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土壤孔隙结构与土壤微环境和有机碳周转关系的研究进展 预览
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作者 张维俊 李双异 +5 位作者 徐英德 刘旭 安婷婷 朱平 彭畅 汪景宽 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期1-9,共9页
土壤结构是土壤功能的基础,不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透、气体的交换等过程,还为土壤微生物提供了物理生境,并调控土壤有机碳的周转这一关键过程。土壤的孔隙特征能够直接、真实地反映土壤结构的好坏;用土壤的孔隙特征作... 土壤结构是土壤功能的基础,不仅影响土壤养分的供应、水分的保持及渗透、气体的交换等过程,还为土壤微生物提供了物理生境,并调控土壤有机碳的周转这一关键过程。土壤的孔隙特征能够直接、真实地反映土壤结构的好坏;用土壤的孔隙特征作为试验指标能更好地反映土壤结构对这些过程的调节作用。在此基础上,将高度异质性的土壤孔隙结构同土壤微环境的变化和土壤有机碳的周转过程进行定量分析,对深入了解土壤结构在土壤生态系统中的功能至关重要。因此,着重从土壤孔隙结构对土壤微环境的影响及其与有机碳的关系两方面展开,剖析土壤孔隙结构调控作用下的土壤微环境响应过程,阐述土壤孔隙结构对土壤有机碳周转产生的直接、间接影响,强调土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转进程中的重要作用,并对土壤孔隙结构在调节土壤有机碳周转、植物残体分解及其与微生物协调作用机制等方面研究提出展望。 展开更多
关键词 土壤结构 土壤孔隙 土壤微环境 土壤有机碳
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基于全卷积网络的土壤断层扫描图像中孔隙分割 预览
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作者 韩巧玲 赵玥 +2 位作者 赵燕东 刘克雄 庞曼 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期128-133,共6页
针对土壤断层扫描图像中存在部分容积效应及因孔隙成分复杂、结构不规则等引起的分割精度低的问题,该文提出一种全卷积网络(fully convolutional network,FCN)土壤孔隙分割方法,为土壤科学研究提供技术支持。该文以黑土土壤断层扫描图... 针对土壤断层扫描图像中存在部分容积效应及因孔隙成分复杂、结构不规则等引起的分割精度低的问题,该文提出一种全卷积网络(fully convolutional network,FCN)土壤孔隙分割方法,为土壤科学研究提供技术支持。该文以黑土土壤断层扫描图像为研究对象,通过卷积和池化运算输出不同尺度的孔隙特征图;将孔隙的深层特征和浅层特征相融合,采用上采样算子对融合特征进行插值操作,从而输出孔隙的二值图。与大津法、分水岭法、区域生长法和模糊C均值聚类法(Fuzzy C-means,FCM)4种常用孔隙分割方法的对比结果表明,FCN法在低,中,高3种孔隙密度的土壤图像中优于其他4种方法。FCN法的平均分割正确率为98.1%,比4种常用方法分别高25.6%,48.3%,55.7%和9.5%;FCN法的平均过分割率和欠分割率分别为2.2%和1.3%,仅为次优方法(FCM法)的33.8%和23.6%。通过融合土壤孔隙结构的多重特征,FCN法能够实现土壤孔隙整体和局部信息的精准判断,为土壤学的研究提供了一种更加智能化的技术手段。 展开更多
关键词 土壤 图像分割 全卷积网络 土壤孔隙 深度学习
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珍珠岩粒径对土壤水分运移的影响 预览
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作者 张乃于 闫双堆 +2 位作者 任倩 王春梅 刘利军 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2019年第2期22-28,共7页
