土壤学的主要内容(6篇)

时间:2024-10-24 来源:

土壤学的主要内容篇1

关键词:深沟;造林;秸秆;土壤;变化

中图分类号:S7文献标识码:A文章编号:16749944(2017)03009802

1引言

土地荒漠化在我国较为严重,如我国西北一带地区,水土流失严重,风沙较大,植被生长的环境较为恶劣。同时,土地荒漠化不仅仅是我国突出的环境问题,也是世界突出的环境问题,因此,这就需要加大治理的力度,维护生态的发展。随着我国经济的发展,科技的进步,相关部门也加大了对土地荒漠化的治理。深沟造林覆盖秸秆的方式,不仅能够改良土壤,增加土壤容量,还能够为林木的生长提供水资源的供给,使得林木成长势头较好。目前,秸秆技术在我国土地荒漠化的地区使用较为频繁,它不仅能够减少水分散失,还能够提高土壤肥力。尤其是一些风沙较大地区,通过深沟造林的方式,还能够截留风沙所携带的物质,增加林木周围的有机物运动。

2材料与方法

2.1试验地分析

本研究主要是2012~2016年在新疆盆地林地内进行。盆地属于干旱区,常年高温,降水量较少,蒸发量较大,且盆地内水土流失较为严重,有关部门需要加大治理的力度,使其能够得到绿化,为当地经济的发展作出一定的贡献。盆地内土壤养分较低,盐分较高,本实验选取此地,主要是为了通过秸秆覆盖查看其前后的土壤和盐分变化,查看秸秆技术能否应对这两类问题,如果可行,应当在这种类型的土地上加以实施,如果前后无任何变化,则找出相应的影响因素,并进行相应的改进。

2.2试验的方法

研究主要选取了面积为15000m2的试验区,然后工作人员利用机械设备挖出深沟。将苗木种植到沟里,先不急于灌溉,把一定量的麦秆铺在沟里,麦秆的长度一般在5cm范围内。本试验主要采用对照的方式,通过对比反映出相应的试验结果。因此,工作人员会在两个同等的沟里试验区A和试验区B,种植一样品种的树种。试验区A在深沟65cm的时候铺上秸秆,而试验区B在65cm处不铺设秸秆。然后对照两者的试验结果。另外,在土壤的测定标准有:颗粒、饱和度等,盐分的测定主要有:总盐、SO2-4等。试验数据主要采用Excel和SPSS软件来加以统计。

3结果与分析

4讨论

4.1对土壤改良的影响

通过上述试验可知:秸秆能够改良土壤,秸秆在铺设之后,会吸引一些小虫子,提高树木周围生物的活动量。秸秆和动物尸体在腐烂之后,出现了微生物活动现象,这样一来,不仅有利改良土壤,对于树木的生长也是极为有利的。再有,由于秸秆和微生物增加了土壤的容量,增大土壤的空隙。在没有铺设秸秆之前,土壤只是服务于林木,土壤内部也少有微生物的介入,所以土壤的容量一般,空隙一般,在这种土壤环境中生长的林木,由于没有足够的土壤养分,因此,大多数林木成长的速度较为缓慢。另外,试验人员在初期覆盖秸秆的过程中,土壤的变化还不很大,但是随着铺设的时间越来越长,土壤的变化也就越来越显著。试验表明:在我国一些干旱少雨的地区可以实施深沟秸秆覆盖的方法,它不仅能够解决水土流失问题,对于当地的绿化也是有着不可忽视的作用的。而且,如果在干旱风沙地带开展深沟造林,还能够截留下大风所携带的物质,有利于改良林木土壤,使得林木能够健康生长。

2017年2月绿色科技第3期

陈宝玉:深沟造林条件下秸秆覆盖对土壤养分和盐分变化的影响资源与产业

4.2盐分运动的影响

经过试验发现,深沟的盐分从土壤表层到深层呈现不断增大的态势,这一态势的原因主要有:由于采用了深沟造林的方式,所以在一定程度上降低了植被的高度,这样一来就可以达到集水洗盐的效果。另外,秸秆覆盖的方式,能够抑制水分的蒸发,从而达到盐分上升的效果。深沟中覆盖秸秆,使得水分不易扩散,起到了集聚水分的作用。林木的生长最需要的水资源,但这不意味着水越多越好,而是要掌握一定的度,一般情况下,工作人员会采取滴灌的方式来保持水分。深沟中覆盖秸秆,既能够提供林木生长水分,又可以持续不断地补水,因此,试验中采取深沟秸秆覆盖的方式,林木的生长一般较好。参考文献:

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土壤学的主要内容篇2

论文摘要提出重庆市主城区园林土壤存在的主要问题,即偏碱、养分含量低和物理性质差等,并针对各种问题分别提出相应的化学措施、工程措施、生物措施、管护措施等,以期给园林建设提供参考。

土壤是城市生态系统的重要组成部分,是城市园林绿化必不可少的物质条件[1],直接影响着城市园林绿化建设和城市生态环境质量[2]。然而,由于园林景观和绿化效果主要是由植物直接来体现的[3],园林植物的质量易受到重视,而对于园林植物的生长基质——土壤的质量则往往考虑较少[4,5]。重庆主城区园林土壤来源复杂,相当数量的土壤存在ph值偏高、养分含量低、容重大、砾石含量高、质地黏重、通气性差等缺陷,直接或间接地带来了苗木成活困难、苗木成活后长势衰弱、后期管护困难等问题,严重阻碍了园林绿化又好又快的发展。目前,重庆市正在建设国家园林城市和森林城市,随着大量园林建设的进行,园林土壤的问题越发凸显。如何管理和改良园林土壤质量,为园林植物创造良好的生长环境,从而提高园林绿化建设的质量已显得十分重要。

