膠結(jié)物質(zhì)對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的影響及土壤性狀對(duì)酸化的響應(yīng)研究.pdf

1、土壤孔隙是影響土壤結(jié)構(gòu)的重要因素，也是水分、養(yǎng)分和氣體的運(yùn)輸通道，是土壤中的動(dòng)植物和微生物的生活空間，因此研究孔隙的相關(guān)影響因素對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)都有重要意義。土壤酸化是當(dāng)今一大環(huán)境問題，酸化會(huì)導(dǎo)致土壤各項(xiàng)理化性質(zhì)的退化，對(duì)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展造成危害。因此研究土壤對(duì)酸化的響應(yīng)過程和機(jī)制，對(duì)于防治土壤酸化具有現(xiàn)實(shí)意義。本研究以土壤孔隙和土壤酸化為主題，分析不同膠結(jié)物質(zhì)對(duì)土壤孔隙分布的影響，研究酸化過程中土壤物理、化學(xué)性質(zhì)的變化。主要結(jié)

2、果如下:
　　1、氧化鐵和有機(jī)質(zhì)是土壤結(jié)構(gòu)的主要膠結(jié)物質(zhì)，孔隙大小和分布(PSD)是土壤結(jié)構(gòu)研究的重要內(nèi)容。以第四紀(jì)紅土發(fā)育的紅壤為材料，經(jīng)去除氧化鐵和有機(jī)質(zhì)處理后，分別用壓汞儀(MIP)和氮?dú)馕椒?NAI)測(cè)定孔徑0.37-100μm和0.001-0.1μm的孔隙。紅壤孔隙大小分布以5-0.1μm孔隙為主，土壤去除氧化鐵和有機(jī)質(zhì)后的總孔體積和總孔隙率顯著降低，尤其以氧化鐵的影響更為明顯。孔隙大小分布(PSD)分析表明，去除氧化

3、鐵和有機(jī)質(zhì)顯著降低＞75μm孔隙體積，而＜5μm的孔隙體積增大。氮?dú)馕椒y(cè)定的土壤BET比表面積和BJH孔體積發(fā)現(xiàn)，去除氧化鐵顯著降低比表面積，而去除有機(jī)質(zhì)增大比表面積。去除氧化鐵使0.01-0.025μm和0.025-0.05μm孔隙含量增大?？傮w而言，紅壤中氧化鐵對(duì)土壤孔隙率和大小分布的影響顯著高于有機(jī)質(zhì)。
　　2、多重分形理論可分析土壤孔隙分布的復(fù)雜度和異質(zhì)性。對(duì)壓汞法測(cè)定的土壤孔隙數(shù)據(jù)進(jìn)行多重分形分析發(fā)現(xiàn)，去除氧化鐵和有

4、機(jī)質(zhì)降低了多重分形奇異譜的全寬△α值，說明氧化鐵和有機(jī)質(zhì)能促進(jìn)土壤孔隙分布的復(fù)雜度。土壤去除氧化鐵使多重分形奇異譜變得更對(duì)稱，有機(jī)質(zhì)的作用次之，說明土壤氧化鐵對(duì)土壤孔隙分布異質(zhì)性的影響比有機(jī)質(zhì)明顯。去除氧化鐵和去除有機(jī)質(zhì)的信息維數(shù)D1、關(guān)聯(lián)維數(shù)D2都顯著大于原土，說明去除氧化鐵和去除有機(jī)質(zhì)后，使原本含量較多的孔隙減少，增加了其他孔徑的孔隙含量，使得孔隙分布的集中度減小，孔隙分布更均勻。
　　3、為了研究不同類型土壤對(duì)酸化的響應(yīng)，采

5、用電動(dòng)模擬土壤酸化過程。經(jīng)電動(dòng)模擬酸化后，土壤出現(xiàn)明顯的pH梯度變化，土壤越接近陽極，pH值越低。土壤原始pH值越高，酸化后pH下降得越多;中性的水稻土和潮土最容易被酸化。土壤越接近陽極，土壤交換性酸含量越高;土壤有機(jī)質(zhì)含量越高;交換性Ca2+、交換性Mg2+、交換性K+和交換性Na+濃度越低。交換性Ca2+和交換性K+受土壤交換性酸含量變化影響較大。酸化后土壤pH降低，土壤的抗壓強(qiáng)度也降低，但形變量沒有明顯變化規(guī)律。原土總孔隙含量并不