【目的】探究不同粒径珍珠岩对土壤水分运移的影响。【方法】设置大(1~3mm)、中(50~200μm)、小(<50μm)3种粒径珍珠岩处理,对其表面结构进行扫描电镜观察研究各处理的吸水及在不同温度下的保水性能;向土壤中施加大、中、小3种粒径... 【目的】探究不同粒径珍珠岩对土壤水分运移的影响。【方法】设置大(1~3mm)、中(50~200μm)、小(<50μm)3种粒径珍珠岩处理,对其表面结构进行扫描电镜观察研究各处理的吸水及在不同温度下的保水性能;向土壤中施加大、中、小3种粒径珍珠岩,通过盆栽与土壤水分入渗试验,探究其对土壤水分的影响。【结果】通过扫描电镜观察到珍珠岩表面孔隙随粒径的减小,孔隙数量减少,且孔径也减小,小粒径(<50μm)珍珠岩不具有孔隙;通过不同温度下珍珠岩持水量测定,表明大粒径(1~3mm)与中粒径(50~200μm)珍珠岩在常温下具有一定的吸水性和保水性,中粒径珍珠岩在3个处理中吸水量最大,保水性最好;通过盆栽试验,发现大粒径与小粒径珍珠岩能促进土壤水分的蒸发,减少土壤水分,中粒径珍珠岩在土壤中具有一定的保水性;通过水分入渗试验,发现大粒径与中粒径珍珠岩能促进土壤水分入渗,土壤累积入渗量和湿润锋深度随着珍珠岩粒径增大而减小,Horton公式拟合更适合本试验的入渗模型。【结论】不同粒径的珍珠岩对土壤水分运移影响不同。大粒径珍珠岩具有疏松土壤,增加土壤水分散失的作用;中粒径珍珠岩能良好地协调土壤水气状况,促进土壤水分入渗,并且有一定的保水能力;小粒径珍珠岩会对土壤造成不良影响,不宜作为土壤添加基质。 展开更多
关键词 珍珠岩 土壤水分运移 土壤孔隙
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基于细化法的土壤孔隙骨架提取算法研究 预览
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作者 韩巧玲 赵玥 +3 位作者 赵燕东 潘贤君 彭涌 郑一力 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期229-234,共6页
为可视化土壤孔隙的空间分布和拓扑结构,进一步理解土壤功能和生态过程,以自定义的规则结构和土壤孔隙结构为应用对象,进行了土壤孔隙骨架提取算法的研究,并验证细化法和距离变换法2种算法构建骨架模型的性能。试验结果表明,2种算法的... 为可视化土壤孔隙的空间分布和拓扑结构,进一步理解土壤功能和生态过程,以自定义的规则结构和土壤孔隙结构为应用对象,进行了土壤孔隙骨架提取算法的研究,并验证细化法和距离变换法2种算法构建骨架模型的性能。试验结果表明,2种算法的骨架模型构建效果均不受模型类型的影响,其中,距离变换法构建的骨架模型存在体素点缺失和偏移的现象,而细化法提取的孔隙骨架模型结构完整,其平均骨架偏移距离(0.10mm)比距离变换法(0.15mm)减少了50%,具有良好的拓扑不变性。通过对细化性、连通性和中心性3个指标的综合分析,细化法具有优越的描述土壤孔隙形状及拓扑特征的能力,可为土壤物理结构及水文特性的研究奠定技术基础,为从孔隙尺度理解土壤功能奠定理论基础。 展开更多
关键词 土壤孔隙 骨架模型 细化法 距离变换法
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免耕对土壤剖面孔隙分布特征的影响 预览
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作者 杨永辉 武继承 +5 位作者 毛永萍 何方 张洁梅 高翠民 潘晓莹 王越 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期1019-1028,共10页
探明长期免耕措施对土壤孔隙特征、土壤结构及土壤水分参数等影响, 可为阐明在小麦、玉米轮作过程中, 长期进行免耕对土壤剖面物理特征的改善及其作用机理提供科学依据.采用CT扫描法定量分析了免耕和常规耕作0~100 cm土层土壤孔隙(80~1... 探明长期免耕措施对土壤孔隙特征、土壤结构及土壤水分参数等影响, 可为阐明在小麦、玉米轮作过程中, 长期进行免耕对土壤剖面物理特征的改善及其作用机理提供科学依据.采用CT扫描法定量分析了免耕和常规耕作0~100 cm土层土壤孔隙(80~1 000 μm、>1 000 μm、>80 μm)的数目、孔隙度及孔隙在土壤剖面上的分布特征, 同时采用常规方法测定了土壤大团聚体、土壤容重、有效水含量及饱和导水率等.