1重庆主城区园林土壤存在的主要问题

重庆主城区位于四川盆地东部褶皱带的平行岭谷间,城市土壤以紫色砂泥岩风化物上发育的中性和石灰性紫色土为主[6]。园林土壤作为一种特殊的城市土壤,其特性不同于城市的一般土壤或农田土,其主要来自客土,很大一部分是外来土或添加物。重庆主城区内大量的城市建设使园林土壤土源复杂,土体层次紊乱,表土经常被移走或被底土掩埋,土层中常掺入底层僵土或生土,以及大量的砾石和建筑垃圾等;加之人类活动的强烈影响改变了土壤的理化性质,使其结构退化,养分缺失,影响了园林植物的生态绿化效果。重庆主城区园林土壤主要存在三大主要问题,即偏碱、养分含量低、物理性质差。

1.1土壤偏碱

重庆主城区大部分园林土壤的酸碱性为中性偏碱,ph值在7.0~8.5,其中还存在着一定数量的强碱性土壤(ph值>8.5),对桂花、香樟、雪松、杜鹃、山茶等喜酸性园林植物而言,这样的土壤条件会大大降低其种植成活率,严重影响其生长。

1.2土壤养分含量低

重庆主城区园林工程进行填埋建植的土壤主要有建筑过程中挖掘出地下未充分熟化养分贫瘠的土壤、混合了建筑垃圾的施工剩土、山地土壤,其土壤有机质含量及氮、磷含量都普遍偏低。据调查,重庆市街约55%的土壤有机质含量偏低,约40%的土壤有效氮含量偏低,约60%的土壤有效磷含量偏低,速效钾含量中等[7]。这样的养分含量水平容易导致植株恢复缓慢、生长受阻。加之对园林绿地养分的补给往往不能使其土壤肥力达到平衡,土壤肥力呈逐渐下降的趋势,制约了城市绿地生产力的提高。

1.3土壤物理性质差

重庆主城区地形以丘陵为主,地形起伏大、水土流失特别严重,土层侵蚀和堆积作用频繁[6],加上广泛分布的紫红色砂岩和页岩夹杂在土层中,在建筑施工时极易致使大量的岩石侵入栽植土壤中,一些栽植土壤还含有大量建筑碎石、砖块、水泥、石灰等建筑垃圾。未清除这些侵入体就地栽植,特别是栽植大树,容易导致泥团外露、苗木泥团周围形成空洞、水分和养分流失、新生根系生长困难等,最终将导致苗木死亡。重庆主城区园林土壤的容重偏高,由于施工压轧、行人践踏、硬化铺装等人为活动,土壤的结构被严重破坏,有的土壤容重高达1.60~1.80mg/m3[7]。特别是大量行道树的根系被挤压在硬化路面下有限的土壤中,直接造成土壤水气循环受阻等不利条件,使得根系发育受阻,树木生长困难,对直根系的乔木类园林植物危害尤其严重。

2土壤改良措施

2.1偏碱土壤的改良措施

2.1.1化学措施。①离子中和。改良偏碱土壤的常用措施,对于大面积的偏碱土壤改良较适合。主要是通过强酸根离子将土壤中的碱性离子中和,达到降低土壤碱性的目的,如施用硫磺、硫酸亚铁、柠檬酸等。在实际应用时,要确定用量的大小,一般应通过测定土壤的总碱度再计算出相对精确的用量,也可以根据中和试验筛选出相对合适的用量。②施有机肥。有机肥料含有许多腐殖酸等酸性物质,可中和土壤中的碱性物质,防止土壤板结,促进土壤形成团粒结构;它还具有很强的螯合能力,能交换土壤团粒上的致碱离子。不仅能降低土壤酸碱性,还能改善土壤物理性质、提高土壤肥力。

2.1.2工程措施。①穴土置换。局部土壤的改良措施之一,对于栽植树木的偏碱土壤改良较适合。在开挖需要种植喜酸性园林植物的栽植坑时,适量放大树坑,栽植前,在树坑中填入原本酸性的或者经过化学改良好的偏碱栽植土,使植物根部周围的小范围内的土壤酸碱性得到改善,以维持树木生命力,待树木生根发芽后其对碱性危害的抗性增强。②挖沟排水。土壤中的致碱物质主要是水溶性盐或碱性物质,地表水能溶解表层土壤中的致碱物质,再通过挖沟排水,把含有致碱物质的土壤深层水排出,达到有效降低致碱物质含量从而降低土壤碱性的目的。同时,应控制好排水沟的密度和深度,可以对排水沟进行加盖和装饰,这样既能防止意外发生,又能提高景观质量。

2.1.3生物措施。①栽植耐碱园林植物。一些园林植物本身具有一定的耐碱能力,如海桐、木槿、柽柳、石榴、栾树、椰树、仙人掌、康乃馨等。这些园林植物都能在ph值7.5~8.5的碱性土壤中生长发育。对于ph值8.5以上的强碱性土壤,因为其高碱性对土壤水肥平衡和园林植物生理代谢的强烈影响,对这些耐碱园林植物的生长发育也会产生危害,应该先改良再栽植。②栽植绿肥植物。一些绿肥植物在生长过程中吸收土壤碱性物质,同时又能在其根部分泌酸性物质以及其根瘤腐化后能在土壤中残留酸性物质。因此,栽植绿肥植物能达到降低土壤酸碱性的目的,可以用作碱性土壤生物改良的绿肥植物有麦草、黑麦草、燕麦、绿豆、苜蓿等。对于新建设的单位、公园、小区等绿地,可以利用这种方法进行改良。

2.2养分不足土壤的改良措施

2.2.1有机肥料培肥。有机肥料含有丰富的有机质,能协调土壤中的水、肥、气状况,促进微生物的活动,从而保证植物生长的养分需求。常见的有机肥有泥炭、油饼、鸡粪、菌包等。在新建绿地过程中,对于土壤养分不足的绿地,首先要施入足够的有机肥,具体做法是,栽植乔木前把有机肥和栽植土混合后填于树坑底部;栽植灌木或地被植物前在表土上均匀地撒上一层有机肥,再翻耕于土壤中。对现有绿地也应追施有机肥,补充土壤的养分库。具体做法是,乔木绿地可以转孔施肥,灌木或地被植物绿地可以沟施或撒施。

