辽南地区棕壤持水特性的研究

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1、’’762335硕士学位论文辽南地区棕壤持水特性的研究研究卟：}雕钟!JJI『÷代1i龙教授0业：ij上妲学乱M宄．办阳：i’壤政趣沈川’托、f，大·≯一1(](jh饥j’『』沈阳农业大学硕士学位论文摘要土壤水是一种重要的水资源，是自然界中四水(地表水、地下水、大气水、土壤水)循环、转化的纽带。降雨和灌溉都要转化成土壤水才能被植物吸收，土壤水是陆地植物赖以生存的源泉。表达土壤水分含量与其能量状态(基质势)关系的曲线被称作土壤水分特征曲线；这一曲线表征的是土壤保持水分的能力及其特征，因此它既反映不同土壤的基本特性，又是指导灌溉、排水和水土

2、保持等科学研究和生产实践的重要工具。然而，由于土壤物理性质空问变异性的存在，即使在很小的面积内多点取样，测定土壤持水特征曲线，其结果也必然会在垂直和水平方向上表现出差异。研究土壤持水特征曲线及其影响因素的空间变异性对于掌握农田土壤水分状况，提高田间测定土壤水分的采样精度和有效性，以及指导农田灌溉、耕作等土壤管理都有十分重要的意义。本文采用网格法，分上下两层采集分布于辽宁南部的棕壤原状土样共120个，分别测定了土壤的水分特征曲线以及与其关系密切的土壤机械组成、密度、容重、自然含水率、饱和含水率、孔隙度、有机质含量等指标，选取三个土壤水分特

3、征曲线模型：j=【1+(拍)“r、S=ah，(^<0．0001，J=1)和0=ch～，(h

4、得主要结果如下：1．用上下层各60个土样测定土壤的持水能力，分别求得了上层土壤和下层土壤的平均持水特征曲线：两曲线表明在测定土壤水势范围内供试土壤捅要上层的持水能力(相对于某一土壤水吸力的土壤含水量)低于下层土壤，但上层土壤的比水容量大于下层土壤，说明上层土壤较大孔隙多于下层，更适宜作物生长。2．供试土壤的母质是比较均一的，其发育过程所处的环境也比较一致。测定土壤理化性质的空间分布属于强变异性的只有>2ram粒径颗粒，其它指标均表现为弱变异性或中等变异性；各个测定理化性质的空间分布呈各向异性，空间变异幅度，南北方向上大于全方位方向和东西

5、方向；对于半方差散点图来说，南北向采样点半方差的拟合度不如东西向，主要受到研究区域地形的影响(东西长，南北短)。3．三个模型用于供试土壤持水特征曲线的标定，无论是上层还是下层土壤均有良好的效果；标定后实测点集中地分布在标定越线两侧很窄的范围内，标定曲线形状自然正常；下层土壤的持水特性空间变异性程度较上层弱。4．土壤持水特性变异性主要决定于2一O．2mm、0．02一O．002mm、

6、到机械组成的影响，在粘粒和粉粒含量较少的粗质的土壤上效果好于粘质土壤。6．为了满足测定精度的要求，采样个数随土壤性质的变异性的增强而增多。本实验中的取样个数除T>2mm粒径颗粒含量外，其它土壤理化性质测定结果均达到95％置信水平和lO％以上的精度要求。综上所述，辽南地区棕壤的供水能力较强，适宜作物生长；下层的持水能力强于上层，但其空间变异性弱于上层：可以采用标定方法对供试土壤的持水特性空间变异性进行描述表达和分析其产生原因：对于该土壤水分特征曲线可以采用分形方法计算得到。关键词：土壤水分特征曲线；空间变异性：半方差；标定系数；分形维数沈

7、阳农业大学硕士学位论文一、研究意义第一部分前言土壤水分是主要肥力因素之一，是一切陆生植物水分的汲源，它直接影响着植物的生长和发育(冯永军，1996)。土壤水分又是大气一土壤一植被之间物质循环和能量流动的介质。无论是灌溉水，还是天然降水，所有的水分都要转化为土壤水后才能被作物根系吸收，土壤水是四水转化的中枢(张超，2003)。自有农业以来，人类对土壤水就极为重视。我国古籍中就有保墒、散墒、适墒种植技术的记载(李锡录，1997)。全球的淡水资源3．699×107km3，土壤水分约为1．65×104lan3，占淡水资源总量的O．446％o。随

8、着淡水资源的日益紧缺，节水农业目前在全球范围内正日益受到更多的重视。在我国，占全国用水总量80％左右的农田灌溉，存在着水资源严重不足和水资源浪费严重的突出矛盾。近十多年来，我国每年受旱面积在2000万-27