[发明专利]一种土壤水分分布格局的染色分析方法

说明书

本发明公开了一种土壤水分分布格局的染色分析方法。本发明采用亮蓝染料进行染色，每个测试样点用PVC制成的取样框包围，PVC取样框的底部边缘插入土壤0.05 m，侧壁和边缘具有防水性；配制浓度为3.0g L^‑1的亮蓝染色溶液；PVC取样框中约注入染色溶液，采样区域用塑料地膜进行覆盖，防止土壤蒸发和降雨稀释；入渗结束24h后，小心移除塑料薄膜和PVC取样框，在日光条件下，使用数码相机拍摄所有染色土壤剖面；将得到的图像分成染色区域和非染色区域，最后根据染色图像所占的比例和连通状况，分析土壤水分的分布格局。本发明通过分析拍摄的染色图像可以更好更直观的揭示土壤水分在土壤剖面的入渗深度宽度以及分布的格局。

技术领域

本发明涉及一种土壤水分分布格局的染色分析方法，属于染料示踪技术领域。

背景技术

土地的不合理利用和开垦造成不可用耕地面积的不断扩大，这种现象导致了我国耕地面积减少和生态环境破坏。在高强度降水时节，强降雨和土壤的易蚀性导致土壤侵蚀和地表径流可能性增大，导致溶质（例如残留的农药和硝态氮）迁移以及在土壤剖面的渗漏，因此，水流和溶质迁移影响了农业资源的利用效率。为确保农业可持续发展，确保生态环境安全，采取不同的管理手段利用和开发未开垦的土地。

而采取不同的管理手段利用和开发未开垦的土地的前提是了解土壤的水分的入渗过程及分布格局。

研究土壤水分分布格局最常用的方法是染色示踪法，目前常用的染料为亮蓝，不仅因为它的廉价性，还因为它具有无毒，显像性强的特点，能够很直观地显示整个土壤剖面中水分分布格局。在农业栽培管理中，免耕和翻耕的管理方法，翻耕是指把土地进行铲起、打散、疏通等把土地变得平整松散；而免耕是一种不翻动表土，并全年在土壤表面留下足以保护土壤的作物残茬的耕作方式，这两种耕作方式对土壤的水分分布格局有着不同的影响，因此，探索一种土壤水分分布格局的染色分析方法，为了解土壤结构，指导农耕方式，提高土壤利用率，实现合理的区域农田管理措施具有重要意义。

虽然已有作者指出，入渗率受到免耕管理的影响，不同管理方式下的土壤水分入渗类型仍不清楚。但可以通过不同的管理方式开发和利用荒地。因此，更好地了解在不同管理方式开发和利用荒地下土壤的水流行为成为使土壤利用率增大的关键一步。

发明内容

本发明旨在提供一种土壤水分分布格局的染色分析方法，解决了在土地管理过程中，了解不同管理方式下土壤中的水分分布格局及路径，以提高对不同管理方式下土壤中水流行为认识的问题。

本发明提供了一种土壤水分分布格局的染色分析方法，首先采用亮蓝染料进行染色，每个测试样点用PVC制成的取样框包围，PVC取样框的底部边缘插入土壤0.05 m，侧壁和边缘具有防水性；配制浓度为3.0g L ^-1的亮蓝染色溶液；PVC取样框中约注入染色溶液，采样区域用塑料地膜进行覆盖，防止土壤蒸发和降雨稀释；入渗结束24h后，小心移除塑料薄膜和PVC取样框，在日光条件下，使用数码相机拍摄所有染色土壤剖面；将得到的图像分成染色区域和非染色区域，最后根据染色三种染色图像所占的比例和连通状况，分析土壤水分的分布格局。

上述的土壤水分分布格局的染色分析方法，具体包括以下步骤：

（1）制备染色的测试点（原位染色）：为了确保土壤表面水平，小心地去除土壤表面小于2cm的薄土层来制备染色的测试位点，在每个样地中，随机选择三个样点作为试验重复，样点之间的距离为3m；；每个重复样点被由PVC制成的0.3m高的取样框包围； PVC取样框的底部边缘插入土壤0.05 m，侧壁和边缘具有防水性；用自来水配制浓度为2.0～5.0g L ^-1的亮蓝染色溶液；每个地块的PVC取样框中共注入5.0～10.0 L亮蓝染色溶液，采样区域用塑料地膜立即覆盖，防止土壤蒸发和降雨稀释；

上述样地包括免耕地或翻耕地；