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1、第28卷第4期西北农业大学学报Vol.28No.42000年8月ActaUniv.Agric.Boreali-occidentalisAug.2000[文章编号]1000-2782(2000)04-0028-06⒇温度对非饱和土壤水分运动的影响刘思春,张一平,朱建楚,马爱生(西北农林科技大学资源与环境科学系,陕西杨陵712100)[摘要]研究了不同温度下,土壤水势(j)和土壤含水量对土壤水分运动的影响。结果表明,在相同温度下,提高j(或增加土壤含水量)可提高非饱和土壤导水率(K),并有黄绵土>土娄土的趋势。根据K的对数值与j拟合出线性方程,在生产实践中测定j
2、值,用此方程可计算出K值,随着土壤含水量增加,K也提高,且呈正相关,在同一土壤含水量条件下,增加温度可提高K,增加幅度土娄土>黄绵土。由K对数值与温度(t)回归出线性方程可看出,土娄土和黄绵土的水势温度效应(dj/dt)与K温度效应(dlnK/dt)随j增加而降低。[关键词]非饱和导水率;土壤水势;温度;导水率温度效应(dlnK/dt)[中图分类号]S152.7+2[文献标识码]A目前对土壤水分能量的研究,不只是着眼于土壤本身,而是把土壤-植物-大气作为[1～3]一个连接体系,统一考虑其能量关系,这是土壤水分能量研究的必然趋势。在土壤水分运动研究中,有关土壤
3、水分运动参数与土壤水势关系的研究虽有报道,但均未考虑温度[4,5]因素,达西定律也未考虑由于温度不同所导致的水流通量变化。但非饱和流是土壤中常见的水分运动方式,特别在干旱、半干旱地区更是如此。由于这些地区气温日变幅较大,相应土壤上下层温差大(即土壤垂直方向温度梯度较大),因此,在这些地区的土壤水分研[6]究中,更应重视温度对土壤水分运动的影响。本研究利用稳态流法测定非饱和土壤导水率,对土娄土、黄绵土在不同温度条件下,重点就非饱和土壤水分运动参数与水势(含水量)的关系进行了初步研究。1材料和方法1.1材料选择陕西省杨陵土娄土和延安黄绵土两种土壤作为供试土样,其
4、基本性质见表1。表1供试土样的基本性质各级颗粒含量/(g·kg-1)深度/有机质/比表面/土样cm(g·kg-1)(m2·g-1)1.0～0.25～0.05～0.01～0.005～<0.0010.250.050.010.0050.001土娄土0～2011.42789.674.0403.0136.0176.0201.4黄绵土0～207.1524627.0181.0529.064.087.0116.0注:有机质用重铬酸钾容量法测定;比表面用乙二醇乙醚吸附法测定;颗粒含量用六偏磷酸钠为分散剂的吸管法测定。⒇[收稿日期]1999-08-04[基金项目]国家自然科学基
5、金资助项目(48970035)[作者简介]刘思春(1962-),男,农艺师。第4期刘思春等:温度对非饱和土壤水分运动的影响291.2方法用直径80mm,长138mm的塑料筒,装入通过2mm筛孔的土样,制成长130mm3的人工土柱,土柱容重1.35g/cm,将每个土样土柱的起始含水量配成240g/kg,在塑料筒上的两小园孔中插入水银张力计(南京土壤研究所物理室U型管式),筒上下加盖密封,放入恒温箱内,使张力计的上部露于箱外,同时在箱内放置一温度计,在恒温下平衡。平衡后,示差张力计一端的密封盖换为有孔盖,用以控制蒸发速率,使蒸发速率保持相对稳定,土柱中的水即会由
6、于蒸发而向蒸发面流动。用称重法确定土柱内水分含量变化,分别记录同一温度下,含水量为240,235,230,220,210,200,190,180和175g/kg时的张力计读数,以及各含水量变化阶段所需时间及土壤水分质量减少量。恒温箱用日本岛津公司WMNK-402型温度指示控制仪控温。土壤非饱和水与饱和水的运动规律一样,也符合达西定律,即土壤水流通量与作用的水势梯度成正比。在一短水平土柱中,土柱的一端保持相对稳定的蒸发条件,水流便通过-1[7]一定长度的土柱以稳定流速向蒸发面传去。土壤非饱和导水率K(μm·d)公式为:ΔW24LK=-ΔtS2Δh式中,ΔW为两
7、次称重差(g);L为张力计两陶土头之间距离(cm);Δt为两次称重段间隙2-时间(h);S为蒸发面积(cm);Δh为两陶瓷头间吸力差(kPa)。2结果与讨论2.1温度与土壤水势和导水率的关系温度与土壤水势和导水率的关系见图1,2。温度对土壤水势具有明显的影响,在一定含水量时,土娄土、黄绵土皆呈现随温度升高土壤水势增大的趋势,在测定的含水量范围内,温度与土壤水势之间呈线性极显著的正相关(图1,2),相关系数(r)土娄土为0.988～0.999,黄绵土为0.998～0.999(n=5),其温度与土壤水势间回归方程如表2所示。因此,温度升高有助于土壤水分能量的提高
8、。图1土壤水分特征曲线1.15℃;2.20℃;3.2
