通過室內(nèi)土壤團聚體組成分析試驗和土柱一維垂直入滲試驗,探究蚯蚓糞對土壤團聚體組成、抗水蝕穩(wěn)定性以及入滲過程中水分運移特性的影響。結(jié)果表明:（1）蚯蚓糞可以有效降低土壤容重,增加0.25～2 mm粒級大團聚體的數(shù)量,分形維數(shù)D從2.84減小至2.65,減小了6.69%,顯著提高了土壤團聚體抗水蝕穩(wěn)定性;（2）施加比例為1/20時,可以顯著增加濕潤鋒的運移距離,而后隨著施加比例的增大,濕潤鋒距離有不同程度的減小,但均大于未施加蚯蚓糞的處理,且各處理下的濕潤鋒運移距離與入滲時間的關(guān)系均可用冪函數(shù)描述;（3）蚯蚓糞比例的增大可以顯著提高累積入滲量和穩(wěn)定階段的入滲速率,當(dāng)施加比例為1/3時,累積入滲量較對照組增大48.74%;其中Kostiakov-Lewis模型對入滲過程的模擬準(zhǔn)確度最高,也更接近實測值。 

【文章來源】：水土保持學(xué)報. 2019,33(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

蚯蚓糞施加比例對團聚體分形維數(shù)D的影響

為了進一步探究施加不同比例蚯蚓糞對土壤入滲過程的影響,本研究采用了Philip、Kostiakov、Kostiakov-Lewis和Horton 4個入滲模型對實測入滲結(jié)果進行擬合。Philip入滲模型中土壤吸滲率S指土壤依靠自身毛管力的作用吸持或排出水分的能力,是表征土壤初始階段入滲能力的主要指標(biāo);穩(wěn)滲率A為土壤的穩(wěn)定入滲率,表征水在土壤中的滲透性能,在入滲后期對入滲能力起主導(dǎo)作用。由表5可知,各處理下的Philip入滲模型擬合結(jié)果的決定系數(shù)R2均大于0.995 6,說明Philip入滲模型可以很好地模擬不同比例蚯蚓糞施加量處理下的入滲過程,且隨著施加蚯蚓糞比例的增大,土壤吸滲率S依次增大,與CK相比,施加比例為1/3處理下的吸滲率從0.716 2 mm/min0.5增加到0.979 4 mm/min0.5,增大了36.75%,達到顯著水平;各處理下的穩(wěn)滲率A之間無明顯規(guī)律,但均分布在0.001 4～0.003 6;這可能的原因是蚯蚓糞的施加致使土體結(jié)構(gòu)發(fā)生膨脹,在增大蚯蚓糞結(jié)構(gòu)內(nèi)部容量的同時相應(yīng)減小了土壤顆粒之間的孔隙大小,使得蚯蚓糞結(jié)構(gòu)體內(nèi)和外部土壤顆粒之間產(chǎn)生水勢差,使得水分大量涌入蚯蚓糞內(nèi)部,進而增大了土壤的吸滲率S。

進一步分析可以看出,施加不同比例蚯蚓糞處理下,土壤入滲過程進入穩(wěn)定入滲階段所用的時間也不同,施加蚯蚓糞的比例越大,進入穩(wěn)定入滲時期所用的時間越長,這可能是由于蚯蚓糞的存在,改變了土壤結(jié)構(gòu),形成了大量連續(xù)的儲水小單元,從而增大了水力傳導(dǎo)度,使得水分大量進入蚯蚓糞團粒結(jié)構(gòu)內(nèi),整個入滲過程也較CK更晚進入穩(wěn)定入滲時期。本研究供試土壤為粉砂質(zhì)壤土,質(zhì)地較輕,但其不易于儲存水分。在施入蚯蚓糞后,可以使黏粒分散,砂粒凝結(jié)[20],由于蚯蚓糞顆粒并不均一,且蚯蚓糞具有比天然土壤更均勻的孔隙系統(tǒng),不同粒徑的蚯蚓糞和土壤顆粒進行重組而形成細長孔和圓孔,進而對混合土體結(jié)構(gòu)和不同孔隙的分布產(chǎn)生影響,提高了總孔隙度;其次,蚯蚓糞中較大含量的有機碳作為土壤礦物顆粒之間的黏合劑[21],以及真菌菌絲和氨基酸等將小的礦物質(zhì)吸附黏結(jié)形成大顆粒[22-23],再經(jīng)過干燥、收縮、膠結(jié)等過程來增加土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,同時含有較多的有機碳使得蚯蚓糞具有輕度斥水性[24-25],在入滲初期蚯蚓糞并不會因為過度吸水而膨脹,但隨著含水量的增大,斥水性開始下降,使得水分開始大量進入團粒結(jié)構(gòu)內(nèi),同時當(dāng)蚯蚓糞施加量較大時,土壤容重顯著降低,孔隙數(shù)量增多,當(dāng)蚯蚓糞由于吸水而膨脹壓縮周圍孔隙的強度大于孔隙所能提供的最大輸水能力時,水分向下層移動的速率會受到抑制,從而使得同樣的入滲時間內(nèi)濕潤鋒運移距離比蚯蚓糞施加量較小時有所減小。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3413600