2.2.2化学肥料培肥。施用化学肥料是目前绿地补充土壤养分的最主要手段,但是由于化肥养分的单一性,长期施用将造成土壤养分的不平衡,特别是不科学的施用方法将引起土壤板结,恶化土壤环境,影响园林绿化可持续发展。测土配方施肥是解决施用化肥造成土壤养分失衡的有效途径。一种方法是测土施肥:先化验土壤,根据土壤养分状况,再根据植物的需肥规律,计算出一个经济合理的施肥量,这是最科学、准确的施肥方法。另一种方法是配方施肥,配方肥是根据不同植物的需肥特性配制化学肥料配方,根据植物种类和生长状况选用适合的配方,这种方法虽没有考虑土壤的状况,但也算相对合理[8]。

2.2.3商品化复合改良剂培肥。与常见的有机和无机肥料相比,商品化复合土壤改良剂具有更快速的改良效果,其主要成分有矿质养分、有益活性微生物、生长激素等,其作用机理为促进土壤养分转化,降低土壤中有害物质的活性,促进土壤生态系统恢复。在园林建设中,利用商品化复合土壤改良剂,能在较短的时间内达到改良土壤的效果,提高绿地的绿化质量。

2.3物理性质差土壤的改良措施

2.3.1工程措施。①清除砾石和建筑垃圾。对于有大量的岩石、砖块、水泥、石灰等侵入体的栽植土壤,必须清除这些危害因素,最好对要栽植植物的表层土进行翻耕,在翻耕的过程中去除。②防止压实。在绿地平土和栽植植物时,采用人工驳运和回填,尽可能地减少机械作业,防止压实土壤。对建好的绿地进行防护,防止人为的践踏。③开沟排水。开沟排水能防止植物根部积水,缓解水气矛盾。一般来说,排水沟应略低于园林植物根系深度,以保证园林植物根系周围地下水的排出。应根据土壤情况和对园林景观的影响确定间距大小。④利用有机覆盖物。有机覆盖物是目前国外城市地表覆盖中比较盛行的一类覆盖物质,主要有废弃的树皮、核鳞、树叶、松针、木片、草叶等植物材料。有机覆盖物能改善土壤理化性质,能减轻环境胁迫对植物生长造成的不利影响,还具有防尘、装饰的功能。⑤采用透气透水材料。采用加放人工透气管的方法改善乔木根部透气性。具体做法是,将塑料管用无纺布包裹两头,空档处填满珍珠岩,放置于树木根部,管长以从园林植物根部至地表为宜,人为地在土壤中营造出透气空间,从而改善园林植物根部的透气性。

2.3.2管护措施。翻松培肥,通过翻松土壤打破板结层,增加土壤的通透性,使土壤容重变小,孔隙度增加,好气性微生物活动增强,养分得到释放。在翻松土壤的过程中,可以往土壤中掺入泥炭、树皮、树叶、珍珠岩等,增加土壤中的孔隙,使土壤的容重降低,从而改善通气状况。

3结语

园林土壤的重要作用决定了对其改良的工作是个重要的过程,而其特殊性质又决定了对其改良又是个长期的过程。在园林绿化建设中,通过多种改良措施为园林植物创造一个良好的生长条件,对园林植物在种植后成活和恢复生长能发挥巨大的作用,是提高园林绿化质量的根本基础。同时,与具体的改良措施相比,园林土壤的质量管理也非常重要,通过建立科学的园林土壤准入体系、珍惜保护土壤表层土、建立适合园林绿化的栽植和养护规范、控制土壤污染等手段,能有效地促进园林土壤的改良和保护,是提高园林绿化质量的有力保障。

4参考文献

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土壤学的主要内容篇3

[关键词]大机械;土壤结构性特征;压实

中图分类号:F284文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)26-0301-01

当今时代是个科技快速发展的新时代,农业生产中大型机械的运用也愈加广泛。大型机械在耕作中的应用具有高效率、使农业高集约化的作用,是农业发展的积极推动力。土壤在机械化的作业中,不可避免的会结构上的变化,国内外对于这方面也多有研究,其中机械压实是主要的研究方向,在最先关注此问题的欧美各国,对机械对土壤的压实作用进行了详细的研究,得出机械压实土壤后会破坏土壤原有的结构,对农作物生产产生负面影响的结论。在耕地作业中使用大型机械设备带来的影响不只是土壤压实一方面,还会造成土壤疏松,但同时关于压实和疏松研究大机械对土壤影响,还未曾出现。黑土区是我国农业生产十分重要的耕作区,黑土土壤本书抗蚀性不佳,再加上人为和自然因素对其施加的影响,造成黑土土壤侵蚀严重。针对东北黑土耕地区本身存在的一些土壤现状,分析研究其机械耕作前后土壤结构的变化和由此对农业生产带来的影响,为大机械的科学化作业和土壤保护提供可靠的依据。

1.具体研究区域和方法

1.1研究地区自然条件

被研究区域为黑龙江省克山县克山农场,地势高低不平,海拔和平均坡度分别为240到340米,3度,该区域土壤绝大部分为黑土,小部分草甸土分布于低洼地带。该地区气候类型为温带大陆性季风气候,每年十一月到第二年四月中旬为土壤的结冻期,深度最大达到215米。

1.2具体的研究方法

由于马铃薯的生长和成熟过程对土壤条件有严格的要求,因此研究对象选择分别由大、中型机械耕作的马铃薯田为最佳。2006年九月到十月的耕地,在收获农作物前后以及土壤深松以后,在样田选择六个研究样点,从地面0厘米土层开始到80厘米垂直土层内,每10厘米布设和选取一个样点,3次处理过后重复。

主要使用的大机械有两种,一种是卡特公司(美)的MT865履带式拖拉机,一种是GRIMME公司(德)的V562-815轮式马铃薯收获机。选取的中型机械是我国东方红-1002履带式拖拉机。

