生物炭对不同质地土壤结构及水力特征参数影响试验研究

摘要

近些年，国内外对生物炭改良土壤的研究成为人们关注的热点问题。本论文通过室内试验，研究秸秆木炭、花生壳炭对砂土、粉砂壤土的土壤结构（容重、总孔隙度）、水分含量（饱和含水量、毛管含水量、田间持水量）及水分特征（饱和导水率、扩散率、水分特征曲线）的影响，并对生物炭改良土壤的作用机理进行了分析及探讨，得出主要结论如下：
　　生物炭能有效降低砂土、粉砂壤土容重。添加生物炭后，两种土壤容重明显比对照减小；且随着生物炭含量的增大，砂土、粉砂壤土的容重呈减小趋势，两种土壤均在0.15g·g-1处理时容重最小。生物炭对砂土、粉砂壤土总孔隙度的影响规律不同，添加生物炭后，砂土总孔隙度明显比对照增大；且随着生物炭含量的增大，砂土总孔隙度呈增大趋势。相同配比下花生壳炭对砂土容重及孔隙度的改良效果比秸秆木炭更佳。由土壤水力参数连续综合测试系统测定生物炭对砂土孔隙度的影响，得出添加生物炭减小砂土大、中孔隙度，增大砂土小孔隙度。粉砂壤土添加生物炭后，在0.15g·g-1处理时土壤总孔隙度比对照略大，在0.05、0.1g·g-1处理时总孔隙度比对照减小，生物炭对粉砂壤土总孔隙度的改良效果不明显。
　　生物炭能有效增加砂土的水分含量（饱和含水量、毛管含水量、田间持水量）。添加生物炭后，砂土水分含量明显比对照增加；随着生物炭含量的增大，砂土水分含量呈增大趋势；生物炭添加量为0.15g·g-1时砂土水分含量最大，且花生壳炭对砂土水分含量的改良效果最佳，秸秆木炭次之。生物炭对粉砂壤土水分含量的影响同对孔隙度的影响规律相同，即在0.15 g·g-1处理时比对照略大，在0.05、0.1g·g-1处理时比对照减小，说明孔隙度是影响土壤水分含量的主要因素。
　　生物炭能有效改良砂土的持水特性（饱和导水率、扩散率、水分特征曲线）。添加生物炭后，砂土饱和导水率、扩散率()D?明显比对照减小，相同土壤吸力下，土壤含水量较对照明显增大；随着生物炭含量增大，砂土饱和导水率、扩散率()D?呈减小趋势，相同土壤吸力下，土壤含水量呈增大趋势；两种生物炭添加量为0.15g·g-1时，砂土持水性较其他处理均好，花生壳炭对砂土持水性的改良效果优于秸秆木炭。由土壤水力参数连续综合测试系统测定砂土低压水分特征曲线，得出生物炭提高了砂土的持水性，这与压力薄膜仪测试结论一致。添加生物炭后，粉砂壤土饱和导水率较对照明显增大，生物炭含量越高，饱和导水率越大；添加量为0.05、0.1 g·g-1时扩散率比对照减小，添加量为0.15 g·g-1时扩散率比对照增大；相同土壤吸力下，添加量为0.15 g·g-1时土壤持水性较对照略高，添加量为0.05、0.1 g·g-1时，土壤持水性减弱。由此看来，生物炭添加量较大时才能提高粉砂壤土持水性。

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插图和附表清单

1 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 生物炭概述

1.3 论文研究目的

1.4 论文研究内容

1.5 论文技术路线图

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验设计

2.3 测试方法

2.4 数据分析

3 生物炭对不同质地土壤容重、孔隙度的影响

3.1 生物炭表面结构

3.2 生物炭对砂土、粉砂壤土容重、孔隙度的影响

3.3 小结

4 生物炭对不同质地土壤水分含量的影响

4.1 生物炭对砂土饱和含水量、毛管含水量、田间持水量的影响

4.2 生物炭对粉砂壤土饱和含水量、毛管含水量、田间持水量的影响

4.3 小结

5 生物炭对不同质地土壤水分特征的影响

5.1 生物炭对砂土、粉砂壤土饱和导水率的影响

5.2 生物炭对砂土、粉砂壤土扩散率的影响

5.3 生物炭对砂土、粉砂壤土水分特征曲线的影响

5.4 小结

6 生物炭对砂土低吸力水分特征曲线的影响

6.1 测试方法及试验设计

6.2 试验结果分析

6.3 小结

7 结论与建议

7.1 主要结论

7.2 展望

致谢

参考文献

作 者 简 介