施用生物炭對土壤熱性質(zhì)的影響及其機制研究
發(fā)布時間：2021-01-04 06:13
土壤熱性質(zhì)影響熱量在土壤中儲存和傳遞,影響土壤水熱運動及地表能量平衡,進而影響作物生長發(fā)育及土壤生物化學過程。施用生物炭可降低地表反射率,影響土壤溫度變化。土壤熱容量（C）、熱導(dǎo)率（λ）和熱擴散率（α）等熱特性是決定溫度等土壤熱狀況的內(nèi)在因素,而生物炭對C、λ和α等熱性質(zhì)的影響還鮮有深入研究。本研究一方面通過室內(nèi)模擬試驗測定不同質(zhì)地C、λ和α等熱性質(zhì)在不同生物炭添加量處理的變化,并探究其影響機制;另一方面基于連續(xù)施用生物炭7年的田間定位試驗,利用熱脈沖技術(shù)監(jiān)測了玉米和小麥不同生育期C、λ和α等熱性質(zhì)的變化及其與生物炭、土壤容重（ρb）和含水量（θv）之間的關(guān)系,并動態(tài)監(jiān)測了土壤5 cm溫度和10 cm熱通量的變化,探究了田間試驗條件下生物炭對土壤熱性質(zhì)的影響機制。室內(nèi)試驗共包括粘土、砂壤土和砂土三種質(zhì)地土壤,每種土壤包括B0（對照）、B1(1%生物炭,g g-1)、B3(3%生物炭,g g-1)和B5(5%生物炭,g g-1)四個處理。每種質(zhì)地土壤含水量涵蓋了風干土含水量到飽和...
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學院北京市
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同生物炭處理下不同容重黏土的熱容量隨含水量的變化
中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位 第三章 生物炭對不同質(zhì)地土壤熱特性的影響B(tài)1 處理對其他含水量范圍土壤熱導(dǎo)率影響不顯著。與 B0 比較，0.05 m3m-3含水量 B3 和 B5 處理土壤熱導(dǎo)率顯著降低了 14.0%和 14.9%，0.14 m3m-3含水量土壤熱導(dǎo)率比 B0 處理顯著降低了 7.2%和 9.8%，0.23 m3m-3含水量熱導(dǎo)率顯著降低了 7.5%和 11.7%，0.28 m3m-3含水量熱導(dǎo)率顯著降低了 6.0%和 6.5%，飽和土壤熱導(dǎo)率分別顯著降低了 3.1%和 4.6%(P<0.05)。與 B1 比較，B3 處理顯著降低了 0.23 m3m-3和飽和土壤熱導(dǎo)率，對其他含水量范圍熱導(dǎo)率沒有顯著影響，B5 處理顯著降低了 0.05 m3m-3、0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和飽和土壤熱導(dǎo)率。與 B3 處理比較，B5 處理對整個含水量范圍的熱導(dǎo)率沒有顯著影響。此外，隨著土壤含水量的增加，生物炭處理(B1、B3 和 B5土壤熱導(dǎo)率增加幅度小于 B0 處理(圖 3-2)。
中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位 第三章 生物炭對不同質(zhì)地土壤熱特性的影響土壤熱導(dǎo)率與 B0 處理顯著降低了 5.3%和 12.4%(P<0.05)。與 B1 比較，0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和 0.28 m3m-3含水量 B3 處理土壤熱擴散率分別顯著降低了 2.8%、5.1%和 6.2%(P<0.05)。B5 處理對風干土和飽和土壤熱擴散率沒有顯著影響，其他含水量范圍 B5 處理熱擴散率比 B1 顯著降低了 10.1-13.4%(P<0.05)。與 B3 比較，0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和 0.28 m3m-3土壤 B5 處理熱擴散率分別顯著降低了 7.6%、8.1%和 7.7%(P<0.05)。對 BD2 土壤，生物炭處理對風干土沒有顯著影響。與B0比較，0.05 m3m-3和0.14 m3m-3含水量生物炭處理的土壤熱擴散率平均顯著降低了14.8%和 7.4%(P<0.05)。