【摘 要】
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生物炭是一种新型土壤改良剂,它有吸附性和巨大的比表面积,这些特性使得它在改良土壤结构,保水保肥,防止坡面水土流失等方面有着很大的潜力。本文以室内试验为基础,探究合适的生物炭施用量,再利用人工降雨试验模拟田间裸坡情况,探究施用生物炭在裸坡上的作用,最后在室外田间真实测量施用生物炭后,坡面水土流失情况及坡面作物生长情况,并利用WEPP模型进行适用性分析,以期得到适宜的生物炭施用方式,为黄土高原坡面水土
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生物炭是一种新型土壤改良剂,它有吸附性和巨大的比表面积,这些特性使得它在改良土壤结构,保水保肥,防止坡面水土流失等方面有着很大的潜力。本文以室内试验为基础,探究合适的生物炭施用量,再利用人工降雨试验模拟田间裸坡情况,探究施用生物炭在裸坡上的作用,最后在室外田间真实测量施用生物炭后,坡面水土流失情况及坡面作物生长情况,并利用WEPP模型进行适用性分析,以期得到适宜的生物炭施用方式,为黄土高原坡面水土流失的防治提供理论依据。本文最终得出以下结论:1.在褐土区土壤混施生物炭会抑制土壤水分的入渗,且抑制效果随着生物炭施用量及施用深度的增加而增加。不仅如此,还发现在施用深度不大于15cm,施用浓度小于9%时,在褐土区土壤混施生物炭会最大程度地促进初始入渗率。Kostiakov模型模拟施用生物炭条件下的水分入渗规律效果最好。幂函数=可以较好地反映入渗时间与湿润锋距离之间的关系。2.施用生物炭会增加坡面土壤表层含水率,从而增加坡面产流时间,但同时也会减少降雨一段时间后土壤的入渗能力,使产流增加。在降雨一段时间后,可以显著减少坡面的产沙,减少坡面土壤的侵蚀。随着坡面坡度的增加,坡面产流时间会明显变短,且施用生物炭还会增加这种趋势。3.生物炭-作物耦合模式可以拦蓄更多的径流,并减少土壤侵蚀。利用WEPP模型对田间实测值进行模拟,发现WEPP模型可以很好地适用于单施用生物炭和生物炭-作物耦合条件下的坡面,且在生物炭-作物耦合条件下效果更好。综上所述,生物炭减小了褐土土壤的入渗能力,增加了持水能力,可以起到明显的保水作用。在坡面单一施用生物炭可以推迟坡面产流时间,增加表层土壤含水率,并减少土壤颗粒的流失。在生物炭-作物耦合模式下,不仅减少土壤侵蚀,还可以拦蓄更多的径流,为生物炭在黄土高原地区防治水土流失提供了很好的理论基础。
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