摘要：

黄土高原地区是我国水资源紧缺和水土流失最严重的区域.提高黄土高原土壤持水能力,增强土壤水分有效性,对于黄土高原地区农业生产具有重要意义.生物炭的多孔特性使得生物炭在调整土壤结构,提高保水保肥性能方面具有广阔的应用前景,生物炭在黄土高原地区的应用有可能成为治理制约黄土高原生态环境建设的有效途径. 本研究以黄土高原五种主要土壤为对象,通过室内试验,测定不同粒径范围,不同添加量生物炭处理的土壤饱和导水率,水分特征曲线,蒸发和入渗特性,分析生物炭对土壤水动力学特性的影响.主要结论如下: (1)采用定水头法,测定发现土壤的饱和导水率因土壤质地不同而存在差异.研究结果表明,生物炭的添加提高了塿土和风沙土的饱和导水率,黑垆土,黄绵土和沙黄土的饱和导水率却呈下降趋势.不同粒径,不同添加量的生物炭对土壤饱和导水率影响的变化趋势无明显规律. (2)利用离心机法测定土壤水分特征曲线,研究得出:通过比较分析发现,土壤质地对土壤持水性能的影响起主导作用.在不同质地的土壤中,生物炭的作用效果不同:生物炭对塿土水分特征曲线的影响不显著,能够显著提砂质土壤的持水能力;同时生物炭添加量越大,与对照相比,作用效果越显著;但生物炭粒径引起的持水曲线的变化规律不明显;采用van Genuchten模型对所测得的数据进行模拟的结果表明,使用vanGenuchten模型能够很好的模拟添加生物炭条件下的土壤水分特征曲线,相关性系数均在0.99以上,但根据实测值拟合得到的参数之间的变化规律不明显. (3)通过室内土柱模拟试验,分析生物炭对土壤水分蒸发和土壤含水率的影响,发现生物炭能够改善土壤蒸发性能.土壤中添加生物炭可以抑制土壤蒸发,延长土壤水分释放的时间,随着生物炭用量增加,粒径减小,抑制作用更加显著. (4)利用垂直一维积水入渗法测定土壤累积入渗量和入渗速率,结果发现:生物炭对土壤入渗特性的影响因土壤质地的不同而不同,它能够降低砂土的入渗能力,但对粘土的入渗能力起到促进作用;用Philip和Kostiakov入渗模型分别对实测结果进行模拟,结果表明Philip模型更适合添加了生物炭的土壤模拟,但拟合参数没有明显规律.

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