一、土壤饱和导水率(K10)判断标准
美国盐渍土实验室的研究认为:K10<1.0 mm·h-1时土壤不宜进行灌溉(USDA,1954)。因此,可以将K10=1.0 mm·h-1作为判断解除苏打盐渍土物理性逆境胁迫的阈值指标,当K10>1.0 mm·h-1时,苏打盐渍土物理性逆境胁迫得以解除。
二、土壤最小限制水分含量判断标准
Letey(1985)首次提出了土壤无限制水分区间(No-limiting water range,NLWR)的概念,是指土壤环境对作物生长限制作用(土壤水分有效性、通气性、机械阻力)最小时的土壤水分含量区间(土壤体积含水量,下同)。Da Silva等(1994)将这一概念进一步发展为土壤最小限制水分区间(Least limiting water range,θLLWR)。最小限制水分区间的上限是指田间持水量或充气孔隙含量为10%时的土壤含水量,取二者中的最小值;最小限制水分区间的下限是指萎蔫点含水量或土壤对作物根系产生机械阻力时的含水量,二者取最大值。具体而言,可以用下面的方式表述:
最小限制水分区间:
上限:最小值{田间持水量,充气孔隙为10%时的土壤含水量}
下限:最大值{萎蔫点系数,土壤对根系生长产生机械阻力时的含水量}
当θLLWR=0时,植物生长开始受到土壤物理性质的限制(Da Silva et al.,1994)。因此,可以将θLLWR>0作为判断苏打盐渍土物理性逆境胁迫解除的判断标准。
三、土壤孔隙分布特征或水分特征判断标准
土壤孔隙可分为三级:非毛管孔隙(通气孔隙)、毛管孔隙(也称活性孔隙)和束缚水所占孔隙(也称非活性孔隙)(黄昌勇,2000)。三种孔隙体积占土壤总体积的百分含量分别称为:非毛管孔度(通气孔度,P a)、毛管孔度(P c,也称活性孔度)和束缚水所占孔度(P b,也称非活性孔度)。一般认为,P a<15%时土壤结构性较差,对作物生长发育产生不利影响(黄昌勇,2000)。即P a<15%可以作为土壤发生逆境胁迫的判断标准之一。
刘孝义(1985)建议,以土壤有效水含量和无效水含量的比值作为评价土壤供水能力强弱的指标,比值大于0.5为供水能力强,反之则弱。
假设,土壤有效水含量为θa,无效水分含量为θb,那么,根据刘孝义(1985)的观点,θa与θb间的关系式应为:
通常情况下,将1.5 MPa土壤水吸力时的土壤含水量作为土壤无效水含量。因此,可以将土壤有效水含量小于0.5倍1.5 MPa土壤水吸力时的土壤含水量作为判断土壤发生逆境胁迫的标准之一。
根据上述两项指标,苏打盐渍土物理性逆境胁迫解除的判断标准为:
即土壤通气性孔隙含量大于15%并且有效水含量大于0.5倍无效水含量时,苏打盐渍土物理性逆境得到解除。
土壤水分状态与土壤孔隙分布密切相关。土壤全部孔隙充满水时,土壤达到饱和状态,对应的土壤含水量为饱和含水量(θs);毛管孔隙中的水分为有效水分,对应的土壤含水量为θa;非活性孔隙中的水分为无效水,对应的土壤含水量为θb;毛管孔隙和非活性孔隙充满水时对应的土壤含水量为田间持水量θf,即
因此,P a>15%对应的土壤水分特征为:
将式(7.5)代人式(7.6)得:
因此,式(7.4)可以替换为:
即松嫩平原苏打盐渍土物理性逆境胁迫解除的判断标准为:土壤饱和含水量与田间持水量的差值大于15%,并且田间持水量大于1.5倍的土壤无效水分含量。
式(7.3)对应的土壤孔隙度关系为:
因此,式(7.4)可以替换为:
即松嫩平原苏打盐渍土物理性逆境胁迫解除的判断标准为:土壤通气孔度大于15%,并且毛管孔度大于0.5倍的非活性孔度。
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