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[目的]对W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理进行研究,为实现W-OH固结改良砒砂岩及其耐久性研究提供科学依据。[方法]采用W-OH(亲水性聚氨酯材料)对砒砂岩进行固结处理,基于无侧限抗压试验、三轴抗压试验,研究其在干湿循环条件下的力学性能,并结合SEM,EDS和称重法对其干湿循环后样品微观结构、元素和质量损失进行分析,以获得其破坏机理。[结果]W-OH砒砂岩固结体的无侧限抗压强度、弹性模量和黏聚力在1～3次干湿循环后升高;在3～9次干湿循环后,固结体的力学强度降低;9次之后,剩下高黏结力的W-OH胶结体包裹于砒砂岩颗粒表面,力学强度趋于稳定。内摩擦角在1～9次干湿循环后上下波动,9次干湿循环后趋于稳定。采用碳元素分析和质量损失分析相结合的方法对土样中W-OH流失特性进行评价,发现土样在1～9次干湿循环中W-OH胶结体逐渐降低,并在9次干湿循环后达到稳定,这与上述宏观力学变化的规律相似,验证了破坏机理,为判断其长期特性提供理论依据。[结论]研究表明可将9次干湿循环后达到稳定的W-OH砒砂岩固结体的力学性质作为土体的长期力学特性。 相似文献
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干湿交替对作物根际特征及铁膜形成的影响研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
铁膜普遍存在于水生植物的根系表面,根际周围Fe~(2+)的浓度和根系氧化力决定了根表铁膜的数量。干湿交替是农业生产中常用的灌溉技术。在干湿交替过程中,水分和氧气含量的变化导致根际土壤发生一系列物理、化学和生物学变化,从而对根表铁膜的形成产生影响。本文综述了干湿交替过程对根际特征变化的影响,分析了根表铁膜的形成条件、化学组成与空间结构和根表铁膜的形成过程,并在此基础上探讨了干湿交替对铁膜形成的影响以及干湿交替诱导铁膜形成的可能机制。最后对干湿交替诱导铁膜形成的研究方法与应用前景进行了展望。 相似文献
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小麦干湿交替条件下的水分利用效率与生物学性状 总被引：4，自引：0，他引：4
在防雨棚盆栽试验条件下,以“A115”、“4185”为材料,用干湿交替方法研究了3种水分组合下小麦的水分利用效率与生物学性状的相关关系。结果表明产量水平的水分利用效率与株高、穗数、单株生物量、光合速率、蒸腾速率和产量成显著正相关;与除此而外的其他被测生物学性状不相关或相关不显著。叶片水平的水分利用效率与气孔导度和蒸腾速率成极显著负相关关系,与穗粒数和分蘖数成显著负相关关系;与其他被测性状不相关或相关不显著。 相似文献
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干湿循环过程中壤质黏土干缩裂缝的开闭规律 总被引：2，自引：4，他引：2
为研究干湿循环过程中农田土壤干缩裂缝的开闭规律,在室内试验的基础上,结合数字图像处理技术对壤质黏土干湿循环过程中土壤干缩裂缝网络几何形态特征进行了定量分析。结果表明:干燥过程中土壤含水率随试验时间的变化经历3个阶段。增湿过程中,含水率达到45%时裂缝完全闭合;裂缝面积率、长度密度、面积周长比与连通性指数分别在含水率增加到30%、32%、30%、35%时开始迅速减小。裂缝开裂与闭合是2个不可逆的过程。土壤水分在田间持水率和凋萎系数时裂缝几何参数统计表明,大多数裂缝面积在0~30 mm2之间,长度在0~40 mm之间。从田间持水率干燥到凋萎系数的过程中,裂缝面积与长度的频数分布均显著变化,从凋萎系数增湿到田间持水率的过程中,频数分布几乎没有变化。土壤含水率为凋萎系数时,干燥过程与增湿过程面积、长度的频数分布差异较小,而为田间持水率时差异明显。该成果有助于土壤干缩裂缝开闭机理及裂缝优先流的研究,为基于裂缝网络的精量灌溉制度的制定提供理论基础。 相似文献
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为深入研究膨胀土在干湿循环作用下的裂隙发展规律,该研究以宿连航道工程中富含的中等膨胀土为研究对象,按照不同温度、干燥方式、干湿范围进行干湿循环试验,基于图像处理技术并结合SEM扫描电镜微观形貌,定量分析了膨胀土裂隙发展的温度与干湿效应。结果表明:裂隙发展受温度影响显著,从自然风干条件到烘箱干燥50℃,随着温度增加,裂隙指标逐渐增长;高温条件下裂隙的发育模式为先增长后拓宽,裂隙长度更早趋于稳定,而裂隙平均宽度仍会继续增长,并在含水率低于15%后出现0.08～0.17 mm的下降趋势;干湿循环是土体内部结构逐渐劣化,微观损伤不断累积的过程。虽然干湿前期试样的裂隙平均宽度受体缩效应影响,随干湿范围扩大出现部分下降趋势,而裂隙长度彼此接近,但随着干湿次数增加,裂隙指标极大值对应的干湿范围将逐渐由22%～33%向9%～33%转移;各温度、干湿范围作用下,试样裂隙指标的增加主要集中在前5次干湿循环,裂隙率、裂隙长度与平均宽度相较于未经过干湿循环的土体,分别增加了2.63%～11.56%,210.32～445.34 mm,0.39～0.83 mm;单位宽度分形维数相较于整体分形维数简化了干湿范围对于... 相似文献
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CHEN Qiu-Hui FENG Ying ZHANG Yan-Ping ZHANG Qi-Chun I. H. SHAMSI ZHANG Yong-Song LIN Xian-Yong 《土壤圈》2012,22(2):263-272
