丁奠元，趙 英，方 圓，馮 浩,3

(1.揚(yáng)州大學(xué)水利與能源動(dòng)力工程學(xué)院， 江蘇 揚(yáng)州 225009； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué)中國(guó)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院， 陜西 楊凌 712100；3.中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所， 陜西 楊凌 712100; 4.西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院， 陜西 楊凌 712100)

土壤孔隙結(jié)構(gòu)的改善可以提高土壤保蓄水分和養(yǎng)分的能力，土壤的毛管孔隙和非毛管孔隙對(duì)土壤肥力、植物根系延伸和土壤動(dòng)物活動(dòng)影響顯著[1]，并且對(duì)土壤的通透性[2]和滲透性[3]具有重要影響。近20年，人們大量利用有機(jī)無(wú)機(jī)材料對(duì)土壤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良研究[4-7]。其中活性炭作為一種具有較強(qiáng)的吸附性和催化性能的有機(jī)物料，原料充足，且安全性高[8-9]，耐酸堿、耐熱、不溶于水和有機(jī)溶劑、易再生，是一種環(huán)境友好型的活性材料[10-11]。前人研究表明，活性炭作為優(yōu)良的土壤改良劑，能夠較強(qiáng)吸附土壤中有機(jī)生長(zhǎng)抑制物質(zhì)，吸附土壤中的化感物質(zhì)[12]；活性炭單獨(dú)施用或配合施用都能明顯減少小麥對(duì)鎘的吸收[13]，有效促進(jìn)小麥生長(zhǎng)發(fā)育[14]；活性炭可以降低污染土壤中有效態(tài)Cr[15-16]，提高土壤的陽(yáng)離子交換性能[17]，調(diào)節(jié)土壤的pH值[18]；適量施用活性炭可以增加土壤的穩(wěn)滲和吸滲率，抑制土壤蒸發(fā)，加強(qiáng)土壤對(duì)養(yǎng)分的吸附和保持作用[19]?；钚蕴孔鳛橐环N高性能的土壤改良劑，其對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的改良是改良土壤其它性質(zhì)的基礎(chǔ)，研究意義重大。然而，目前活性炭對(duì)土壤的改良作用的研究還處于初步探索階段，僅僅停留在對(duì)研究現(xiàn)象簡(jiǎn)單的描述上，難以用參數(shù)量化。

根據(jù)土壤孔隙的性質(zhì)和大小不同，土壤孔隙從小到大依此可以分為殘余孔隙(residual pore)、基質(zhì)孔隙(matrix pore)、結(jié)構(gòu)孔隙(structural pore)和大孔隙(macro-pore)[20-21]。Dexter等[20]提出的雙指數(shù)土壤水分特征曲線(xiàn)模型(the double-exponential water retention equation，簡(jiǎn)稱(chēng)DE雙指數(shù)模型)可以較好地估計(jì)以上土壤的不同大小等級(jí)的孔隙度，表達(dá)式如下：

(1)

式中，θ為土壤體積含水量(cm3·cm-3)；C，A1和A2分別表示土壤的殘余孔隙度(%)、基質(zhì)孔隙度(%)和結(jié)構(gòu)孔隙度(%，包括大孔隙)；h為吸力水頭(hPa)；h1和h2分別為A1和A2排空水時(shí)的土壤基質(zhì)吸力(hPa)；e為自然常數(shù)。DE雙指數(shù)模型作為一個(gè)定量反映土壤孔隙結(jié)構(gòu)的土壤水分特征曲線(xiàn)(SWRC)模型，已經(jīng)得到較廣泛的應(yīng)用研究[22-24]，然而利用DE雙指數(shù)模型研究活性炭對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的影響國(guó)內(nèi)外鮮有報(bào)道。