B1 處理對 0.23-0.43 m3m-3土壤熱擴散率沒有顯著影響，B3 和 B5 處理熱擴散率與 B0 比較差異顯著(P<0.05)。與 B1 比較，B3 處理 0.28 m3m-3含水量土壤熱擴散率顯著降低了 3.5%(P<0.05)，而 B3 處理對其他含水量土壤熱擴散率沒有顯著影響。與 B1 比較，B5 處理對風干土熱擴散率沒有顯著影響，對其他含水量土壤熱擴散率顯著降低了 5.3-10.9%(P<0.05)。與B3 比較，B5 處理顯著降低了 0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和飽和土壤熱擴散率(P<0.05)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]亞熱帶毛竹林土壤熱通量變異特征[J]. 孫成,江洪,陳健,王彬,劉玉莉,陳雅奇. 土壤學報. 2013(05)
[2]不同土壤熱通量測算方法的比較及其對地表能量平衡閉合影響的研究[J]. 徐自為,劉紹民,徐同仁,丁闖. 地球科學進展. 2013(08)
[3]根區(qū)溫度對黃瓜生長和土壤養(yǎng)分利用的影響[J]. 閆秋艷,段增強,李汛,董金龍,王嬡華,邢鵬,董飛. 土壤學報. 2013(04)
[4]原狀土與裝填土熱特性的比較[J]. 邸佳穎,劉曉娜,任圖生. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
[5]中國土壤熱通量的時空分布特征研究[J]. 張宏,胡波,劉廣仁,王躍思,趙瑞霞. 氣候與環(huán)境研究. 2012(05)
[6]黃土高原典型塬區(qū)土壤熱狀況研究[J]. 李振朝,韋志剛,劉蓉,張?zhí)锰?魏紅,鄭志遠. 干旱區(qū)地理. 2012(05)
[7]土壤斥水性與有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的變化關(guān)系研究[J]. 陳俊英,吳普特,張智韜,Gideon Oron,汪志農(nóng). 灌溉排水學報. 2012(03)
[8]施用生物炭對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)影響的研究進展[J]. 黃劍,張慶忠,杜章留,王一丁. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2012(02)
[9]土壤導(dǎo)熱率測定及其計算模型的對比分析[J]. 王鑠,王全九,樊軍,王衛(wèi)華. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(05)
[10]施用生物炭對華北平原農(nóng)田土壤容重、陽離子交換量和顆粒有機質(zhì)含量的影響[J]. 陳紅霞,杜章留,郭偉,張慶忠. 應(yīng)用生態(tài)學報. 2011(11)
本文編號：2956300
【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學院北京市
【文章頁數(shù)】：76 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
不同生物炭處理下不同容重黏土的熱容量隨含水量的變化
中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位 第三章 生物炭對不同質(zhì)地土壤熱特性的影響B(tài)1 處理對其他含水量范圍土壤熱導(dǎo)率影響不顯著。與 B0 比較，0.05 m3m-3含水量 B3 和 B5 處理土壤熱導(dǎo)率顯著降低了 14.0%和 14.9%，0.14 m3m-3含水量土壤熱導(dǎo)率比 B0 處理顯著降低了 7.2%和 9.8%，0.23 m3m-3含水量熱導(dǎo)率顯著降低了 7.5%和 11.7%，0.28 m3m-3含水量熱導(dǎo)率顯著降低了 6.0%和 6.5%，飽和土壤熱導(dǎo)率分別顯著降低了 3.1%和 4.6%(P<0.05)。與 B1 比較，B3 處理顯著降低了 0.23 m3m-3和飽和土壤熱導(dǎo)率，對其他含水量范圍熱導(dǎo)率沒有顯著影響，B5 處理顯著降低了 0.05 m3m-3、0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和飽和土壤熱導(dǎo)率。與 B3 處理比較，B5 處理對整個含水量范圍的熱導(dǎo)率沒有顯著影響。此外，隨著土壤含水量的增加，生物炭處理(B1、B3 和 B5土壤熱導(dǎo)率增加幅度小于 B0 處理(圖 3-2)。