确定好样地已经作业机械后,可对土壤的硬度进行性质测定。使用TE-3型土壤硬度计来测定土壤硬度,使用规格为100CM3的环刀对土壤孔隙度以及容重进行测定。

1.3实验数据的处理

主要使用EXCEL软件以及SigmaPlot科学绘图软件进行实验数据的处理,结果实施T检验。

2.实验结果分析

2.1土壤硬度与机械耕作的关系

机械在马铃薯样地耕作过程中,土壤结构产生最明显变化的是收获与深松的过程,大中机械性能存在差异,因此作业土壤的硬度变化垂直产生一定的规律性,0至80公分的土层内,大型机械对土层硬度的影响分三层,分别为耕作区与压实积累区和无影响区,中机械作业后土壤的硬度也有以上三层分区,但每层变化较大机械作业浅,对17.5公分到30公分的土壤硬度影响最大。大型机械进行收获和深松工作后土壤硬度与收获前相比明显降低;而中型机械作业土壤的前后变化在0至17.5公分处于大型机械相同,幅度较小。机械结构功能与样地土壤深度和硬度具有紧密关系,所以产生以上的影响。

就作业深度来说,大型深松机比中小型联合整地机达到的深度要深许多,有的机械带有的铲尖还可以防治土壤形成新的结板层,因此大型机械对于土壤影响的强度和效力更加明显。实验表明,压实积累区在机械作用下产生如下规律性表现:机械作业时对土壤的碾压次数随着深松、收获后、收货前不断增多,土壤的硬度也随着碾压的增多而增加。大型机械在压实积累区对土层硬度的影响比中型机械深10厘米,范围也要更大,由此可看出大型机械压实土壤主要是在土壤的压实积累区,以下土层的土壤硬度各种机械都无法产生影响。

2.2土壤容重与机械耕作的关系

土壤的孔隙分布和紧实程度的特性可有土壤容重反应出来,土壤容重对于土壤水气热的具有一定程度的影响,进而可对土壤上的作物产生影响。根据以上的实验结果表明大中型机械在作业过程中都会对土壤的容重产生一定影响,但影响明显不同。中型机械可逐渐增加土壤容重而大型机械则降低容重,因此大型机械收获作物的过程也是疏松土壤的过程,虽然效果并不明显。大型机械在作业时,在非耕地的下层土壤层的容重影响主要是压实积累,但对非耕作的下层土壤和耕作土壤人的容重都未有明显影响,所以大机械与土壤的关系仍主要是良性的。中型机械在耕地收获前和整地后对土壤容重的影响表现为改良和压实,但对容重的影响还是以压实为主。

2.3土壤的非毛管孔隙度和毛管孔隙度与机械耕作的关系

土壤的非毛管孔隙度/毛管孔隙度是反应土壤水分的重要指标,土壤水分的各方面变化都与非毛管孔隙度/毛管孔隙度有着重要关系。大型机械可使耕作表层土壤NCP/CP增加,但对非耕作的深层土壤影响不大。实验证明土壤的大机械作业与土壤结构的关系还是良性关系,产生的效应也以正效应居多;中型机械则与土壤良性关系不明显,主要是压实土壤。大型机械的耕作方式可对土壤形成一定的保护性,但同时也会由于对土壤深层结构的搅动,加速土壤的消耗。研究显示,大机械的深松作业,最佳位置为板结层以下2至3公分处,此处既可使土壤板结层破除,又可减轻作业机械燃料消耗与零件磨损,因此在大机械耕地作业时,需对土壤结构和水分等特性进行详细了解,以此选择正确的作业方式和土壤适宜深度,达到减轻水土流失的效果。

结语

1)土壤与机械耕作的关系存在积极和消极两方面。大型机械的影响主要是疏松土壤,并对耕作表层土壤具有改良作用;中型机械则会由于耕作中促成土壤形成新的结板层,因此对土壤有不利的影响。

2)大中型机械对土壤硬度的影响均存在耕作区、压实积累区和无影响区三个层面的变化,但中型机械的影响较轻,且会形成土壤板结层。

3)耕作区表层土壤的容重会在大机械的作用下降低,深层非耕作土壤的容重则会增加;中型机械对耕作区土壤容重的影响主要是新结板层形成的关系,深层非耕作区的容重会因压实而增加。

4)大型机械对耕地表层土壤非毛管孔隙度/毛管孔隙度的影响会对土壤产生积极的作用,中型机械与土壤非毛管孔隙度/毛管孔隙度的关系并不明显。

参考文献

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土壤学的主要内容篇4

关键词:獾子;战国车马坑;土壤;黏粒矿物;线收缩率

中图分类号:K854.3文献标识码:A文章编号:1000-4106(2013)01-0082-04

前言

为配合南水北调引江济汉工程建设,湖北省文物考古研究所组织力量,对工程涉及的地处荆门市沙洋县后港镇松林村二组的严仓墓群的獾子冢主墓(M1)和车马坑进行了抢救性发掘,清理了大型楚墓一座和车马陪葬坑两座。由于两座车马坑保存状况良好、观赏价值较高,文物科技保护工作人员对其中的两乘车马进行了整体搬迁,现存放于荆门博物馆临时库房内。在存放过程中,搬迁车马由于土体干燥失水,发生了严重的收缩开裂。为了科学合理地拟定后续保护修复方案,并顺利开展复原展示工作,对搬迁车马土体进行了系统的、有针对性的分析研究。

一搬迁车马保存现状及典型病害

1.搬迁车马土体病害

图版35是在发掘现场渍水饱和的车马土体,图版36为搬迁后的车马土体由于失水收缩而造成的龟裂和纵贯车体的裂纹。

车轮发掘后由于和周围土体剥离引起的卸荷作用而产生的裂纹,见图版37。车轮土体发掘后由于应力而造成的局部崩裂,见图版38。

2.临时存放库房内温度、相对湿度监测

库房环境监测选择温度和相对湿度两个参数,采用一个温、湿度计来进行测量,人工记录温湿度数值。并同时对库房内的水分凝结状况、车马土体表面的霉菌滋生和发展情况进行记录。根据室内实际情况,采用人工干预进行主动通风换气,改善和调整库房内的温、湿度水平。观察车马比较明显的状态变化,对显著病害比如土体的开裂等进行描述和测量记录。整个记录过程包括两个时间段:从2010年11月3日开始,车马从发掘地搬迁进库房后进行记录,到2010年12月9日,为第一个阶段;2011年5月19日到2012年2月9日,为第二个阶段(见图1)。

