degree from yellow soil to red soil to lateritic red soil.Goethite also decreased in the same sequence while hematite increased. 相似文献
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亚热带土壤导水特征对钠盐溶液浓度的响应 总被引：1，自引：1，他引：0
再生水中高浓度钠盐溶液入渗对土壤水力特性的影响是长期低质水灌溉引起土壤生态环境退化的关键问题之一。该文采用定水头渗透法、一维水平土柱吸渗法测定不同浓度钠盐溶液条件下亚热带地区黏性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土、紫色土共5种土壤的水动力学参数,分析了土壤理化性质和钠盐溶液浓度对土壤导水特征的影响及其作用机制。结果表明:土壤粉粒、交换性钙及交换性镁含量具有促进土壤水分运动的作用,而土壤黏粒、交换性铁及交换性铝含量则表现出抑制作用。与蒸馏水处理相比较,钠盐加快了土壤水分黏性潮土、沙性潮土及水稻土中的土壤水分运动速率,分别可最高提升其土壤水分扩散率为22.0%、37.3%、39.7%;钠盐减缓了红壤和紫色土的水分扩散速率,溶液钠盐浓度越高,其抑制作用越明显。土壤饱和导水率随溶液盐浓度升高呈先降后升的趋势,1~10 g/L钠盐浓度范围内土壤饱和导水率与钠盐浓度具有良好的抛物线关系(R^2>0.807),各土壤导水率最小极值点的钠盐浓度在5 g/L左右。因此,再生水灌溉利用时其盐浓度适度控制低于其极值点浓度。 相似文献
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土地利用方式是影响土壤酸化的重要因素，研究不同土地利用方式下赤红壤酸化特征可为缓解和治理赤红壤区土壤酸化提供依据。本研究采集了4种土地利用方式(菜地、果园、水田、林地)的赤红壤区土壤样品，测定了表层(0～20 cm)和表下层(20～40cm)土壤的理化性状，结合田间调查和统计数据分析了不同土地利用方式下土壤酸化特征及成因。结果表明：果园表层土壤pH显著低于林地，果园表下层土壤p H显著低于水田和林地；菜地、果园土壤交换性Al3+含量显著高于水田和林地；果园表层土壤的盐基饱和度与阳离子交换量均显著低于自然林地，菜地表下层土壤盐基饱和度显著低于水田；与水田和林地相比，菜地和果园的酸化更严重，酸缓冲能力更低。不同土地利用下施肥、复种指数以及耕作方式上的差异可能是造成气候与母质相似地区土壤酸化差异的主要原因。 相似文献
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太湖地区典型水稻土水力学特征及土壤库容研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对气候变化条件下温度升高对土壤水分产生的影响,选择太湖地区典型水稻土——乌栅土作为研究对象,对其土壤的水力学特征及土壤库容进行了研究。结果表明：（1）影响乌栅土水分特征曲线的主要因素是容重与黏粒含量。饱和条件下和水吸力达到1.50×106 Pa时各土层的含水量（凋萎含水量）变化均表现为：耕作层〉犁底层〉潴育层〉潜育层。（2）乌栅土的有效水含量与容重和黏粒含量呈显著负相关关系,与孔隙度呈显著正相关关系。（3）在土壤的各种理化性质中,容重和总孔隙度是影响饱和导水率的主要因素,而毛管孔度与pH值为次要因素。（4）乌栅土耕作层总库容为91.48mm,有效水库容为22.02mm,滞洪库容为20.50mm,这种土壤具有良好的水分状况,既能保证太湖地区粮食作物的稳产高产,又具一定的蓄水调节功能。 相似文献
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南方典型土壤水力特征差异性分析 总被引：12，自引：6，他引：6
为探究南方地区典型土壤水力性质的差异,采用压力膜法、定水头渗透法和一维水平土柱吸渗法对粘性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土和紫色土5种南方典型土壤的水动力学参数进行室内测定,对比分析了各土壤水力特征的差异及其产生的原因。结果表明:土壤质地和粘粒含量是影响土壤水力特征的主要因素;粘性潮土、沙性潮土属于级配良好土,而红壤、紫色土、水稻土属于级配不良土,粘性潮土、沙性潮土、红壤、紫色土、水稻土饱和导水率依次增大,分别为1.75×10~(-3),3.15×10~(-3),4.77×10~(-3),11.02×10~(-3),11.87×10~(-3) cm/min;相对水稻土和沙性潮土而言,其他3种试验土持水性较高。土壤有效水含量为沙性潮土粘性潮土水稻土紫色土红壤,其有效水孔隙体积分别占其总孔隙体积的48%,29%,27%,18%和17%。非饱和条件下,沙性潮土和红壤中的水分运动速率较快,远高于粘性潮土中的水分运动速率,约为其6.8倍。土壤质地、颗粒级配、粘粒和有机质含量不同是造成土壤水力特性差异的因素,其中土壤质地和颗粒级配为南方典型土壤水力特性差异的主要影响因素。 相似文献