發(fā)布時間：2021-07-28 00:27

　　為探究生物炭對東北黑土持水特性的影響,系統(tǒng)研究3種添加比例（2%、5%、10%）、3種粒徑（0.25、0.5、1 mm）的楊木炭和竹炭對3種質(zhì)地東北黑土（壤土、砂壤土、砂土）田間持水量和含水率的影響規(guī)律,構(gòu)建添加生物炭黑土的水分特征曲線,并采用Van-Genuchten和Broods-Corey模型進行擬合。結(jié)果表明:生物炭能顯著提高不同質(zhì)地東北黑土的持水能力,黑土的田間持水量與生物炭的添加比例呈顯著正相關,而與生物炭的粒徑呈負相關,0.5 mm和1 mm粒徑的生物炭對黑土田間持水量的影響差異不顯著,楊木炭顯著優(yōu)于竹炭,0.25 mm、10%添加比例的楊木炭對東北黑土持水能力的提高效果最優(yōu),壤土、砂壤土、砂土3種質(zhì)地黑土的田間持水量和飽和含水率分別可提高64.97%、66.42%、69.39%和47.60%、38.93%、31.18%;Van-Genuchten模型能更精確的模擬添加生物炭黑土的水分特征曲線,最佳離心時間為100 min,三次函數(shù)曲線能夠較好的擬合添加生物炭黑土的體積含水率與離心吸力之間的多元動態(tài)關系,為生物炭對各種質(zhì)地東北黑土水分運動規(guī)律的深入研究提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學報. 2019,35(17)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

生物炭對黑土田間持水量的影響a.壤土b.砂壤土c.砂土a.Loamysoilb.Sandyloamc.Sandysoil注：C1楊-C3楊、C1竹-C3竹分別為添加楊木炭和竹炭活性炭的粒徑

質(zhì)地黑土田間持水量的提高幅度差異不顯著。a.壤土b.砂壤土c.砂土a.Loamysoilb.Sandyloamc.Sandysoil注：C1楊-C3楊、C1竹-C3竹分別為添加楊木炭和竹炭活性炭的粒徑0.25、0.5和1mm。Note:C1楊-C3楊werethetreatmentswithpopularwoodbiocharandbamboobiocharsizeof0.25,0.5and1mm,respectively.圖1生物炭對黑土田間持水量的影響Fig.1Effectsofbiocharsonfieldcapacityofblacksoils2.2生物炭對黑土水分特征曲線的影響添加楊木炭、竹炭黑土的水分特征曲線如圖2和圖3所示。由圖2和圖3可看出，黑土的體積含水率均隨著離心時間、離心吸力的增加而逐漸減小，且添加楊木炭、竹炭的黑土在各吸力下的體積含水率均高于空白純黑土。添加楊木炭和竹炭的壤土、砂壤土、砂土的飽和含水率與空白純?nèi)劳�、砂壤土、砂土相比分別提高了47.60%、38.93%、31.18%和27.42%、21.76%、16.62%。添加竹炭黑土體積含水率的降低速度略低于添加楊木炭的黑土。添加楊木炭的壤土、砂壤土和砂土在離心80min時，各離心吸力下的體積含水率與初始飽和含水率相比分別降低了24.84%～60.34%、25.14%～55.08%和28.21%～67.51%，在離心80～100min時，分別降低了2.11%～8.20%、3.13%～7.64%和2.29%～11.04%；添加竹炭的壤土、砂壤土和砂土在離心100min時，各離心吸力下的體積含水率與初始飽和含水率相比分別降低了27.87%～60.55%、27.97%～62.83%和35.42%～73.86%；100min以后，添加楊木炭和竹炭黑土體積含水率的變化幅度均小于2%。a.壤土a.Loamysoilb.砂壤土b.Sandyloamc.砂?

11.56020.9931砂CKSandysoilBC00.51640.21520.21550.8825CYVG00.50940.00871.27450.9951砂CYSandysoilBC00.64820.18400.15790.9474VG00.40730.00851.30820.9958CZ砂CZSandysoilBC00.55290.22960.17430.9448由表3可看出，VG模型的擬合優(yōu)度R2均大于0.99，且明顯大于BC模型的R2，說明VG模型對添加楊木炭和竹炭的3種質(zhì)地的東北黑土均適用，擬合度較好。因此，選用VG模型擬合3種質(zhì)地黑土的水分特征曲線，并對擬合參數(shù)進行顯著性分析，具體如圖4和表4所示。圖4離心100min時黑土的水分特征擬合曲線Fig.4Fittingwatercharacteristiccurvesofblacksoilsaftercentrifugationof100min由圖4和表4可看出，離心100min時土壤的水分特征擬合曲線與圖2和圖3中的實際結(jié)果類似，即在0～1000cm離心吸力范圍內(nèi)，黑土的體積含水率變化較大，而當離心吸力大于2000cm時，曲線逐漸平緩，無明顯變化。添加楊木炭、竹炭黑土的飽和含水率和進氣值倒數(shù)均高于空白純黑土，同種質(zhì)地的黑土比較時，添加楊木炭各組的飽和含水率和進氣值倒數(shù)也均高于添加竹炭的各組，說明楊木炭提高黑土的持水能力更強，因為當進氣值倒數(shù)越大，進氣值越小，從黑土中排除的水越少，黑土的體積含水率則越大[29]。黑土的飽和含水率、進氣值倒數(shù)與生物炭對黑土體積含水率的提高程度、生物炭的添加比例呈顯著正相關，而形狀參數(shù)與其呈顯著負相關。離心100min時各比較組的三次函數(shù)擬合曲線效果最好，擬合優(yōu)度R2均大于0.99，顯著性水平為0.05，呈顯著性相關，其回歸方程如表5所示。表4VG模型擬合參數(shù)的顯著性分析Table4Significan


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