微润灌下农田土壤干缩裂隙发育机理

摘要

为探明微润灌下农田土壤干缩裂隙发育规律，开展模拟夏季气温条件的微润灌土箱试验，设置3种压力水头处理(10、50、100 cm),测定土壤含水率和水分入渗变化情况，拍照记录表层裂隙演化过程，并采用硅胶置换扫描法获取裂隙三维结构，结合图像处理技术对裂隙发育情况进行分析。结果表明：在蒸发影响下，各处理土壤含水率均表现为先快速下降然后在约100 h趋于稳定的两阶段变化特征。土壤含水率和微润灌入渗率均有明显的日内波动特征，验证了微润灌具有自适应调节能力，但调节能力随压力水头的增加而减弱。各处理土壤表层裂隙面积率和长度密度变化均表现为先快速上升后趋于稳定，但裂隙长度密度的稳定时间早于裂隙面积率。裂隙发育程度随土壤深度增加不断降低，大部分裂隙仅在表层4 cm深度内发育。根据走向特点，土壤裂隙纵向发育走向大致可分为竖直、倾斜、“卜”字形和“人”字形四种情况。微润灌压力水头对裂隙发育有显著影响，表层裂隙面积率、长度密度、平均宽度和裂隙深度均随微润灌压力水头的增大而减小。相比10 cm水头处理，50 cm和100 cm水头处理下裂隙最大深度分别减小19.4%和55.6%,平均最大深度分别减小26.7%和55.5%。综上，微润灌压力水头对灌溉水量自适应调节和土壤裂隙发育有决定性作用，在实际应用时应根据具体情况合理调整压力水头。

关键词

干缩裂隙 / 纵向发育 / 微润灌 / 自适应 / 压力水头