本发明涉及土壤沙化治理,具体涉及一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法。
背景技术:
1、土地荒漠化对生态环境有着诸多严重影响,主要包括:破坏生物多样性、使土地退化、导致局部地区气候恶化、水资源短缺问题更加突出、影响农牧业生产和人们的生活质量。目前,固沙常用技术主要有工程(又称物理或机械)固沙、生物固沙、化学固沙及综合固沙。但目前对于如何评价这些固沙效果,并没有特别具体、科学的方法。
2、公开号为cn109187261 a的专利申请文献公开了一种土壤团聚体稳定性的分析方法,包括以下步骤:(1)选取适合采样的土地,并采集土壤样本;(2)样本去除杂质后,自然晾干,进行编号;(3)称取样品,进行干筛;(4)收集样本,分别称重,计算各级团聚体占土壤样本的百分数;(5)按比例配成一定质量的风干土壤样本;(6)将湿筛套筛放于振荡架上;(7)将配置好的样本放入套筛内,在水中上下振动;(8)振动停止后,转移至蒸发皿,蒸干称重;(9)进行数据分析,得到各土壤团聚体稳定性评价参数;(10)得出土壤团聚体的稳定性。该发明利用干筛与湿筛相结合的方法,分步测量土壤中团聚体的各项指标,能够方便快捷的从土地利用方式角度对于土壤团聚体稳定性的影响进行分析。但是存在难以将土壤筛分为更细(50μm等)的土壤颗粒、无法更接近荒漠等自然环境条件、无法更直观地体现同样土地条件下固沙效果的不同等技术问题。
3、更接近荒漠等自然环境条件是评价固沙效果有效的先决条件,故本发明通过模拟荒漠化土地的风力、光照、温度及湿度等自然环境条件,能够更直观有效地评价出固沙效果,减少了评价难度及误差。
技术实现思路
1、解决的技术问题:针对现有技术中存在难以将土壤筛分为更细(50μm等)的土壤颗粒、无法更接近荒漠等自然环境条件、无法更直观地体现同样土地条件下固沙效果的不同等问题,本发明提供一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,该评价方法操作简单,适用范围广,可以以较低成本,进行固沙效果的定量评价,为工程中选择合适的评价固沙效果方案提供依据。
2、技术方案:一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,步骤如下:
3、步骤一、分别取经固沙处理和未经固沙处理后的土壤样品,置于烘干箱中烘干,使得土壤质量含水率低于5.0%,称取土壤质量mt/g,经固沙处理后的土壤记为mt,固沙,未经固沙处理后的土壤记为mt,原始;
4、步骤二、对烘干后的土壤样品进行风蚀实验,每隔1h将风蚀后土壤样品取出,烘干至质量含水率低于5.0%,称重并记为mih/g,其中i为大于等于1的自然数,第一次取出后土壤样品的质量记为m1h,第二次取出后土壤样品的质量记为m2h,依此类推;每次称重后计算留存率wih/%,留存率的计算公式为:wih=mih/mt×100%,当连续两次的留存率无明显变化后停止风蚀实验,并定义最后一次的留存率为w终,经固沙处理后的土壤记为w终,固沙,未经固沙处理后的土壤记为w终,原始;
5、步骤三、对风蚀实验后的土壤样品采用干湿筛分结合激光粒度仪的测试方法进行土壤颗粒特征分析,获取小于0.05mm土壤颗粒的质量m0.05/g,得到各土壤样品中小于0.05mm土壤颗粒的含量r0.05,r0.05的计算公式如下:r0.05=m0.05/m风蚀×100%,其中m0.05为粒径小于0.05mm的土壤颗粒的质量,m风蚀为经过风蚀实验后土壤颗粒的总质量;经过固沙处理后土壤记为r0.05,固沙;未经固沙处理后的土壤记为r0.05,原始;
6、步骤四、计算关键土壤颗粒占比变化率x,计算公式如下:x=(r0.05,固沙-r0.05,原始)/r0.05,原始;
7、步骤五、对比经固沙作用和未经固沙作用后的土壤样品的各类参数,进行固沙效果评价:
8、若经固沙处理后的土壤w终,固沙相较于未经固沙处理后的土壤w终,原始无增加,则认为该固沙处理手段无效;
9、若经固沙处理后的土壤w终,固沙相较于未经固沙处理后的土壤w终,原始增加,则认为该固沙处理手段有效,且:
10、①当未经固沙处理的土壤为流动沙地类的土壤时,若0%<x<30%,则评价该固沙处理手段显著;30%≤x<70%,则评价该固沙处理手段较为显著;70%≤x≤100%,则评价该固沙处理手段非常显著;
11、②当未经固沙处理的土壤为半固定沙地类的土壤时,若0%<x<50%,则评价该固沙处理手段显著;50%≤x<100%,则评价该固沙处理手段较为显著;100%≤x,则评价该固沙处理手段非常显著;
12、③当未经固沙处理的土壤为固定沙地和荒漠草地类的土壤时,若0%<x<15%,则评价该固沙处理手段显著;15%≤x<30%,则评价该固沙处理手段较为显著;30%≤x,则评价该固沙处理手段非常显著。
13、作为优选,所述步骤五中若30%>w终,固沙时,则视该土壤为流动沙地类的土壤;75%>w终,固沙≥30%时,则视该土壤为半固定沙地类的土壤;若w终,固沙≥75%,则视该土壤为固定沙地和荒漠草地类的土壤。
14、作为优选,所述步骤一中取经固沙处理和未经固沙处理后的土壤样品,具体如下:用铲子沿着土壤裂缝边缘取出土壤,然后沿土壤裂缝切割,使经固沙处理和未经固沙处理后的土壤样品质量和形状一致。
15、作为优选,所述步骤一中置于烘干箱中烘干,具体如下:40℃烘干箱中,烘干8-10h。
16、作为优选,所述步骤二中风蚀实验具体如下:将烘干后的土壤样品置于风室中,模拟荒漠地区风力、温度、湿度和光照强度条件,对土壤样品进行模拟风蚀。
17、作为优选,模拟风力大小为10.8m/s-17.1m/s、温度为32℃-35℃、相对湿度为15%-20%、光照强度为45μmol/m2/s-50μmol/m2/s;模拟风蚀时:将土壤样品置于风室中心位置,风从土壤水平方向、与土壤水平面夹角45°以及东西南北各个方向循环吹扫土壤表面。
18、作为优选,所述步骤二中连续两次的留存率无明显变化的具体判断条件为:两次留存率数值差值绝对值小于3%,即|wih-w(i+1)h|<3%。
19、作为优选,所述步骤三中采用干湿筛分结合激光粒度仪的测试方法进行土壤颗粒特征分析,具体如下:将风蚀实验后的土壤样品首先采用干法振荡筛分,获取小于0.25mm径级土壤颗粒;然后取小于0.25mm粒径土壤,采用湿法处理和激光粒度仪结合获取小于0.05mm径级土壤颗粒质量m0.05。
20、作为优选,所述干法振荡筛分,具体如下:采用标准振筛机进行筛分,将风蚀实验后的土壤样品置于筛子上,按照频率30次/min、振幅5cm、筛面倾角为0°的筛分强度筛分半分钟,然后筛面倾角改为30°再筛分半分钟,接着按照频率30次/min、振幅3cm、筛面倾角分别为0°和30°的筛分强度分别筛分半分钟;经过0.25mm粒径大小的筛网,筛选出小于0.25mm土壤颗粒。
21、作为优选,所述湿法处理和激光粒度仪结合,具体如下:将小于0.25mm粒径的土壤颗粒样品,完全浸没在盛有去离子水的容器中,十分钟后将容器中的固液混合物倒入杯口放置滤纸(过滤孔径10μm)的烧杯中,过滤出多余水分;然后将滤纸上土壤样品置于烘干箱中,使得土壤质量含水率低于5.0%;采用激光粒度仪测定土壤颗粒样品的粒径分布,获取粒径小于等于0.05mm土壤颗粒质量m0.05。
22、土壤团聚体是土壤结构的基本组成单元,研究表明土壤侵蚀的发生与土壤团聚体的破坏密切相关,因此具体评价固沙效果的方法便可以通过测定土壤团聚体的含量并进行公式的计算来实现,目前测定土壤团聚体稳定性的方法较为完善的便是干筛法与湿筛法,研究发现湿筛法对于粒径小于0.25mm以下径级的土壤进行筛分时误差更小,干筛法对于粒径大于0.25mm以上径级的土壤进行筛分时比湿筛法操作上更为容易且误差近似相同,故本发明将两者巧妙结合,并将湿筛法与激光粒度仪相结合,得出一种更为科学的测定土壤团聚体的方法,并通过后续的一系列计算分别对荒漠地区各类型土壤进行固沙效果的评价。