结果表明: 长期免耕不仅提高了土壤>1 000 μm、80~1 000 μm、>80 μm孔隙数, 且其孔隙度也相应提高, 较常规耕作孔隙数分别提高 55.3%、58.2%、57.9%, 孔隙度分别提高 97.4%、39.4%、72.6%.同时土壤孔隙形态也得到了改善, 孔隙成圆率提高.对不同土层而言, 免耕更利于提高0~25 cm土层80~1 000 μm和 >80 μm孔隙数以及0~45 cm土层>1 000 μm孔隙数, 且显著提高了0~20 cm和25~40 cm土层 >1 000 μm、>80 μm及0~20 cm土层80~1 000 μm的土壤孔隙度.说明长期免耕对土壤剖面孔隙的分布产生一定影响.此外, 免耕提高了0~25 cm土层土壤的有效水含量、0~55 cm土层饱和导水率和 >0.25 mm水稳性团聚体含量, 降低了土壤容重, 其作用深度在 55 cm以上土层.通过 CT扫描测得的土壤孔隙参数与常规方法测定的土壤物理参数之间存在极好的相关性, 说明可从微观土壤孔隙特征来表征宏观的土壤物理性质.总之, 长期免耕有利于改善土壤结构和土壤孔隙状况, 提高土壤的渗透能力及土壤水分的有效性, 促进作物的生长. 展开更多
关键词 免耕 小麦玉米轮作 CT扫描 土壤结构 土壤孔隙 土壤团聚体 水分参数
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添加γ-聚谷氨酸对土壤结构及持水特性的影响 预览 被引量:3
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作者 曾健 费良军 +1 位作者 陈琳 杨扬 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期217-224,共8页
为进一步探究γ-聚谷氨酸在农业方面应用,将不同γ-PGA含量(0,0.1%,0.2%,0.5%,1%)施入无团粒结构的砂壤土与粉壤土中,研究了γ-PGA在土壤物理结构及持水特征方面的作用。结果表明:随γ-PGA含量的增加,同一吸力下土壤持水量增加,VG模... 为进一步探究γ-聚谷氨酸在农业方面应用,将不同γ-PGA含量(0,0.1%,0.2%,0.5%,1%)施入无团粒结构的砂壤土与粉壤土中,研究了γ-PGA在土壤物理结构及持水特征方面的作用。结果表明:随γ-PGA含量的增加,同一吸力下土壤持水量增加,VG模型中参数α值均大于对照组,n值递减。γ-PGA添加至1%时,砂壤土中容重降低0.087g/cm3,孔隙度增加3.28%,粉壤土中容重降低0.108g/cm3,孔隙度增加4.08%,添加γ-PGA降低了毛管孔隙比例,提高无效孔隙比例,表明γ-PGA对粉壤土物理特性影响大于砂壤土。饱和含水量与γ-PGA含量呈幂函数正相关,饱和扩散率则呈负相关关系,粉壤土中VG模型参数所计算饱和扩散率与水平入渗法计算值间相对误差值小于10%。除凋萎系数外,γ-PGA对其余土壤水分常数影响显著,均随γ-PGA含量增加而增大。土壤中薄膜水、毛管水比例提高,重力水比例显著下降。γ-PGA含量为1%时,粉壤土中有效水比例为64.83%,砂壤土中仅为56.14%。添加γ-PGA有利于改良土壤内孔隙分布,提高持水能力,防止土壤水分的深层渗漏。 展开更多
关键词 Γ-聚谷氨酸 土壤持水特性 土壤孔隙 饱和扩散率 土壤水分常数
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基于灰度-梯度特征的改进FCM土壤孔隙辨识方法 预览 被引量:2
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作者 赵玥 韩巧玲 赵燕东 《农业机械学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期279-286,共8页
土壤孔隙的拓扑结构决定了土壤水分保持和传导能力,对土壤生态过程与功能具有重要影响,但现有土壤孔隙辨识方法存在孔隙边界判别不准确和运行效率较低的问题。为解决这一问题,提出一种基于土壤CT图像灰度-梯度特征的改进模糊C均值(GFFC... 土壤孔隙的拓扑结构决定了土壤水分保持和传导能力,对土壤生态过程与功能具有重要影响,但现有土壤孔隙辨识方法存在孔隙边界判别不准确和运行效率较低的问题。为解决这一问题,提出一种基于土壤CT图像灰度-梯度特征的改进模糊C均值(GFFCM)孔隙辨识方法。该方法利用拉普拉斯算子建立灰度-梯度二维特征矩阵,并结合土壤相关先验知识分区构造初始隶属度矩阵和确定聚类数目;然后,基于初始条件实现土壤结构的模糊划分;最后,运用孔隙辨识准则对模糊聚类结果进行优化,完成土壤孔隙结构的精准辨识。以非饱和土壤CT图像为应用对象验证孔隙辨识方法的性能,通过与传统FCM法、快速FCM法(FFCM)的比较,表明GFFCM法有效克服了传统FCM法在隶属度矩阵和聚类数目初始化的不足,解决了初始值制约辨识精确度的问题,在保证孔隙辨识精度的前提下具有较高的执行效率。 展开更多
