拖拉机轮胎压实对土壤水分入渗与地表径流的影响

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1.1试验设计试验设在山西省晋中东山地区的寿阳县，一年一熟春玉米种植地上，供试土壤为黄土母质淡褐土，以壤质为主，土体深厚，质地均匀于1999年7月，在免耕覆盖试验地上进行拖拉机压实处理。压实前3d累积降雨20.8mm，表层30cm的土壤含水率约为田间持水量的70%试验设3种处理，即中拖压实小拖压实和无压实，每种处理设4次重复。中拖压实用tn-300l拖拉机，总重3. 6t，轮胎规格12-38，后轮气压117. 137.3kpa，打滑率5.%，滚动阻力2kn；小拖压实用金马-250小四轮拖拉机，总重1. 2t，轮胎规格9. 3种处理秸秆覆盖量相同，约5000kg/hm2，覆盖率约为75%基金项目：中国一澳大利亚合作项目“ac1ar96/143可持续机械化旱作农业研究”

1.2试验仪器与测试内容采用由澳大利亚引进的摆动喷头式降雨模拟器，主要由供水系统、降雨系统和测试系统三大部分组成降雨量、雨型和降雨强度，可通过选定喷头、调节供水压力和控制喷头摆动速度来完成试验选用压力60kpa，摆动刻度24，标定降雨强度82.5mm/h，降雨持续50min用面积为2必1. 5m的取样框经抽吸系统将径流收集到集水筒中。试验过程中，记录降雨及径流的起止时间，在径流开始后，每隔5min读取一次集水桶读数，绘制降雨与径流的过程曲线。采用烘干法测定压实及降雨前后表层40cm的土壤含水率及容重2试验结果分析21压实对土壤容重的影响土壤容重是评价土壤压实的重要指标v为各处理不同土层深度的土壤容重由图中看出，试验土壤虽为免耕地，但由于过去长年翻耕，在20cm~ 30cm之间形成很明显的犁底层试验中，两种机型压实的影响范围都在30cm以内。具体分析如下：10cm土层，两种机型18都使表层10cm的容重显著增加（置信度。f，。795%），小拖拉机使土壤容重由1.40 g/cm3增大到1.60g/cm3，而中型拖拉机老使容重增大到1.62g/cm3两者之间的差f1.5异不明显，这一点与李汝莘在裸地上的试§验结果是一致的i2 3'4土层，中型拖拉13机使容重由1.55g/cm3增大到1.66 g/cm3，效果显著（置信度95%）；而小拖拉机仅使容重增加到1.57g/cm3，多重比较结果显示其与非压实的容重差异不显著，小拖拉机对20cm及以下土层的压实不明显。

30cm及以上的深度，土壤压实效果不明显综上所述，压实增加了表层土壤的容重。机具总重量不同，压实深度也不同小拖的压实深度基本在10cm以内，而中拖的压实深度在20cm以上22压实对地表径流及入渗的影响压实破坏了土壤的结构，影响了土壤水分运动及作物对水分的吸收，但最直接受影响的是降雨入渗与地表径流下面分析人工模拟降雨条件下，压实对免耕覆盖地上的降雨入渗与地表径流的影响和分别为各处理的累积径流量和相应的入渗率变化曲线从分析，压实处理在降雨7min时就开始产生径流，且很快达到饱和，入渗率迅速降低至最低值5mm/h左右总、径流量远高于无压实处理无压实处理在约20min左右开始径流，入渗率降低缓慢，最终入渗率为38mm/h以降雨40min时的径流量对比痛，理的径流肺高达6%」嬉处42而入渗率仅为无压呻://、压实对径流量的影响bookmark5压实对入率的影响bookmark6中拖压实径流量略高于小拖压实，但二者之间无明显区别，最终入渗率一致，说明表层土壤的压实对入渗起了决定性作用，成为水分入渗的限制层。小型拖拉机对表层土壤的压实不容忽视，尤其是在土壤含水率较高的条件下，要避免机器下地作业。另外，有必要探索可以减少机具对土壤压实的耕作体系，如固定道作业法等23压实对土壤含水量的影响4为降雨前和降雨后的土壤容积含水率。

降雨后，压实处理的表层0cm~ cm土壤水分增加，而下层土壤含水率几恕乎无变化，说明压实层限制了水分入渗。

而无压实处理的表层容积含水率接近于压实处理，但水分明显向下层土壤分布，总的入渗量高于压实处理从50cm深度以内的水分测算结果来看，压实使总入渗量减少了70.5%.轮胎的压实破坏了表层土壤的结构，减少了土壤孔隙度，使入渗性能降低。据李汝莘研究，在0cm10cm的耕层内，压实主要导致大孔隙度的减小，而使毛管孔隙度增加；在10c压实对土壤容积含水率的影响bookmark7 -20cm的耕层内大孔隙度和毛管孔隙度均减小3大孔隙的减少降低了土壤的通气性和入渗性能，而小孔隙的减少增加了表层土壤的吸水能力，水分不易向下运动减少了了入渗量3结论与建议在免耕覆盖地上，机具轮胎可以对土壤造成严重的压实，使表层土壤容重增大，孔隙度减小，从而降低了土壤的入渗性能，增加了径流量。

机器越重，压实的影响深度越大试验表明，在土壤含水量较高时，小拖的压实主要在10cm以内，而中拖的压实可以达到20cm以上中拖与小拖两种机型都使表层10cm的容重显著增加，其入渗量及入渗率明显低于无压实处理，二者的影响无明显差别，可见表层土壤的孔隙结构对水分入渗起着决定性作用，小拖对表层土壤的压实不容忽视。

不同性质的土壤不同的含水量及不同的轮胎打滑率等条件下，压实的影响程度都不同，对这些方面的深入研究将有助于合理选择作业时机，减少压实破坏及作业能耗

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