生物炭对矿区不同压实度土壤水分入渗和蒸发的影响

摘要

[目的]探究水稻秸秆生物炭对矿区压实土壤水分入渗和蒸发特征的影响，为秸秆废弃物的资源化利用和矿区土壤修复提供依据。[方法]在模拟1.2、1.3、1.4、1.5、1.6 g/cm³(T_1.2～T_1.6)压实处理下，设置4种生物炭施量（0、2%、4%、6%）进行室内土柱模拟试验。[结果]1)不同施用量生物炭均减缓不同压实土壤湿润锋向下运移速率，土壤水分累积入渗量随生物炭施用量的增加呈先增加后减少趋势。2%施量处理均增加不同压实处理的累积入渗量，其中T_1.2、T_1.3、T_1.5和T_1.6时，施生物炭较未施生物炭分别增加10.73%、2.99%、11.96%、2.39%（p<0.05）。当施量增加至6%时，各压实处理的累积入渗量均<2%施量处理。2)幂函数湿润锋模型对生物炭改良压实土壤的湿润锋运移拟合效果较好。Horton模型最适宜估算生物炭改良压实土壤的累积入渗。3)生物炭影响压实土壤蒸发过程的2个蒸发阶段，显著影响快速蒸发阶段（p<0.05），导致蒸发总量减少。不同压实度土壤的残余水分体积分数在各施量下较未施炭土壤均显著增加（p<0.05）。4)压实是影响土壤水分入渗和蒸发的主要因素，生物炭与压实交互作用下的F值相较于压实处理均减小。[结论]2%施量的生物炭对提高矿区压实土壤水分有效性最好，研究结果为生物炭改善矿区压实土壤水文过程和土壤修复提供科学依据。

关键词

生物炭 / 压实土壤 / 矿区 / 入渗 / 蒸发