关键词 土壤孔隙 灰度-梯度 隶属度矩阵 模糊C均值方法 孔隙辨识准则
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黄土沟壑区不同地形部位土壤大孔隙特征研究 预览 被引量:1
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作者 鞠忻倪 贾玉华 +2 位作者 甘淼 金珊 肖波 《土壤学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1098-1107,共10页
切沟沟底、沟缘和坝地侵蚀发生和发展的过程不同,通过采集三种地形条件的原状土柱,利用CT扫描手段揭示土壤大孔隙随地形和深度变化的规律。结果表明:(1)三种地形条件对土壤大孔隙参数具有显著影响;与已有结果相比,地形条件对土壤大... 切沟沟底、沟缘和坝地侵蚀发生和发展的过程不同,通过采集三种地形条件的原状土柱,利用CT扫描手段揭示土壤大孔隙随地形和深度变化的规律。结果表明:(1)三种地形条件对土壤大孔隙参数具有显著影响;与已有结果相比,地形条件对土壤大孔隙参数的影响弱于植被的作用;(2)不同土层(厚50 mm)大孔隙参数差异显著,沟缘土壤大孔隙度均值和变异系数在102 mm深度具有上下分异明显的特点;(3)大孔隙数分别与黏粒含量和饱和导水率呈显著和极显著负相关关系,沟底土壤大孔隙的连通性较沟缘和坝地更好。沟底和沟缘土壤的大孔隙通道主要受植物根系作用影响,坝地土壤大孔隙受长期淤积和水分渗透作用影响,上述因素造成三种地形条件土壤大孔隙特征产生差异。 展开更多
关键词 黄土高原 切沟 CT扫描 土壤结构 土壤孔隙
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深耕对黑土水分特征及动态变化影响 被引量:1
9
作者 王秋菊 刘峰 +2 位作者 焦峰 常本超 贾会彬 《土壤通报》 北大核心 2018年第4期942-948,共7页
水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性和水分有效性的重要参数。为明确深耕对黑土土壤水分特征及有效性的影响,通过田间多点取样,比较研究了深耕与常规耕作对土壤水分特征曲线、孔隙组成及水分动态变化影响。研究结果显示:深耕提高土... 水分特征曲线是反映土壤持水性、供水性和水分有效性的重要参数。为明确深耕对黑土土壤水分特征及有效性的影响,通过田间多点取样,比较研究了深耕与常规耕作对土壤水分特征曲线、孔隙组成及水分动态变化影响。研究结果显示:深耕提高土壤饱和含水量和田间持水量,土壤水分特征曲线符合Van Genuchten模型,相关显著;深耕提高土壤有效孔隙比例,有效孔隙增加5.48%~82.00%;深耕提高了0~40 cm土层有效水储量,其中速效储水量和迟效储水量分别比对照增加1.54和1.21倍;深耕改变了作物整个生育期间土壤水分动态变化,5 cm土层土壤受降雨影响波动性大,对照、深耕无差异,15 cm、25 cm土层对照水分高于深耕,60 cm土层土壤水分含量对照低于深耕;对照0~30 cm土层土壤耗水量高于深耕7.8 mm,30~60 cm土层低于深耕7.2 mm,深耕深层土壤水分利用率高,是对照的1.74倍。黑土深耕可提高土壤水分有效性和总储量。 展开更多
关键词 深耕 水分特征曲线 有效性 土壤孔隙 储水量 耗水量
保护性耕作下西南黄壤坡地的土壤结构效应 预览 被引量:4
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作者 田效琴 田佳乔 +1 位作者 李卓 刘永红 《中国农学通报》 2017年第14期62-68,共7页
