生物炭对黑土区土壤水分及其入渗性能的影响

摘要：

为探究黑土区施用生物炭对土壤水分及其入渗性能影响的持续性,2016-2018年连续3年在东北黑土区进行了单次施加生物炭(75 t/hm2,BC处理)和不施加生物炭(CK处理)的室内外对比试验,分析各土层土壤含水率及土壤水分入渗过程.结果 表明:施加生物炭可增加各土层土壤含水率,使其极值比Ka和变异系数Cv减小,且土壤含水率、Ka、Cv的变化幅度均随生物炭施用年限增加而减弱,2016-2018年苗期耕层土壤含水率增加最多,分别增加了14.54％、11.48％和7.08％;施加生物炭明显增大了土壤累积入渗量、土壤入渗速率,增强了土壤入渗能力,促进了湿润锋的运移,各年份BC处理土壤累积入渗量由大到小依次为2016年、2017年、2018年,初始入渗速率fl分别增加了70.48％、58.98％和48.41％,土壤稳定入渗速率fc由大到小依次为2016年BC处理(1.65 mm/min)、2017年BC处理(1.22 mm/min)、2018年BC处理(1.17 mm/min)、2016年CK处理(0.46 mm/min)、2017年CK处理(0.43 mm/min)和2018年CK处理(0.38 mm/min);2016-2018年中,2016年BC处理湿润锋运移距离最深(32.24mm),各表征土壤入渗性能的指标均于生物炭施用当年效果最优,而后逐年减弱;土壤累积入渗量与时间具有幂函数关系,湿润锋运移距离与时间具有三次函数关系,R2均在0.963 ～0.998之间;Philip、Kostiakov、Horton 3个入渗模型拟合对比结果表明,Kostiakov模型R2最高(0.946 ～0.991)、RMSE最小(0.516 ～ 1.941 mm/min),拟合参数与实际情况相符,故本研究中Kostiakov模型拟合的土壤水分入渗过程最优.本研究可为东北黑土区施加生物炭后改良土壤水分入渗过程提供理论依据.

关键词：生物炭、土壤含水率、累积入渗量、湿润锋、入渗速率、入渗模型

所属期刊栏目：50

分类号：S156.2;S152.7+2(土壤学)

资助基金：国家自然科学基金项目51479033;黑龙江省博士后面上资助经费项目LBH-Z17017;东北农业大学农业农村部农业水资源高效利用重点实验室开放项目2017009

在线出版日期：2019-10-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：290-299