砒砂岩与风沙土复配土壤的持水特性研究

【目的】研究毛乌素沙地砒砂岩与风沙土(其中砂粒含量为95.31%)不同质量比复配土壤的持水情况,为砒砂岩改良风沙土的应用提供参考。【方法】将砒砂岩与风沙土分别按0∶1,1∶5,1∶2,1∶1,2∶1,5∶1和1∶0的质量比复配,采用离心机法测定各复配土壤在不同水吸力(1,3,5,7,10,30,50,70,100,200,300,500,700,1 000和1 200kPa)下的容积含水量,利用Gardner模型拟合并绘制其水分特征曲线,计算各复配土壤在各水吸力下的比水容量、田间持水量、萎蔫系数、有效水含量和毛管孔隙度及有效水孔隙度。【结果】Gardner模型能很好地拟合7种砒砂岩与风沙土不同质量比复配土壤的水分特征曲线,随着砒砂岩质量的增加,水分特征曲线逐渐右移;在同一水吸力(1～1 200kPa)条件下,复配土壤含水量和比水容量均随砒砂岩质量的增加而增大。当砒砂岩质量大于或等于风沙土时,比水容量出现10-2数量级时的水吸力值为200kPa,此时比水容量较高,土壤供水能力较强;当砒砂岩质量小于风沙土时,比水容量出现10-2数量级时的水吸力值为100kPa(当全为风沙土时,此条件下的水吸力值为70kPa),此时土壤向作物供水的能力相对较弱。随着复配土壤中砒砂岩质量的增加,其田间持水量由4.46%增加到17.32%,全有效水含量由3.17%增加到8.37%,萎蔫系数由1.29%增加到8.96%;毛管孔隙度先减小后增大,呈二次函数趋势变化;而有效水孔隙度呈指数型增长,由7.82%增加到15.35%。【结论】砒砂岩与风沙土复配后,复配土壤的持水保水能力随砒砂岩质量的增加而增强,但以砒砂岩与风沙土按5∶1质量比进行复配为宜。