在监测过程中,记录到的最高温度为2011年8月17日的32℃,最低温度为2012年2月3日的5℃。记录到的最高相对湿度为2010年11月17日的96%,最低相对湿度为2011年10月14日下午通风后的40%。除过通风换气造成的相对湿度较大幅度降低之外,目前存放车马的简易库房内的相对湿度基本稳定在88%左右,形成了一个湿度水平相对平稳的保存环境。

二车马出土所在地的地质状况调查

沙洋地区位于湖北省江汉平原西北部,属中生代以来沉降带,是江汉盆地的组成部分。

地层特性:区内为新生代第三系地层和第四系松散堆积物。上层是第四系全新统,由亚黏土、亚砂土及黏土层组成。中层由中、上更新统组成,主要岩性是一套砂砾石,厚30-50米。下层是由第四系下更新统和第三系组成,下更新统是一套砂砾石层,第三系是一套成岩较差的黏土层、泥灰岩及砂岩。中下两层间有一厚度不等的黏土层。

地质构造特性:区内构造单一,中生代以来以垂直升降为主,各处沉积厚度不等。近汉江一带沉积厚度较大,边缘地带沉积较薄。东部与基岩山区接触,褶皱和断裂发育充分,有北西向和北北东向两组构造行迹,其中北北东向断裂在易家岭一带延至沙洋地区,被第四系掩埋,它构成地质系统与基岩山区直接连接的通道[1]。

三土壤相关特性分析研究

1.土壤试验分析的内容

对獾子冢车马出土所在地进行系统规范的土壤采样,用于后续的试验分析。土壤分析测试内容包括:结合SEM-EDS和X射线衍射(XRD)分析,确定车马土体的黏粒矿物组成;土壤的物理力学性质分析试验,包括原始土样的力学特性测试分析,制作成标准试样的土样力学特性测试分析;进行土壤的收缩特性测试,通过测定土壤在不同初始含水量下,土样在失水过程中的含水率和收缩率之间的对应关系,以得到土壤的收缩特性曲线。

2.土壤元素成分、黏粒矿物、易溶盐等试验分析。

根据收集的荆门沙洋地区的土壤分布区划资料,基本上可以推断车马出土地所在的土壤类别为具有隐域土特征的黄棕壤土类中的一个亚类[2],但还需要进一步实验室分析结果的支持和界定。

扫描电镜能谱分析结果(见表1)表明,车马出土地的土样元素化合物组成以石英基质为主要成分,此外还有铝、铁、钾、镁、钙等元素相成分。土样X射线衍射分析结果(表2)清楚显示了严仓车马土样黏粒矿物的具体组成及成分含量。对照各种黏粒矿物的组成与扫描SEM-EDS分析结果可见,两种方法的检测结果可以很好地相互印证。总之,獾子冢车马土样以富集铝铁相的硅酸盐矿物为主,此外还有部分含钾镁相的碳酸钙成分。

沙洋县所在地区的土壤,其成土母质主要有第四纪黏土,砂页岩、石灰岩和紫色砂页岩风化物,近代河流冲积物[1]。沙洋地区土壤区划属于黄棕壤类,属淋溶土纲,富铁铝相,都有黏粒迁移和黏化的特征,土体中常有黏粒膜存在,古地层或古风化壳带常有胶膜集积和大量结核[3-5]。该土类主要发育于板页岩、第四纪黏土、玄武岩母质,广泛分布于低山丘陵区,是本地主要林荒地土壤。上层较厚,质地较黏,土壤养分含量不高。这和能谱分析与X射线衍射分析的结果比较吻合。因此,基本上可以将獾子冢车马土样归属于黄棕壤。

从表3可以看出,土样易溶盐中检出的阳离子与扫描电镜能谱分析和衍射分析的结果基本吻合。土样中有机质含量仅为0.73%,低于黄棕壤的有机质含量标准值1.37%。土样pH值7.44,呈微碱性,略高于黄棕壤pH值范围6.6-6.7。

3.土样物理力学性质分析和试验

土壤的力学性质是指土壤在外力作用下所表现的性质,主要为变形和强度特性。土的力学性质主要取决于土的物质成分、结构和构造特点,还与受力条件有关。土的力学性质实质上说明土的联结和孔隙在外力作用下可能产生的变化。一般指在压应力作用下土粒移动导致孔隙体积缩小的压缩性和抵抗剪切破坏的抗剪性[6]。

对于含有黏粒的土壤,随着土壤含水量的改变,土壤容积也会随之改变,从而影响土壤机械特性。由土壤的干湿变化可以预测表面土体的收缩与膨胀,土壤在饱和-干燥收缩过程中容易产生表面下陷和裂隙。砂质黏壤土、粉砂质黏壤土、黏壤土的整个收缩曲线变化较平缓,壤土、粉砂壤土的整个收缩曲线有很大的跳跃性[7]。

所有土样物理力学试验的内容参数选定参考国家标准《GB/T50123-1999土工试验方法标准》,试验操作均按《土工试验规程》SL237-1999进行。土样物理力学测试内容包括土样的含水量和密度试验,土样的界限含水量试验,土样的液限、塑限及塑性指数。对一定干密度试样在不同含水量下进行膨胀率试验,测定不同含水量下土样的膨胀率及膨胀力、线缩率、体缩率、收缩系数、缩限。

