紅壤穿透阻力的影響因素與預(yù)測模型.pdf

1、季節(jié)性干旱是影響我國南方紅壤區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要因素。紅壤容重大，粘粒含量高，一旦含水量降低，穿透阻力將急劇增大，進(jìn)而影響作物根系伸長和水分吸收。但尚無文獻(xiàn)研究紅壤區(qū)穿透阻力狀況及影響因素，不清楚紅壤性質(zhì)對穿透阻力的影響。本文通過室內(nèi)土壤模擬和田間土壤小區(qū)阻力觀測試驗(yàn)，研究紅壤穿透阻力隨水分的變化情況，以及在此過程中土壤性質(zhì)、土地利用方式、施肥耕作措施對穿透阻力與水分關(guān)系的影響，分析比較不同形式的阻力預(yù)測模型，為探討紅壤季節(jié)性干旱形成機(jī)制，

2、并為紅壤季節(jié)性干旱防御措施提供依據(jù)。
　　 室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)置了3個容重(1.1、1.3、1.5 g/cm3)的土柱，模擬田間土壤干旱過程，監(jiān)測土壤穿透阻力變化狀況。大田試驗(yàn)在2012年6～9月間進(jìn)行，研究茶園、林地、農(nóng)田小區(qū)的紅壤根系層阻力狀況。農(nóng)田小區(qū)設(shè)置4種不同施肥，包括對照不施肥CK、施用化肥NPK、施用糞肥PCM和施用化肥加秸稈還田NPKM，每個施肥處理下設(shè)置免耕和常規(guī)耕作措施。室內(nèi)土柱和田間小區(qū)土壤均為第四紀(jì)紅色粘土發(fā)育的

3、紅壤，農(nóng)田作物為夏播玉米。土壤穿透阻力分別用微型貫入儀（室內(nèi)）和土壤緊實(shí)度儀（田間）實(shí)測。主要研究結(jié)果如下:
　　 紅壤穿透阻力與含水量呈顯著非線性負(fù)相關(guān)。在輕度到中度干旱期間，紅壤穿透阻力大多超過了作物根系適宜的最大阻力(2.0 MPa)。紅壤穿透阻力在0～40 cm土層呈單峰形分布，中度干旱時期，茶園在12.5 cm達(dá)3.51MPa，林地在5.0cm達(dá)4.78 MPa;免耕措施地塊CK在22.5 cm達(dá)5.12 MPa，NP

4、KM在12.5 cm為4.38 MPa;而常規(guī)耕作措施地塊(NPK除外)0～20cm土層的阻力均小于2.0MPa。利用方式、耕作措施及施肥制度間土壤穿透阻力差異顯著，并且隨含水量降低差異變大。結(jié)果表明，含水量降低會引起高的紅壤穿透阻力。
　　 紅壤性質(zhì)影響穿透阻力，但容重、質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量對土壤阻力及阻力與水分的關(guān)系影響不一致。容重對紅壤阻力的影響最大，含水量減低到0.20g/g后，阻力隨容重增加更劇烈。含水量大于0.17g/g

5、時，質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)的影響顯著，阻力隨著有機(jī)質(zhì)和粉粒含量的增加而降低。隨著含水量的降低，各個地塊0～10cm土層的阻力與其余三個土層阻力間的差異明顯增大。其中，茶園差異明顯大于林地，而免耕措施PCM的差異最小。結(jié)果表明，相對于土壤其它性質(zhì)，容重的增大更易引起高的紅壤穿透阻力。
　　 本文選取以下四種模型Q=aθb(1)、Q=aθbDc(2)、Q=a|ψ|b-c|ψ|(3)、log10Q=alog10|ψS|+blog10D+c(4)