设置两种保护性耕作措施,通过6年连续试验,研究了保护性耕作措施对黄壤土结构性状的影响,为西南黄壤地区保护性耕作技术应用与发展提供理论依据。结果表明:(1)垄播沟覆轮耕与免耕秸秆覆盖两种保护性耕作措施均可降低黄壤容重,增加土... 设置两种保护性耕作措施,通过6年连续试验,研究了保护性耕作措施对黄壤土结构性状的影响,为西南黄壤地区保护性耕作技术应用与发展提供理论依据。结果表明:(1)垄播沟覆轮耕与免耕秸秆覆盖两种保护性耕作措施均可降低黄壤容重,增加土壤孔隙,且此作用是由表及里的渐进过程,垄播沟覆措施的土壤容重优化作用要优于免耕覆盖,而免耕覆盖对较深层次土壤孔隙状况优化效果更显著。(2)保护性耕作可提高0-20 cm土壤〉0.25 mm干筛团聚体含量,水稳性团聚体含量处理之间差异不显著,但0-20 cm层含量略大于20-40 cm层。(3)保护性耕作可提高土壤团聚体稳定性,降低团聚体破坏率,免耕覆盖措施对提高土壤团聚体稳定性具有更加显著的效果。该试验证明了保护性耕作对黄壤土容重、孔隙、团聚体等结构性状有一定的改善作用,这种改善作用是一个非常漫长的由表及里的渐进过程,为西南黄壤地区保护性耕作技术应用与发展奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 保护性耕作 土壤容重 土壤孔隙 土壤团聚体
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基于CT扫描的煤矿排土场土壤孔隙三维多重分形特征 被引量:5
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作者 张佳瑞 王金满 +1 位作者 秦倩 白中科 《土壤通报》 北大核心 2017年第4期786-793,共8页
土壤孔隙对水分、养分的运移起着重要作用,重构土壤孔隙状况反映着复垦土壤质量的高低。本研究基于Math Works Matlab(2009a)平台,在对土壤孔隙CT扫描图片三维重建的基础上,运用多重分形理论对安太堡露天煤矿不同复垦年限排土场重构... 土壤孔隙对水分、养分的运移起着重要作用,重构土壤孔隙状况反映着复垦土壤质量的高低。本研究基于Math Works Matlab(2009a)平台,在对土壤孔隙CT扫描图片三维重建的基础上,运用多重分形理论对安太堡露天煤矿不同复垦年限排土场重构土壤(23年、20年、0年)以及原地貌土壤进行三维多重分形定量表征,以探讨重构土壤孔隙空间分布规律。结果表明:重构土壤孔隙三维结构具有多重分形特征,信息熵维D1、广义维数谱曲线弯曲程度△D、多重分形谱谱宽△α随着复垦年限逐渐增大,土壤孔隙状况得到改善,土壤孔隙分布越趋于复杂,变异程度较高;重构土壤及原地貌土壤孔隙三维分布多重分形谱函数△f〉0,呈左钩状,大概率孔隙占主要地位,孔隙分布不均匀。多重分形参数D1、D0-D1、△D、△α、△f间具有较好的相关性,从不同角度上反映了土壤孔隙三维分布的非均质性。 展开更多
关键词 土地复垦 CT扫描 重构土壤 土壤孔隙 三维重建 多重分形
崩壁不同土层水分运动特征的染色示踪 预览
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作者 赵晓晓 黄炎和 +6 位作者 林金石 葛宏力 蒋芳市 李慧 王娇 罗松 王翊肖 《福建农林大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2017年第2期199-205,共7页
以南方花岗岩崩岗崩壁不同土层土壤为研究对象,运用染色示踪和Photoshop CS5图像提取技术,记录水平方向上土壤剖面的染色面积和最大染色深度,以分析崩岗崩壁不同土层的水分运动分布特征.结果表明:红土层持水性能高于砂土层和碎屑层,但... 以南方花岗岩崩岗崩壁不同土层土壤为研究对象,运用染色示踪和Photoshop CS5图像提取技术,记录水平方向上土壤剖面的染色面积和最大染色深度,以分析崩岗崩壁不同土层的水分运动分布特征.结果表明:红土层持水性能高于砂土层和碎屑层,但水分的侧向运移速率低于其他2个土层;在水平方向上10~30 cm内各土层土壤含水量均随深度的增加呈现逐渐减小的趋势;经过24 h染色入渗试验后,砂土层水平方向上0~9 cm和碎屑层0~13 cm内的染色面积均超过80%;红土层优先流现象明显,剖面染色比例小,亮蓝染色剖面呈条带状分布,其染色面积随深度的增加而缓慢下降;砂土层和碎屑层平均染色比例较大,亮蓝染色剖面呈块状均匀分布,并随深度的增加表现出先缓慢下降后迅速下降的趋势. 展开更多
关键词 崩岗 土壤含水量 染色示踪法 优先流 土壤孔隙
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滴灌条件下原状土与扰动土水分运动特性 预览 被引量:1