鑒于以上研究現(xiàn)狀，筆者擬向土壤中施用不同用量活性炭，首先驗(yàn)證DE雙指數(shù)模型對(duì)加入活性炭的土壤水分特征曲線(xiàn)(soilwaterretentioncurve,SWRC)的模擬效果；其次利用DE雙指數(shù)模型估算土壤不同大小等級(jí)的孔隙度及其孔徑的變化，定量研究活性炭對(duì)土壤毛管孔隙、非毛管孔隙和總孔隙的影響，以期為活性炭改良和培肥土壤、改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)和土壤耕性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土壤采自西北農(nóng)林科技大學(xué)中國(guó)旱區(qū)節(jié)水農(nóng)業(yè)研究院灌溉試驗(yàn)站，取地表以下10～30cm土壤，去除表層雜草和秸稈，風(fēng)干碾碎后，過(guò)2mm篩備用。土壤有機(jī)質(zhì)含量7.10g·kg-1，堿解氮22.99mg·kg-1，速效磷(P2O5)41.64mg·kg-1，速效鉀(K2O)138.25mg·kg-1，屬于中等肥力土壤。土壤平均容重為1.30g·cm-3，密度為2.67g·cm-3，供試土壤具體機(jī)械組成見(jiàn)表1。供試活性炭由天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)(市購(gòu))，黑色粉末狀，分析純。

表1 土壤顆粒組成Table 1 Soil particle size composition

注：砂粒2～0.05mm；粉粒0.05～0.002mm；黏粒<0.002mm。

Note:sand, 2～0.05mm;silt, 0.05～0.002mm;clay, <0.002mm.

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以不添加活性炭作為對(duì)照處理(CK)；前期預(yù)試驗(yàn)根據(jù)活性炭對(duì)土壤的改良效果，選擇了合適的活性炭添加數(shù)量梯度，本研究選取活性炭處理添加比例分別為土壤質(zhì)量的0.1%(H1)、0.3%(H2)、0.6%(H3)、0.9%(H4)和1.2%(H5)。裝土容器采用直徑10cm，高35cm的PVC管。為保證各處理土壤與活性炭充分完全混合，每6cm為一層(共5層，裝土高度為30cm)計(jì)算土壤質(zhì)量，每層土壤分別與對(duì)應(yīng)質(zhì)量的活性炭充分?jǐn)嚢杌旌?，分層填裝到PVC管中。通過(guò)搗錘控制土壤的緊實(shí)度，控制其容重為1.3g·cm-3。裝土之前PVC管底部用細(xì)紗布封閉，管內(nèi)均勻涂抹薄層凡士林，管底部放一層濾紙。每次裝土前必須保證下層土壤表面打毛，避免上下土層間出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和水動(dòng)力學(xué)特性突變等不必要的內(nèi)邊界[25]。每個(gè)處理12個(gè)重復(fù)，共72個(gè)土柱。

裝土之后，所有土柱放入水桶中，均從底部吸水達(dá)到飽和，放在控水旱棚內(nèi)培養(yǎng)。培養(yǎng)過(guò)程中依據(jù)CK處理的含水量變化控制灌水，每天定時(shí)對(duì)CK處理土柱稱(chēng)重，當(dāng)其含水量低于80%田間持水量(0～30d為16.0%，30～60d為16.7%，60～90d為19.7%)，對(duì)所有土柱稱(chēng)重后計(jì)算灌水量進(jìn)行灌水，灌水上限為CK處理的100%田間持水量。培養(yǎng)期間，控水旱棚環(huán)境的平均溫度為36.2℃(±5.3℃)，平均相對(duì)濕度為47.0%(±6.5%)。

在培養(yǎng)0、30、60d和90d時(shí)，每個(gè)處理分別取3個(gè)土柱，用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀(100cm3)從土柱取土(取土深度5～10cm)，用離心機(jī)(HITACHIhimacCR21GII)測(cè)定SWRC(20、30、50、100、300、500、700、1 000、1 200kPa和1 500kPa)。測(cè)定土壤容重，并利用土壤密度推算土壤總孔隙度。