确定的松散干燥土样的自由膨胀率,不同含水量试样的无荷载膨胀率、收缩系数、缩限、收缩稳定后的线缩率、体缩率见表4。选择四个试验含水量,三个大于塑限(土样的塑限为25.56%)的含水量26%、32%、38%,一个饱和含水量为43.24%,进行土样的失水过程收缩率测试。根据试验结果绘出收缩过程中线缩率与含水量关系曲线,如图2所示。土样的自由膨胀率为36%,表明土样为非膨胀性土,但该土样具有较大的收缩性。土样的膨胀率随试样含水量的增大而迅速减小,收缩稳定后的线缩率、体缩率及干密度皆随试样初始含水量的增大基本上呈增大的趋势,收缩系数随试样初始含水量的增大基本上呈先减小后基本不变的趋势。四种初始含水量存在差异的土样,当失水至含水量低于12%左右时,土样的线收缩均基本达到稳定状态。

四总结

对于獾子冢搬迁车马这类土质类文物,其保存环境的温湿度与其病害的发展和演变直接相关,因此保持相对稳定的温湿度是此类文物修复和保护的关键。土壤在失水过程中由于承受一定的力,土壤容积减小,容重不断增大,是一个收缩的过程。因此掌握出土车马土体的干湿收缩特征,对拟定合理的出土车马的后期修复方案极其关键。对搬迁车马土体的修复,应该选择在土体含水量进入比较平缓的收缩段时进行。由于此时土体进入比较稳定的微小收缩阶段,裂纹的扩展基本停止,这时进行的灌浆和填充修复工作的成效最显著,而且不需要后续返工。

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土壤学的主要内容篇5

摘要:为改善吹填土的理化性质,实现吹填土在城市生态建设方面的充分利用,通过室内土柱淋洗试验,研究在不同施用量下土壤调理剂对吹填土物理性质、土壤养分及各种离子动态变化的影响。结果表明,土壤调理剂可以显著改善土壤理化性质。淋洗过程中,各处理淋洗液全盐含量先急剧下降,之后逐渐降低,最后趋于稳定;ph值先显著升高,后缓慢升高并逐渐趋于稳定;淋洗后土壤容重降低17%以上,渗透速率提高到0.20mm·min-1以上,水解氮、全氮、速效磷、速效钾和有机质含量显著增加;全盐、k+、na+、ca2+、mg2+、cl-、so42-含量较淋洗前原土均有90%以上降幅。

关键词:吹填土;土柱试验;土壤调理剂;土壤理化性质

中图分类号:tu471.99文献标识码:adoi编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.05.005

吹填土又名填充土,具有粘粒比重、相对密度和容重较大、结构性差、孔隙度和渗透系数小、碱性和含盐量高(为氯化钠型)以及自然脱盐率极差的特点[1]。该土一般是在疏通整治河道、围海造陆的时候,用挖泥船和泥浆泵通过水力把港口或者江河的泥砂吹填而形成的沉淀土。所以,要充分发挥吹填土在城市和生态建设方面的积极作用,优化吹填土的理化性质,使其向着有利于植物生长的方向演化显得至关重要。对于滨海吹填土的改良,以往主要是采用暗管排盐、生态修复、客土、灌溉淋洗等措施[2-4],并且土壤调理剂也主要用在改良内陆盐碱土方面[5-6],其在改良滨海吹填土方面的应用研究还不多见。本研究以天津南港工业区吹填土为例,采用土壤调理剂掺拌改良与室内土柱淋洗相结合的试验,研究土壤调理剂改良吹填土的可行性,为吹填土改良提供了理论基础与技术支持。

1材料和方法

1.1试验材料

供试土壤为天津市南港工业区碱化度较高的吹填土,试验地土壤的含盐量为22.26g·kg-1,ph值为8.27,容重为1.98g·cm-3,渗透率约为零,孔隙度为28.78%,水解氮(an)含量28.2mg·kg-1,全氮(tn)含量0.329mg·kg-1,有效磷(olsen-p)含量37.6mg·kg-1,速效钾(ak)含量594mg·kg-1,有机质(som)含量14g·kg-1。

试验所用的调理剂主要有3种,编号a、b、c,分别由诺沃肥、脱硫石膏和蘑菇棒3种成分按不同比例配制而成,各成分配比及其基本性质见表1。其中诺沃肥是土豆面粉、玉米淀粉等原材料的发酵残渣,含有大量的营养元素;蘑菇棒主要是用食用菌生产后的废弃菌棒经腐熟后制成,因此,该土壤调理剂为有机无机复混调理剂。

1.2试验方法

土柱装置是用内直径19cm的有机玻璃管,采用室内自来水进行淋洗。淋洗过程中保持水流缓慢,土柱底部装有10cm厚的石子和石英砂作为反滤层,土柱下方装有渗漏排水孔,可收集滤液。

选择0~60cm耕层土壤作为控盐改碱的目标,先将风干土样过2mm筛,然后混合均匀,量取7份等体积干土,其中1份做对照,其余6份分别按体积分数10%,20%的调理剂a、调理剂b、调理剂c进行完全混合均匀后装入土柱,对应标记为a1、a2、b1、b2、c1、c2,土柱高度60cm。装填后的土柱用自来水慢速饱和。待土柱饱和后,静置4d。待调理剂与土壤充分接触后,开始淋洗试验。根据淋洗液电导率调节灌水量,每天灌水前收集各土柱渗滤水。直至淋出液的电导率达到标准值为止。淋洗结束后,对土柱内的土壤与淋出液各指标进行测定。

1.3样品制备及测定方法

将土柱内的土壤取出,自然风干,磨碎,过2mm筛后备用。所有的土样均制备1∶5土水比浸提液,并与淋出液测定其电导率(ec1∶5)、ph值和离子组成含量。ec1∶5采用ddsj-308a型电导率仪和djs-1c型电导电极测定。ph值采用phs-3c型ph计和e-201-c型ph复合电极进行测定。na+和k+采用火焰光度计测定。ca2+、mg2+、cl-、so42-、co32-、hco3-采用土壤盐分常规法测定。an含量采用碱解扩散法测定,tn含量采用半微量凯氏法测定,olsen-p含量采用碳酸氢钠法测定,速效钾ak含量采用nh4oac浸提-火焰光度计法测定,som含量采用重铬酸钾容量法测定。