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作者 董丽艳 王卫华 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期164-169,共6页
为了分析土壤结构对土壤入渗规律的影响,通过研究云南红壤土滴灌条件下水分运动特征,采用室内外对比试验,试验共设计了3个滴头流量,分别为2.68,3.74,4.68L/h,土壤容重为1.2g/cm^3,分别进行了单、双点源滴灌入渗试验,着重分析了原状土与... 为了分析土壤结构对土壤入渗规律的影响,通过研究云南红壤土滴灌条件下水分运动特征,采用室内外对比试验,试验共设计了3个滴头流量,分别为2.68,3.74,4.68L/h,土壤容重为1.2g/cm^3,分别进行了单、双点源滴灌入渗试验,着重分析了原状土与扰动土在一定的滴头流量下的湿润锋、湿润体变化特征,揭示区域土壤水分运移规律,进而为区域性作物灌水提供参考依据。结果表明:(1)原状土湿润锋运移速率比较快,原状土地表湿润比随交汇时间增加的速率快于扰动土,说明湿润锋的运移速率与土壤孔隙有关;(2)相同观测时间下,原状土湿润体变化比较快,原状土湿润体扁率α大于扰动土,原状土α=16.53%,扰动土α=45%;(3)原状土与扰动土含水率等值线变化有相同趋势,但不重合,疏密程度有差异;(4)原状土分形维数比扰动土的小,说明原状土孔隙分布差异大,扰动土的质地较均匀。研究结果揭示了该地区原状土与扰动土水分运动特征,为进一步的机理研究提供参考。 展开更多
关键词 湿润锋 湿润体 原状土 扰动土 土壤孔隙
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基于显微CT研究施肥方式对砂姜黑土大孔隙结构的影响
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作者 蔡太义 张佳宝 +4 位作者 张丛志 黄会娟 白玉红 赵占辉 李太魁 《干旱区资源与环境》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第12期143-149,共7页
施肥方式是改善砂姜黑土大孔隙结构的重要措施之一。本研究选取中国科学院与河南省人民政府合作的"砂姜黑土改良"长期施肥定位试验平台(河南省西平县)的3个处理:CK(对照,秸秆还田)、SC(常规施用化肥)和SM处(施有机肥),运用显... 施肥方式是改善砂姜黑土大孔隙结构的重要措施之一。本研究选取中国科学院与河南省人民政府合作的"砂姜黑土改良"长期施肥定位试验平台(河南省西平县)的3个处理:CK(对照,秸秆还田)、SC(常规施用化肥)和SM处(施有机肥),运用显微CT扫描田间原状土柱,采用Image J 1.51K软件及其插件对土壤孔隙结构进行三维重建,定量研究了不同施肥方式下土壤孔隙数量、形态和空间变化特征。结果表明:砂姜黑土孔隙度和土壤孔隙数量变化趋势一致。土壤总孔隙度变化顺序为SM〉CK〉SC。其中,SM处理不同土层孔隙数量最多,空间变异也最大;CK处理次之,SC处理居最后。SM和CK处理的分形维数最高,土壤孔隙结构复杂且稳定,SC处理分形维数较低,孔隙结构相对简单。SM处理综合表现较优,是砂姜黑土结构改良的一种推荐施肥方式。 展开更多
关键词 土壤孔隙 施肥方式 砂姜黑土 显微CT 分形维数 黄淮海平原
氨化秸秆还田对土壤孔隙结构的影响 预览 被引量:5
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作者 丁奠元 冯浩 +1 位作者 赵英 杜璇 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期650-658,共9页
【目的】土壤孔隙性质是土壤结构性的反映,直接影响着土壤的肥力和水分有效性。定量研究氨化秸秆还田对土壤不同大小等级孔隙数量和孔隙分布的影响,可以为土壤培肥提供科学依据。【方法】采用室内试验方法,设置氨化秸秆加入量为土壤总... 【目的】土壤孔隙性质是土壤结构性的反映,直接影响着土壤的肥力和水分有效性。定量研究氨化秸秆还田对土壤不同大小等级孔隙数量和孔隙分布的影响,可以为土壤培肥提供科学依据。【方法】采用室内试验方法,设置氨化秸秆加入量为土壤总质量的0(CK)、0.384%(S1)、0.575%(S2)、0.767%(S3)4个处理,室内培养。在培养0、60、120和180 d,取样测定土壤水分特征曲线(SWRC)数据,利用双指数土壤水分特征曲线模型(DE模型,Double-exponential water retention equation),分析氨化秸秆对土壤剩余孔隙、基质孔隙和结构孔隙的影响;基于DE模型的微分函数,探究不同氨化秸秆处理对土壤孔隙分布的影响。