1.3 試驗(yàn)方法

Kutilek[21]提出結(jié)構(gòu)孔隙中的水分運(yùn)動(dòng)形式為優(yōu)先流(preferentialflow)，根據(jù)毛管孔隙和非毛管孔隙的定義[1]，本研究將結(jié)構(gòu)孔隙(包括大孔隙)作為非毛管孔隙，將殘余孔隙和基質(zhì)孔隙作為毛管孔隙，即A2表示土壤非毛管孔隙度，(C+A1)表示毛管孔隙度。

假設(shè)土壤失水過(guò)程是從大孔隙到小孔隙依次進(jìn)行，且在土壤中水的接觸角為0°?？紫兜奈(hPa)和孔隙半徑r(cm)存在以下關(guān)系[26-27]：

(2)

式(2)表明，土壤孔隙的半徑跟吸力成反比例關(guān)系，即較小吸力對(duì)應(yīng)土壤較大孔隙，較大吸力對(duì)應(yīng)土壤較小孔隙。由此h1和h2可以分別表明土壤基質(zhì)孔隙和結(jié)構(gòu)孔隙孔徑的變化趨勢(shì)。

本研究基于OriginC8.0(OriginLabCorporation,Northampton,MA,U.S.A.)利用DE雙指數(shù)模型對(duì)實(shí)測(cè)SWRC數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，驗(yàn)證DE雙指數(shù)模型對(duì)土壤總孔隙度估算效果，并在此基礎(chǔ)上估算土壤的毛管孔隙度(C+A1)和非毛管孔隙度(A2)。試驗(yàn)中采用Excel2010、SPSS15.0和SigmaPlot 10.0分別對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 DE雙指數(shù)模型的驗(yàn)證

DE雙指數(shù)模型已應(yīng)用在研究土壤的飽和導(dǎo)水率[22]、適宜耕作的土壤含水量[23]和有機(jī)物對(duì)土壤孔隙的影響[24]等方面，但是對(duì)于添加活性炭后的SWRC的模擬效果有待驗(yàn)證。由圖1a可以看出，DE雙指數(shù)模型能夠較好地模擬活性炭處理的SWRC，SWRC的實(shí)測(cè)值和DE雙指數(shù)模型模擬值之間的均方根誤差(RMSE)介于0.07～0.098 cm3·cm-3之間，土壤含水量的模擬值和實(shí)測(cè)值非常接近1∶1的線(xiàn)(圖1b)，這表明DE雙指數(shù)模型可以準(zhǔn)確地反映添加土壤改良劑后土壤含水量隨吸力水頭的變化規(guī)律。

圖1 土壤水分特征曲線(xiàn)實(shí)測(cè)值與估計(jì)值比較(以90 d H5為例)

Fig.1 Comparison between curves of measured and estimated soil water retentions (using 90 d H5 as an example)

土壤總孔隙的估計(jì)值非常接近實(shí)測(cè)值(圖2)，其RMSE為0.02%，R2接近于1。DE雙指數(shù)模型不僅可以準(zhǔn)確地模擬SWRC，還可以較好地估算土壤不同大小等級(jí)的孔隙度，因此，DE雙指數(shù)模型可以作為一個(gè)有效評(píng)價(jià)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的工具。

注：活性炭處理添加比例分別為土壤質(zhì)量的0%(CK)、0.1%(H1)、0.3%(H2)、0.6%(H3)、0.9%(H4)和1.2%(H5)；不同小寫(xiě)字母表示不同處理在5%水平上差異顯著；下同。

Note: treatments of activated carbon additions were 0% (CK), 0.1% (H1), 0.3% (H2), 0.6% (H3), 0.9% (H4) and 1.2% (H5) of the soil weight; the different small letters mean significant difference at 5% level between treatments; the same below.