Soil drying and wetting impose significant influences on soil nitrogen (N) dynamics and microbial communities. However, effects of drying-wetting cycles, while common in vegetable soils, especially under greenhouse conditions, have not been well studied. In this study, two greenhouse vegetable soils, which were collected from Xinji (XJ) and Hangzhou (HZ), China, were maintained at 30% and 75% water-holding capacity (WHC), or five cycles of 75% WHC followed by a 7-day dry-down to 30% WHC (DW). Soil inorganic N content increased during incubation. Net N mineralization (Nmin), microbial activity, and microbial biomass were significantly higher in the DW treatment than in the 30% and 75% WHC treatments. The higher water content (75% WHC) treatment had higher Nmin, microbial activity, and microbial biomass than the lower water content treatment (30% WHC). Multivariate analyses of community-level physiological profile (CLPP) and phospholipid fatty acid (PLFA) data indicated that soil moisture regime had a significant effect on soil microbial community substrate utilization pattern and microbial community composition. The significant positive correlation between Nmin and microbial substrate utilization or PLFAs suggested that soil N mineralization had a close relationship with microbial community. 相似文献
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不同施氮水平下土壤的生化性质对干湿交替的响应 总被引：6，自引：1，他引：6
以中国科学院封丘农业生态试验站水氮耦合长期试验地为研究平台,采集五个施氮水平(施氮0、150、190、230、270 kg hm-2)下表层0 ～ 20 cm土壤并测定其土壤肥力参数(土壤pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机碳).结果表明:施氮降低了土壤pH、速效磷、全钾,增加了全氮、碱解氮、有机碳,除有机碳随施氮水平的增加而增加外,其他肥力参数并未随施氮水平的增加而发生规律性变化.土壤经过0、3、6、10次干湿交替,培养60 d后测定其生物和化学性质(土壤铵态氮、硝态氮、溶解性有机碳、脲酶活性、脱氢酶活性、微生物生物量碳、土壤基本呼吸).双因素方差分析显示干湿交替次数对铵态氮、硝态氮、无机氮、溶解性有机碳、脱氢酶活性、微生物生物量碳和土壤基本呼吸均有极显著作用,而干湿交替次数和施氮水平对除脱氢酶活性以外的其他土壤性质均无交互作用.五个施氮水平下土壤硝态氮、无机氮、溶解性有机碳、脲酶活性、脱氢酶活性和微生物生物量碳均随干湿交替次数增加而增加,土壤基本呼吸随干湿交替次数增加而降低.高施氮水平(施氮超过190 kg hm-2)下土壤性质的变异系数更小并能更好地发生聚类.研究表明当土壤遭遇干湿交替时,高施氮水平下土壤更能维持其生化性质的稳定. 相似文献
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土壤干湿交替对青檀幼苗生理及生长的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
采用盆栽试验人工模拟喀斯特地区常见的干湿交替环境,研究青檀幼苗生理和生长指标的变化以及旱后复水的恢复能力.结果表明,干湿交替环境下幼苗各项生理指标的变化因干湿交替处理次数而异.经过1次干湿交替处理的幼苗叶片水分饱和亏缺,根和茎木质部水势,叶片光合速率、蒸腾速率,叶片质膜透性等指标变化剧烈,2次处理变化相对缓和,而3次处理变化幅度又加大,这反映了幼苗从反应、适应到不适应的过程.干旱复水后,各项指标的恢复度与干湿交替处理次数呈负相关.恢复过程中补偿效应普遍存在,尤其以生长上的补偿效应最明显,这是幼苗对反复干旱-复水环境的一种适应策略.干湿交替处理对生长初期青檀幼苗生理指标的影响大于速生期,对生长指标的影响则相反.因此,速生期幼苗遭遇反复的干旱-复水处理会严重制约其生长潜力的发挥. 相似文献
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【目的】探讨免耕及秸秆覆盖等保护性耕作措施对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响。【方法】基于设在陇东黄土高原的长期草田轮作定位试验,试验开始于2001年,包括传统耕作(T,翻耕并移除秸秆)、耕作覆盖(TS,翻耕之后覆盖秸秆)、免耕移除秸秆(NT,不翻耕但除去秸秆)和免耕(NTS,不翻耕且保留秸秆)4个处理。2014年7—8月干湿交替阶段季采用LI-8150多通道土壤碳通量测量系统对农田土壤呼吸速率、土壤温度和含水量进行连续原位测定。【结果】T、TS、NT和NTS处理干旱阶段的平均土壤呼吸速率分别为2.16、3.56、2.26和2.45μmol·m~(-2)·s~(-1),湿润阶段分别为2.09、5.31、2.80和3.56μmol·m~(-2)·s~(-1)。降雨初期秸秆覆盖处理(TS和NTS)土壤呼吸速率动态变化与无秸秆覆盖处理(NT和T)具有显著差异。干湿交替过程中,干旱阶段土壤呼吸速率与土壤温度(19.1—28.2℃)呈负相关、与土壤含水量呈正相关关系;湿润阶段则相反,且土壤含水量对土壤呼吸速率的解释程度降低。土壤呼吸速率在湿润阶段日动态波动较大,其温度敏感性(Q10)在T、TS、NT和NTS处理下分别为1.37、1.24、1.31和1.25;干旱阶段土壤呼吸速率日动态平缓,Q10值低于1.0。【结论】长期保护性耕作提高了农田的土壤呼吸速率,且秸秆覆盖处理比免耕措施提高土壤呼吸速率的效应更加显著。秸秆覆盖能够有效平抑土壤水分和温度的变化,提高土壤呼吸速率,降低土壤呼吸的温度敏感性。论文明确了干湿条件下旱作农田土壤呼吸动态及其影响因素,对准确量化旱作农田碳通量具有积极意义。 相似文献