每个土样进行3次重复测试,取3个重复的平均值为测试结果。

2结果与分析

2.1土壤调理剂对土壤物理性质的影响

土壤容重、渗透性是土壤重要的物理性质,它们不仅影响土壤孔隙度与孔隙大小分配、土壤的穿透阻力及土壤水肥气热变化,而且影响植物生长及根系在土壤中的穿插和活力大小[6-9]。一般说来,土壤容重小、孔隙度大、渗透率大,表明土壤比较疏松,结构良好,有益于土壤水、肥、气、热状况的调节和植物根系的活动;反之,土壤容重大、孔隙度小、渗透率小,则土壤紧实,土壤结构差。

由图1可知,施用不同土壤调理剂后,土壤容重均比对照有不同程度降低。其中调理剂a下降约17%,调理剂b、c下降约19%;但同种调理剂不同施用量下,土壤容重无明显变化。土壤渗透率均比对照有明显增加,其中对照组土壤基本无渗透率;但调理剂a渗透率约为0.25mm·min-1,调理剂b渗透率约为0.20mm·min-1,c渗透率约为0.56mm·min-1,故c组渗透率明显优于a、b两组。因此,调理剂c更有利于改良土壤结构,疏松土壤,调节土壤水肥气热状况。

2.2土壤调理剂对淋出液全盐量、ph值的影响

2.2.1土壤调理剂对淋出液全盐量的影响图2是各调理剂不同使用量下,土壤全盐量随淋洗累积用水量(淋洗时间)的变化规律。由此可知,不同处理下土柱试验的淋洗液含盐量变化规律表现相同,即在整个淋洗过程中,淋洗液含盐量逐渐减小。淋洗初期,随淋洗用水量增加而显著减小,之后则随用水量的增加逐渐降低,最后趋于稳定。但不同处理间盐分的淋洗强度与淋洗用水量有所不同,其中盐分淋洗强度与调理剂中石膏添加量呈现出一定的正相关,石膏添加量越高,峰值越大,即20%调理剂a>20%调理剂b>10%调理剂a>20%调理剂c>10%调理剂b>10%调理剂c>对照;盐分淋洗强度与调理剂用量则呈现负相关,10%调理剂c处理经35l地下水淋洗后淋洗液全盐量降到0.3g·l-1以下。由于在淋洗初期土壤溶液盐浓度很高,淋洗速率很快且淋洗效果明显;随着土壤溶液盐浓度逐渐降低,淋洗效率也逐渐降低,所以淋洗后期的脱盐效果并不明显。

2.2.2土壤调理剂对淋出液ph值的影响图3是不同土壤调理剂施用量下吹填土的淋出液p

h值随淋洗过程用水量(淋洗时间)的变化。由此可见,不同土壤调理剂用量下吹填土淋出液ph值呈现出相似的变化规律,即均先显著升高、后缓慢升高并逐渐趋于稳定。其中,10%调理剂c、20%调理剂a处理下ph值大小差异较为显著,其它处理ph值大小变化不显著。此外,由表2可知,淋洗结束后,a1、a2、b1、b2、c1、c2各处理ph值均在8±0.06上下浮动,适宜植物生长,而对照土壤经淋洗后严重碱化,ph值上升至9以上。

2.3土壤调理剂对土壤养分含量、离子组成的影响

由表3可知,对照养分含量在灌水淋洗后均有不同程度的下降。其中tn和olsen-p下降程度较大,分别为53%和49%;an和som分别下降30%和23%,而ak下降较少,约为19%。但添加调理剂的各处理养分含量虽经淋洗却也有所升高,其中a1、a2、b1、b2养分含量略有升高,c1、c2养分含量显著升高,这与土壤调理剂中诺沃肥、蘑菇棒的含量有一定的关系。由此可见,土壤调理剂不仅可以改良土壤结构,而且还可以增加淋洗后土壤养分含量,土壤调理剂c表现更为显著。

淋洗结束后,土壤的离子组成情况如表4所示。由表可见,添加土壤调理剂后地下水淋洗有显著的脱盐效果。与原始土壤相比,各处理全盐量明显降低,对照、a1、a2、b1、b2、c1、c2的脱盐率分别为73%,86%,85%,86%,85%,87%,88%。从土壤盐离子组成来看,原始土壤属于典型的氯化钠型盐土,而可溶性盐离子的累积对植被生长有很大的毒害效应,且na+含量过高对土壤结构破坏也很严重。因此,降低土壤中na+和cl-含量是改良的方向。由表4可知,试验土壤中除co32-含量不变,hco3-含量增加外,其他阴阳离子含量都明显降低。与原始土壤相比,对照、a1、a2、b1、b2、c1、c2的na+含量分别降低93%,98%,99%,98%,98%,98%,99%,cl-含量也均降低95%以上。说明施用土壤调理剂后地下水淋洗起到了很好的改良效果,但同一调理剂不同使用量淋洗效果无明显差异。

3结论与讨论

淋洗过程中,各处理淋洗液全盐先急剧减小,之后逐渐降低最后趋于稳定,ph值均先显著升高,后缓慢升高并逐渐趋于稳定;淋洗结束后,a1、a2、b1、b2、c1、c2各处理土壤ph值均在8±0.06上下浮动,而对照土壤ph值上升至9以上。

经土壤调理剂掺拌改良和室内土柱淋洗相结合,滨海吹填土的理化性质得到显著改善。主要表现在土壤容重减小和渗透速率明显提高;an、tn、olsen-p、ak和som含量增加;土壤离子组成改变,k+、na+、ca2+、mg2+、cl-、so42-含量均明显降低,hco3-含量明显升高。对本研究结果进行综合分析,最佳土壤调理剂为c。