【结果】不同处理的土壤水分特征曲线SWRC实测值和DE模型模拟值之间的均方根误差介于0.0036和0.0041 cm^3/cm^3之间,R^2介于0.998和0.999之间,土壤含水量模拟值和实测值非常接近1∶1,表明DE模型可以准确反映添加氨化秸秆后土壤含水量随吸力的变化规律,较准确地估算土壤不同大小等级孔隙数量变化。培养120 d内,氨化秸秆对土壤剩余孔隙、基质孔隙和结构孔隙影响不显著;培养180 d时,各处理土壤结构孔隙度表现出随着氨化秸秆添加量的增加而增加的趋势;此时S3对土壤剩余孔隙影响不显著,显著减小了土壤的基质孔隙度(P〈0.05),极显著地增加了土壤的结构孔隙度(P〈0.01)。在孔隙分布中,氨化秸秆促进了土壤已有孔隙向较大孔隙的发育,显著增加了土壤结构孔隙分布数量;随着氨化秸秆添加量的增加,土壤结构孔隙的分布数量越大,且峰值出现的越早。氨化秸秆增加了土壤中有机质含量;土壤结构孔隙和总孔隙均与有机质含量呈显著的正相关关系(P〈0.05);有机质可以黏结团聚土壤的矿物颗粒,有效地促进了土壤结构孔隙的发育;氨化秸秆对土壤孔隙的影响随着时间的进行 展开更多
关键词 氨化秸秆 土壤孔隙 土壤孔隙分布 结构孔隙 基质孔隙
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秸秆还田对滨海粘质盐土物理性状和棉花产量的影响 预览 被引量:8
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作者 张玉文 毛伟兵 +3 位作者 刘鸿敏 孙玉霞 贾利梅 郑乾坤 《中国农学通报》 2016年第6期75-80,共6页
为了研究秸秆还田对滨海粘质盐土物理性状的改良效果,在黄河三角洲滨海粘质盐化潮土区进行田间试验,设置了秸秆用量为0、1.5、3.0、4.5 t/hm24个不同处理,探讨不同秸秆还田量对土壤容重、孔隙状况、饱和导水率、土壤盐分含量和分布以及... 为了研究秸秆还田对滨海粘质盐土物理性状的改良效果,在黄河三角洲滨海粘质盐化潮土区进行田间试验,设置了秸秆用量为0、1.5、3.0、4.5 t/hm24个不同处理,探讨不同秸秆还田量对土壤容重、孔隙状况、饱和导水率、土壤盐分含量和分布以及棉花产量产生的影响。研究结果表明:在0~20 cm的秸秆耕翻层,随秸秆还田量的增加,土壤容重降低,土壤总孔隙度增加;与对照处理相比,3个秸秆处理的土壤通气孔隙比例分别增加2.70%、9.52%和12.16%(P〈0.05),土壤饱和导水率提高56.28%、100.93%和161.4%(P〈0.01),0~20 cm表层土壤含盐量分别下降了28.08%、50.75%和40.71%(P〈0.01)。秸秆粉碎还田会明显改善土壤通气状况和土壤水分入渗性能,有效抑制表层土壤盐分积累,对滨海粘质盐土改良具有重要作用,是盐碱土改良的重要途径。但是,要注意控制秸秆还田量,以3.0 t/hm2的秸秆还田量为宜。 展开更多
关键词 秸秆还田 盐碱土改良 黄河三角洲 土壤脱盐 土壤孔隙
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不同水耕年限稻田土壤水分渗漏与保持特征 预览
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作者 张君 易军 +3 位作者 刘目兴 李胜龙 杨燕 朱钊岑 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期90-95,共6页
以江汉平原连续水耕年限大于100年(老稻田)和由旱耕改为水耕17年(新稻田)的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明:(1)新稻田土壤的平均饱和导水率(Ks)... 以江汉平原连续水耕年限大于100年(老稻田)和由旱耕改为水耕17年(新稻田)的稻田为研究对象,通过测定土壤剖面基本理化性质和水力学参数,揭示了2种稻田土壤水分渗漏和保持特征差异。结果表明:(1)新稻田土壤的平均饱和导水率(Ks)为32.05cm/d,显著高于老稻田(17.91cm/d)。新、老稻田土壤Ks均表现为耕作层〉底土层〉犁底层,新稻田耕作层Ks分别为犁底层和底土层的6.3倍和5.7倍,老稻田耕作层Ks分别是犁底层和底土层的6.9倍和4.0倍。(2)老稻田土壤持水能力高于新稻田,同一剖面不同土层持水能力表现为耕犁底层〉底土层〉耕作层。〉0.03mm当量孔径的孔隙比例随土壤剖面深度的增加而降低,新稻田各层土壤比例大于老稻田。(3)新、老稻田最大有效水含量随土壤深度的增加而降低,老稻田各土层(32.25%-46.59%)均高于新稻田(26.99%-36.74%)。老稻田平均总库容(135.8mm)大于新稻田(124.4mm),新稻田滞洪库容(11.21-38.74mm)大于老稻田(8.1-60.74mm)。旱耕改水耕加重了水资源的消耗,增加了浅层地下水污染风险。 展开更多