23、有益效果:本发明提供的一种评价固沙效果的方法,操作简单,适用范围广,并且通过干筛法、湿筛法和激光粒度仪相结合等方法可以提高数据的精准度,便于计算,可以以较低成本,进行固沙效果的定量评价,为工程中选择合适的评价固沙效果方案提供依据。
1.一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,步骤如下:
2.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤五中若30%>w终,固沙时,则视该土壤为流动沙地类的土壤;75%>w终,固沙≥30%时,则视该土壤为半固定沙地类的土壤;若w终,固沙≥75%,则视该土壤为固定沙地和荒漠草地类的土壤。
3.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤一中取经固沙处理和未经固沙处理后的土壤样品,具体如下:用铲子沿着土壤裂缝边缘取出土壤,然后沿土壤裂缝切割,使经固沙处理和未经固沙处理后的土壤样品质量和形状一致。
4.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤一中置于烘干箱中烘干,具体如下:40℃烘干箱中,烘干8-10h。
5.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤二中风蚀实验具体如下:将烘干后的土壤样品置于风室中,模拟荒漠地区风力、温度、湿度和光照强度条件,对土壤样品进行模拟风蚀。
6.根据权利要求5所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,模拟风力大小为10.8m/s-17.1m/s、温度为32℃-35℃、相对湿度为15%-20%、光照强度为45μmol/m2/s-50μmol/m2/s;模拟风蚀时:将土壤样品置于风室中心位置,风从土壤水平方向、与土壤水平面夹角45o以及东西南北各个方向循环吹扫土壤表面。
7.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤二中连续两次的留存率无明显变化的具体判断条件为:两次留存率数值差值绝对值小于3%,即|wih-w(i+1)h|<3%。
8.根据权利要求1所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述步骤三中采用干湿筛分结合激光粒度仪的测试方法进行土壤颗粒特征分析,具体如下:将风蚀实验后的土壤样品首先采用干法振荡筛分,获取小于0.25mm径级土壤颗粒;然后取小于0.25mm粒径土壤,采用湿法处理和激光粒度仪结合获取小于0.05mm径级土壤颗粒质量m0.05。
9.根据权利要求8所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述干法振荡筛分,具体如下:采用标准振筛机进行筛分,将风蚀实验后的土壤样品置于筛子上,按照频率30次/min、振幅5cm、筛面倾角为0°的筛分强度筛分半分钟,然后筛面倾角改为30°再筛分半分钟,接着按照频率30次/min、振幅3cm、筛面倾角分别为0°和30°的筛分强度分别筛分半分钟;经过0.25mm粒径大小的筛网,筛选出小于0.25mm土壤颗粒。
10.根据权利要求8所述的一种对于功能肥料进行固沙效果评价的方法,其特征在于,所述湿法处理和激光粒度仪结合,具体如下:将小于0.25mm粒径的土壤颗粒样品,完全浸没在盛有去离子水的容器中,十分钟后将容器中的固液混合物倒入杯口放置滤纸的烧杯中,过滤出多余水分;然后将滤纸上土壤样品置于烘干箱中,使得土壤质量含水率低于5.0%;采用激光粒度仪测定土壤颗粒样品的粒径分布,获取粒径小于等于0.05mm土壤颗粒质量m0.05。