中國農(nóng)業(yè)科學院碩士學位 第三章 生物炭對不同質(zhì)地土壤熱特性的影響土壤熱導(dǎo)率與 B0 處理顯著降低了 5.3%和 12.4%(P<0.05)。與 B1 比較，0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和 0.28 m3m-3含水量 B3 處理土壤熱擴散率分別顯著降低了 2.8%、5.1%和 6.2%(P<0.05)。B5 處理對風干土和飽和土壤熱擴散率沒有顯著影響，其他含水量范圍 B5 處理熱擴散率比 B1 顯著降低了 10.1-13.4%(P<0.05)。與 B3 比較，0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和 0.28 m3m-3土壤 B5 處理熱擴散率分別顯著降低了 7.6%、8.1%和 7.7%(P<0.05)。對 BD2 土壤，生物炭處理對風干土沒有顯著影響。與B0比較，0.05 m3m-3和0.14 m3m-3含水量生物炭處理的土壤熱擴散率平均顯著降低了14.8%和 7.4%(P<0.05)。B1 處理對 0.23-0.43 m3m-3土壤熱擴散率沒有顯著影響，B3 和 B5 處理熱擴散率與 B0 比較差異顯著(P<0.05)。與 B1 比較，B3 處理 0.28 m3m-3含水量土壤熱擴散率顯著降低了 3.5%(P<0.05)，而 B3 處理對其他含水量土壤熱擴散率沒有顯著影響。與 B1 比較，B5 處理對風干土熱擴散率沒有顯著影響，對其他含水量土壤熱擴散率顯著降低了 5.3-10.9%(P<0.05)。與B3 比較，B5 處理顯著降低了 0.14 m3m-3、0.23 m3m-3和飽和土壤熱擴散率(P<0.05)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]亞熱帶毛竹林土壤熱通量變異特征[J]. 孫成,江洪,陳健,王彬,劉玉莉,陳雅奇. 土壤學報. 2013(05)
[2]不同土壤熱通量測算方法的比較及其對地表能量平衡閉合影響的研究[J]. 徐自為,劉紹民,徐同仁,丁闖. 地球科學進展. 2013(08)
[3]根區(qū)溫度對黃瓜生長和土壤養(yǎng)分利用的影響[J]. 閆秋艷,段增強,李汛,董金龍,王嬡華,邢鵬,董飛. 土壤學報. 2013(04)
[4]原狀土與裝填土熱特性的比較[J]. 邸佳穎,劉曉娜,任圖生. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
[5]中國土壤熱通量的時空分布特征研究[J]. 張宏,胡波,劉廣仁,王躍思,趙瑞霞. 氣候與環(huán)境研究. 2012(05)
[6]黃土高原典型塬區(qū)土壤熱狀況研究[J]. 李振朝,韋志剛,劉蓉,張?zhí)锰?魏紅,鄭志遠. 干旱區(qū)地理. 2012(05)
[7]土壤斥水性與有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的變化關(guān)系研究[J]. 陳俊英,吳普特,張智韜,Gideon Oron,汪志農(nóng). 灌溉排水學報. 2012(03)
[8]施用生物炭對農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)影響的研究進展[J]. 黃劍,張慶忠,杜章留,王一丁. 中國農(nóng)業(yè)氣象. 2012(02)
[9]土壤導(dǎo)熱率測定及其計算模型的對比分析[J]. 王鑠,王全九,樊軍,王衛(wèi)華. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(05)
[10]施用生物炭對華北平原農(nóng)田土壤容重、陽離子交換量和顆粒有機質(zhì)含量的影響[J]. 陳紅霞,杜章留,郭偉,張慶忠. 應(yīng)用生態(tài)學報. 2011(11)
本文編號：2956300
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