施用土壤调理剂可以有效降低吹填土盐分含量,但考虑土壤调理剂成分组成,添加过多也可造成盐分的累积、淋洗水量的增加和淋洗时间的延长。因此,要根据吹填土的基本理化性质添加适量的土壤调理剂才能达到最好的改良效果,本试验土壤调理剂较佳添加量为10%,最优量有待进一步探讨。

对盐土在淋洗过程中ph值升高的原因,陈邦本、殷仪华等[11-12]根据jurner和hinrich等[13-14]关于ph值与caco3沉淀溶解理论,认为盐土脱盐ph值上升是由于对土壤进行淋洗造成ca2+流失,土壤中ca2+的流失造成caco3水解加速,进而提高hco3-含量以及ph值。因此,可以说适量的ca2+有助于改变土壤酸碱性。

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土壤学的主要内容篇6

摘要:土壤肥料学实验是植物生产类专业的一门重要的专业基础课。本研究综述了部分高校土壤肥料学实验课程学分、学时、实验项目及实验内容设置情况,结合红河学院土壤肥料学实验课程问卷调查结果,分析了目前土壤肥料学实验教学中存在的主要问题,提出土壤肥料学实验教学改革的主要措施,以期为土壤肥料学实验课程改革及教学质量的提高提供参考。

关键词:土壤肥料学;实验;教学改革

中图分类号:G642.0文献标识码:ADOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.07.021

ExplorationandPracticeofTeachingReforminSoilFertilizerScienceExperiment

ZHANGDe-gang,LIUYan-hong,SHIXian,LIChun-yan

(CollegeofLifeScienceandTechnology,UniversityofHonghe,Mengzi,Yunnan661100,China)

Abstract:Soilandfertilizerexperimentwasakindofplantproductionspecializedbasiccourse.Thisarticlereviewedcoursecredits,hours,experimentalprojectsandexperimentalcontentsettingsofsoilandfertilizerexperimentfromsomeuniversities,combinedwithsurveyresultsofHongheuniversity’ssoilandfertilizerexperimentalquestionnaire,presentsoilandfertilizerexperimentteachingproblemswereanalyzed,measuresforsoilandfertilizerexperimentteachingreformandcurriculumconstructionwereproposed,inordertoprovideareferenceforsoilandfertilizerexperimentcurriculumreform,constructionandimprovingthequalityofteaching.

Keywords:soilfertilizerscience;experiment;teachingreform

实验教学是高等学校教学工作的重要组成部分,是全面实施人才培养计划,提高教学质量的主要教学环节,是培养高素质人才全过程的重要步骤,是培养学生实验技能、开发智力资源、孕育发明创造、丰富人类科技知识的重要手段[1]。土壤肥料学是植物生产类专业的一门重要的专业基础课[2]。土壤肥料学实验课的目的是通过实验使学生在对土壤肥料学的理论知识进一步深化的同时,着重给学生严格的训练,培养学生初步的实验能力、良好的实验习惯和严谨的科学作风,为以后的学习、工作和科学研究打下基础[3]。

本研究归纳了国家精品课程资源网土壤肥料学精品课程资料及部分文献资料,分析了目前部分高校土壤肥料学实验课程开设的基本情况,结合红河学院土壤肥料学实验课程学习问卷调查结果,分析了目前土壤肥料学实验教学中的主要问题,并提出一些改革措施,以期进一步提高该门课程的教学质量。

1部分高校土壤肥料学实验开设情况

1.1实验课时、学分及实验项目

《土壤肥料学实验》要求学生掌握土壤肥料学的基本实验方法、常用科学仪器的基本原理和操作技术,从而达到培养学生的动手能力、思维能力、知识综合运用能力和创新能力的目的。

由表1并结合部分文献资料可以看出,目前该课程的学时、学分及实验类别设置在不同学校和不同专业之间有很大差别,还有部分学校还是《土壤肥料学》理论课程的附属课程。从学分上看,有0.5~1个学分不等;从学时上看,有16~36个学时不等。由于学分学时的不同,实验项目设置上也存在差异,实验项目5~14个不等。另外,除室内实验野外,部分学校还安排1~2d的野外实习。

1.2实验项目内容

从表1可以看出,从开设频度来看,土壤学部分土壤有机质测定和土壤速效养分测定(部分学校分别开设土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量测定)、土壤机械组成分析、土壤样品的采集与处理和土壤酸碱性测定等经典实验被大多数院校开设。其他实验如土壤容重,土壤含水量测定,主要成土矿物、岩石和母质的识别,土壤微量元素的测定等根据各学校学时安排被部分学校选开。

肥料学部分化学肥料的定性鉴定、过磷酸钙有效磷的测定两个实验被大部分院校开设。其他实验项目根据各学校情况选开,如作物缺素症状的外形诊断、植物体内全氮磷钾测定、尿素含氮量测定、尿素肥料中缩二脲含量的测定、磷二铵中水溶性磷的测定和肥料中钾含量的测定等。

2红河学院土壤肥料学实验开设及学习情况调查分析

2.1红河学院土壤肥料学实验开设情况

红河学院是一所地方本科院校,以培养应用型人才为主。《土壤肥料学实验》是农学、设施农业科学与工程两个专业的专业必修课,该课程为1个学分,实践课对应36学时,在秋季学期开设。在参考了其他院校该门课程的开设情况后,结合本校应用型人才培养的要求,实验设置如表1所示。

2.2土壤肥料学实验课程学习情况调查

为充分了解学生对土壤肥料学实验课程的认识,从学生的角度来看待教学过程中存在的问题,使得土壤肥料学实验教学建设与改革能够顺利进行,本次调查采用了问卷形式,问卷题目的设计考虑了实验课程开设必要性、兴趣、实验内容设置、学习收获及考核方法方面,采用不记名的方式对刚学习过这门课程的红河学院农学系设施农业科学与工程和农学两个专业的2008、2009级175名本科生进行问卷调查,要求学生在充分了解本课程的性质、特点等后作出选择,并对结果进行统计,问卷回收率100%,调查结果具有一定的说服力。

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