【摘要】：在西北干旱半干旱地區(qū),土壤水分是制約農(nóng)作物生產(chǎn)和植被恢復(fù)的一個重要因素,提高水分利用效率對農(nóng)業(yè)高效發(fā)展和生態(tài)環(huán)境重建具有重要意義。蚯蚓作為最典型的大型土壤動物之一,對土壤功能的直接作用潛力巨大,其排泄產(chǎn)生的蚯蚓糞具有良好的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性,因而被廣泛用于作物育苗、土壤培肥、污染修復(fù)和抑制作物病害等方面。蚯蚓糞中含有大量腐殖質(zhì)可以改善土壤結(jié)構(gòu),而覆蓋于地表的蚯蚓糞則能夠增加地表粗糙度,進而影響土壤中的水分運動過程,但是目前相關(guān)研究尚未得到普遍關(guān)注。本論文以蚯蚓糞為研究對象,采用室內(nèi)土柱模擬實驗分析了地表和土體內(nèi)的蚯蚓糞對水分蒸發(fā)和入滲過程的影響,探究其對土壤水分運動過程的影響機制,以深入了解蚯蚓糞在土壤中的作用,為蚯蚓糞的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。得到主要結(jié)論如下:1覆蓋面積一定時,不同覆蓋厚度處理的土壤蒸發(fā)量與大氣蒸發(fā)力比值均為:覆蓋4 cm2.5 cm1 cm裸土,土壤累積蒸發(fā)量和日蒸發(fā)量隨蚯蚓糞覆蓋厚度的增大而減少;當覆蓋厚度一定時,土壤累積蒸發(fā)量隨蚯蚓糞覆蓋面積的增大而減小,覆蓋度90%的蚯蚓糞處理其土壤蒸發(fā)量與大氣蒸發(fā)力的比值顯著小于其余覆蓋處理。結(jié)果表明蚯蚓糞覆蓋對土壤蒸發(fā)有一定的抑制作用,土壤蒸發(fā)量隨蚯蚓糞覆蓋面積和厚度的增加而減小,但覆蓋面積對土壤蒸發(fā)過程的影響小于覆蓋厚度。由于蚯蚓糞具有良好的保水性能,且能夠有效增加土壤有機質(zhì)含量,因而對提高土壤持水能力有促進作用。2水分在蚯蚓糞中的運動速率大于對照土壤,地表蚯蚓糞覆蓋有利于降雨入滲,但在雨強較大的情形下,降水可迅速穿透蚯蚓糞到達下層土壤,有效增加雨后土壤表層含水率,因而對降雨的延緩作用較弱;降雨入滲進入土壤后,覆蓋蚯蚓糞處理的各深度土層土壤含水率在較短時間內(nèi)低于裸土,但其5~15 cm土層含水率不斷增加,并逐漸高于裸土,表明蚯蚓糞覆蓋能夠延緩降雨入滲,并影響土壤水分再分配過程,對降雨后表層以下的水分增加具有促進作用,有利于提高降水的利用率。3蚯蚓糞與土壤混合加入0~10 cm土層可以加快濕潤鋒遷移速率,75 g kg~(-1)和100g kg~(-1)蚯蚓糞用量混施入10~20 cm土層時則會抑制濕潤鋒的下移;在蚯蚓糞層施條件下,75 g kg~(-1)和100 g kg~(-1)用量處理可以有效抑制濕潤鋒向下運移,且抑制作用隨蚯蚓糞施用量的增大而加強;上層混施(0~10 cm)處理的累積入滲量大于下層(10~20 cm)混施處理,而在5~8 cm和10~13 cm深度層施蚯蚓糞的條件下,75 g kg~(-1)和100 g kg~(-1)蚯蚓糞用量也可明顯減小累積入滲量,但100 g kg~(-1)用量蚯蚓糞層施時對入滲過程無顯著影響;用Kostiakov模型進行擬合可知,施加75 g kg~(-1)和100 g kg~(-1)用量蚯蚓糞能夠增加初始入滲率,10~13 cm和15~18 cm層施蚯蚓糞可以延緩入滲率的減小;在層施蚯蚓糞條件下,50 g kg~(-1)用量蚯蚓糞處理的下層土壤含水量有所提升,但75 g kg~(-1)和100g kg~(-1)用量處理的下層土壤含水量則呈現(xiàn)降低的趨勢。4蚯蚓糞對土壤蒸發(fā)和入滲過程的影響與粒徑有關(guān),施用少量小粒徑(1 cmd≤3cm)蚯蚓糞可抑制土壤蒸發(fā),但施用數(shù)量較多且粒徑較大的蚯蚓糞時反而會促進水分蒸發(fā);向土壤添加蚯蚓糞還可有效促進深層水分對上層土壤水分的補給,補給量隨施用量的增加而增大,隨施用粒徑的增大而減小;土壤持水量在添加不同粒徑蚯蚓糞條件下均表現(xiàn)為:裸土10%15%20%施用量,施用小粒徑(1 cmd≤3 cm)蚯蚓糞效果高于施用大粒徑(3 cmd5 cm)蚯蚓糞。施用蚯蚓糞顯著提高土壤持水能力,進而對土壤蒸發(fā)和水分向上補給過程產(chǎn)生影響。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S152.7

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