[發明專利]一種測定根系土壤剖面優先流的方法

有效

• 申請號: 201710038412.8
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN106596898B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 張金池;郭曉平;高超
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 合肥中谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34146
• 代理人: 洪玲

本發明公開了一種測定根系土壤剖面優先流的方法，主要步驟為：首先挖取一塊土坑，對形成的實驗剖面進行加工，并劃分根莖并記錄，然后剪去根系露在土壤剖面外的部分；在實驗剖面上插入若干塊鐵板，用支架對鐵板外部進行固定，再對土壤剖面進行濕潤預處理，并記錄產生優先流的根在剖面中所處位置；在產生優先流的根的位置處插入若干連接有軟管的金屬管，軟管另一端連接至容器，以收集實驗過程中所導出的土壤水，最后控制降雨強度以及降雨時間，測定不同降雨強度或者降雨時間條件下，土壤剖面及經由根系所產生優先流的數量。本發明的優點在于采用挖取土壤剖面的方法來研究土壤優先流這一“黑箱”問題，更加直觀，方便操作。

技術領域

本發明涉及森林的水文觀測領域，具體涉及一種測定根系土壤剖面優先流的方法。

背景技術

在森林水文觀測中，土壤優先流是土壤中非常普遍的一種水分和溶質運移形式，其存在將導致溶質快速向下遷移。但由于土壤優先流是一個“黑箱”問題，依靠當前的技術手段很難探索土壤優先流的形成原因及產生規模，特別是對于森林土壤，復雜的根系對優先流的作用機制尚不明確。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種測定根系土壤剖面優先流的方法，該方法有效解決了當前的技術手段很難探索土壤優先流的形成原因及產生規模的問題。

本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種測定根系土壤剖面優先流的方法，包括以下步驟：

a、沿著坡向垂直方向，豎直向下挖取一塊長度、寬度和深度均為100cm的土坑，對土坑上游側壁所形成的100cm²的實驗剖面進行加工，使土壤剖面豎直、光滑；如果在平地上，則直接挖取一處長度、寬度和深度均為100cm的土坑；

b、如果測定經由根系產生的優先流，則將根分為枯根和活根，或者劃分根莖并記錄，然后剪去根系露在土壤剖面外的部分；

c、在實驗剖面上一定距離插入若干塊鐵板，在將鐵板插入土壤剖面2cm后，用支架對鐵板外部進行固定，同時控制鐵板的水平角度，以利于導水；

d、通過人工降雨的方法實施較大強度的連續降雨，對土壤剖面進行濕潤預處理，根據土壤質地確定濕潤預處理時間，一般連續降雨時間為15min，降雨過程中，記錄產生優先流的根，并記錄其在剖面中所處位置；

e、濕潤預處理結束后，在產生優先流的根的位置處插入若干連接有軟管的金屬管，金屬管插入土壤層1cm，軟管另一端連接至容器，以收集實驗過程中所導出的土壤水，軟管分別由支架固定，以避免在實驗過程中出現從土壤中脫落；

f、待全部記錄工作及金屬管連接工作結束，并且濕潤預處理間隔滿1小時后，采用人工降雨的方法，控制降雨強度以及降雨時間，測定不同降雨強度或者降雨時間條件下，土壤剖面及經由根系所產生優先流的數量。

進一步改進在于，步驟c中，所述鐵板為三塊，且分別插在距離土壤層上表面10cm、20cm和30cm處。

進一步改進在于，所述鐵板的厚度小于0.5mm。

進一步改進在于，步驟e中，所述在產生優先流的根的位置處插入金屬管具體操作為使用一定內徑的金屬管在產生優先流的根的位置處順著根的生長方向插入土壤層，從而與地面形成一定角度。

進一步改進在于，若測定2mm的細根，所用金屬管的內徑為5±1mm，若為較粗的根系，則隨之增加內徑，確保根系與金屬管內壁的距離大于1mm。

本發明的有益效果是：

1)采用挖取土壤剖面的方法來研究土壤優先流這一“黑箱”問題，更加直觀，方便操作；

2)該方法對于可以定量研究根系條件、土壤深度、降雨強度、降雨時間對于優先流形成的影響；