关键词 稻田 水耕年限 饱和导水率 持水性 土壤孔隙 水分库容
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矿区机械压实对土壤孔隙特性影响的研究进展 被引量:3
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作者 刘涛 王金满 +2 位作者 秦倩 王洪丹 白中科 《土壤通报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期233-238,共6页
在矿区开采和复垦过程中大型机械的使用产生了土壤压实,并严重扰动了土壤内部结构,导致土壤孔隙数量减少,连通性和渗水能力下降,土壤孔隙作为土壤水气交换的重要场所决定着土壤水分和空气状况,进而影响复垦土壤质量与肥力。为探究矿区... 在矿区开采和复垦过程中大型机械的使用产生了土壤压实,并严重扰动了土壤内部结构,导致土壤孔隙数量减少,连通性和渗水能力下降,土壤孔隙作为土壤水气交换的重要场所决定着土壤水分和空气状况,进而影响复垦土壤质量与肥力。为探究矿区机械压实作用对土壤孔隙的影响,系统梳理了矿区机械压实作用下土壤孔隙的获取和表征方法,对农业机械压实相关研究进行了简单归纳,在此基础之上阐述了矿区机械压实对土壤孔隙影响的研究进展,总结了当前研究存在的问题,并提出今后在探究矿区机械压实对土壤孔隙特性影响时应创新压实土壤孔隙的定量表征方法,重视机械压实对土壤孔隙特性影响机理的考究,以期为改善矿区土地复垦效果提供理论指导。 展开更多
关键词 机械压实 土壤孔隙 CT扫描 分形理论
重力驱动的水滴在土壤毛孔内非稳态运动研究 预览
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作者 童燕 杨青山 +1 位作者 张玉龙 王秋玲 《安徽农业科学》 CAS 2016年第15期143-145,149共4页
重力驱动下的水滴入渗是多孔介质特别是土壤中水分运移的一个基本问题,理论研究中常常用毛细管内的液塞( slug )运动来模拟。考虑前端液面的动态接触角效应,建立包含接触角参数的描述液塞非稳态运动过程的动力学模型,并对该模型进... 重力驱动下的水滴入渗是多孔介质特别是土壤中水分运移的一个基本问题,理论研究中常常用毛细管内的液塞( slug )运动来模拟。考虑前端液面的动态接触角效应,建立包含接触角参数的描述液塞非稳态运动过程的动力学模型,并对该模型进行了试验验证。应用该模型,研究多孔介质物理性质如斥水性、毛细管内径和液塞初始长度等参数对液塞运动过程的影响。结果表明:接触角的增加能显著影响毛管内液塞的下落速度,表明斥水性增加将显著降低土壤等多孔介质的导渗率;液塞在大管径毛管中平均速度较大,但能够到达的最终深度较小;相反地,液塞在小管径毛管中的平均下落速度较小,但能到达的最终深度较大。综合得出,在考虑孔隙结构统计分布的基础上,该模型可用于宏观入渗过程的模拟研究。 展开更多
关键词 土壤孔隙 液塞动力学 薄膜 垂直毛细管 非稳态 接触角
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土壤团聚体对微生物及土传病原菌的影响 预览
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作者 王秋君 马艳 常志州 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期946-950,共5页
土壤团聚体结构对土壤微生物的分布和活性有较大的影响。本文对土壤团聚体形成的微生物学机制、土壤团聚体的物理和化学性状对微生物生长的影响等方面的研究进行了综述,以期为作物土传病害的防控提供理论依据。
关键词 土壤团聚体 土壤微生物 土传病原菌 土壤孔隙 空间分布
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