[发明专利]一种盐碱土壤孔隙结构测定分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盐碱土壤孔隙结构测定分析方法，属于土壤结构测定分析方法领域。

背景技术

土壤位于地球陆地表面，具有一定肥力，能够生长植物的疏松层。土壤是在特定成土条件下，经过漫长的成土过程逐渐发育和形成的历史自然体。土壤是固态地球表面具有生命活动，处于生物与环境间进行物质循环和能量交换的疏松表层。土壤由岩石风化而成的矿物质、动植物，微生物残体腐解产生的有机质、土壤生物(固相物质)以及水分(液相物质)、空气(气相物质)，氧化的腐殖质等组成。固体物质包括土壤矿物质、有机质和微生物通过光照抑菌灭菌后得到的养料等。液体物质主要指土壤水分。气体是存在于土壤孔隙中的空气。土壤中这三类物质构成了一个矛盾的统一体。它们互相联系，互相制约，为作物提供必需的生活条件，是土壤肥力的物质基础。土壤是陆地植物着生的基地，是人类从事农业生产的物质基础。

而盐碱土与酸性土是两大主要低产土类，随着工业的发展，灌溉地和设施栽培面积的不断扩大，海水倒灌形成海滨、滩涂盐碱地有不断扩大的趋势。土壤盐渍化已成为一个世界性的资源和生态问题。据联合国粮农组织和教科文组织统计，全球有各种盐渍土约10亿hm²，占全球陆地面积的10％，广泛分布于100多个国家和地区。据统计，我国盐渍土面积约3.69×10⁷hm²，耕地盐碱化7.6×10⁶hm²，农业利用潜力的盐碱荒地和盐碱障碍耕地面积近1.3×10⁷hm²，近1/5耕地发生盐碱化。我国人多地少，大面积盐碱地的存在和土壤盐渍化程度的加剧，已成为制约我国农业生产发展的重要因素，改良盐渍土以保证农业的可持续发展已迫在眉睫。

孔隙性和结构性良好的土壤，能够同时较好的满足植物对水分和空气的要求，土壤温度状况适宜，并有利于养分的转化；能使植物根系得到良好的发育，更充分的利用各种肥力因素。土壤大孔隙是在土壤涨缩、可溶性物质溶解、冻融循环交替、耕种等物理过程及蚯蚓等动物活动、植物根系生长等生物过程的作用下，土体内形成使水分和溶质优先迁移的物理孔隙。大孔隙的存在可形成大孔隙流或优势流，使浅层土壤中的水分快速渗入土壤深处或地下水中，加快了地下水响应速度，增加土壤通气性，提高降水的入渗率。而盐碱耕地土壤中的盐分对农作物的根系伤害非常严重，农作物的根系受到盐毒害后，根系发育不良而早衰。盐碱地土壤中盐分多，土表常有白色盐碱沉淀，通气、透水不良，农作物根系常有中毒、烂根、死亡现象，即使投入了大量的肥料也不能被农作物吸收利用，造成了高投入低产出的负效应。为了更好的分析土壤大孔隙的特性及其对水流、溶质运移特性的影响，首先要确定土壤中大孔隙的数目、大小、形状以及连通性等基本属性。

传统的测定土壤孔隙度的方法一般不采用直接测量，而是根据土壤容重和土壤密度计算而得：土壤孔隙度＝(1-土壤容重/土壤密度)×100％，式中土壤密度是指单位容积固体土粒(不包括粒间孔隙的容积)的质量(实际上多以重量代替)，单位g/cm³。多数土壤的密度为2.6-2.7g/cm³，通常情况下，土粒密度以多数土壤的平均值2.65g/cm³作为通用数值，称为“通用密度值”。土壤容重是指单位容积土体(包括孔隙在内的原状土)的干重，单位g/cm³，一般为1.0—1.8g/cm³。；土壤容重是指单位容积土体(包括孔隙在内的原状土)的干重，单位g/cm³，一般为1.0-1.8g/cm³。

中国科学院南京土壤研究所的刘多森在“关于土壤孔隙度测定的商榷”提到过“依据环刀内土壤饱和水的克数除以环刀容积的毫升数计算总孔隙度，是一种错误方法。依据环刀内土壤最大毛管水(含束缚水)的克数除以环刀容积的毫升数计算毛管孔隙度，也是一种错误方法。这些方法实际上蕴含了一个错误假设：饱和水和毛管水各个部分的密度均取为1g/cm³。但束缚水的密度>l g/cm³，且在贴近土粒处可高达1.7g/cm³，而束缚水占饱和水的重量比例以及占最大毛管水的重量比例都是不可忽略的”。此外，众多研究表明，由于缺乏先进的非破坏性的定量技术，测量大孔隙属性的工作十分困难。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种无扰动非破坏性的盐碱土壤孔隙结构测定方法及其应用，以解决现有技术无法在不破坏土壤的情况下对大孔隙属性的土壤进行测量。