圖2 不同活性炭用量處理下的土壤總孔隙度

Fig.2 Soil total porosity under different amounts of activated carbon additions

2.2 活性炭對(duì)土壤容重和總孔隙的影響

試驗(yàn)表明不同活性炭處理土壤容重總體表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)(表2)；在60 d以?xún)?nèi)，活性炭對(duì)土壤的容重影響不顯著；在培養(yǎng)90 d時(shí)，與CK相比，H4和H5處理顯著降低了土壤的容重(P<0.05)。

生物炭施到土壤中后，生物炭自身的物理特性會(huì)改變土壤孔隙的大小分布[28]，影響土壤的孔隙結(jié)構(gòu)，改良土壤孔隙性質(zhì)。與生物炭類(lèi)似，活性炭處理也影響了土壤的孔隙變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，培養(yǎng)0 d時(shí)，不同處理的土壤總孔隙度差異很小，在52.5%左右(圖2)。培養(yǎng)30 d時(shí)，可能由于土壤中壓實(shí)作用和有機(jī)質(zhì)迅速礦化，導(dǎo)致各處理的總孔隙度較0 d時(shí)均有顯著減小(P<0.05)，其中減小最大為H4處理(P<0.01)。

一方面，培養(yǎng)60 d與培養(yǎng)30 d相比，各個(gè)活性炭處理均增大了土壤的總孔隙度；另一方面，培養(yǎng)60 d時(shí)添加活性炭的土壤總孔隙度均比CK大，表現(xiàn)為H4>H5>H2>H3>H1>CK；活性炭處理的總孔隙度(從H1到H5)相比CK分別增加1.1%、1.7%、1.5%、3.5%和2.7%(圖2)。

與培養(yǎng)60 d時(shí)相比，培養(yǎng)90 d時(shí)活性炭處理土壤的總孔隙度進(jìn)一步增加，其中H5增加最顯著(P<0.05)；不同活性炭處理表現(xiàn)為H5>H4>H3>H1>H2>CK，其中H4和H5與CK相比，顯著增加了土壤的總孔隙度(P<0.05)；活性炭處理的總孔隙度(從H1到H5)比對(duì)照處理CK分別增加1.9%、1.8%、2.3%、2.7%和4.3%，活性炭施用量與各處理土壤總孔隙度呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(P<0.05，R2=0.82)，這表明在試驗(yàn)范圍內(nèi)，活性炭施用量越多，土壤總孔隙度越大(圖2)。

表2 不同活性炭用量處理下的土壤 h1、h2和容重的平均值 Table 2 Mean values of h1, h2 and bulk density relative under dirrerent amounts of activated carbon additions

當(dāng)土樣培養(yǎng)30 d時(shí)，活性炭對(duì)土壤總孔隙度的作用不明顯；當(dāng)培養(yǎng)60 d時(shí)，活性炭的作用開(kāi)始顯現(xiàn)；當(dāng)培養(yǎng)90 d時(shí)，活性炭顯著增加了土壤總孔隙度，且土壤總孔隙度隨著活性炭施用量的增加而增加；活性炭處理對(duì)土壤總孔隙度的影響隨著時(shí)間的推進(jìn)越來(lái)越明顯(圖2)。

2.3 活性炭對(duì)土壤毛管和非毛管孔隙的影響

各處理的毛管孔隙總體呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)(圖3a)。當(dāng)土樣培養(yǎng)0 d時(shí)，各處理毛管孔隙度較小，其值大致在27%附近。培養(yǎng)30 d時(shí)，各處理毛管孔隙度顯著增大(P<0.05)。與培養(yǎng)30 d相比，培養(yǎng)60 d時(shí)，CK、H2和H4處理毛管孔隙度均進(jìn)一步增大，H1、H3和H5處理毛管孔隙度均減小，表現(xiàn)為H2>H4>CK>H3>H1>H5。培養(yǎng)90 d時(shí)，H2的土壤毛管孔隙度最大，其余活性炭處理的毛管孔隙度(H1、H3、H4、H5)分別比CK減小0.5%、1.7%、1.3%和2.2%。由表2的h1的變化得出，在前60 d以?xún)?nèi)，活性炭對(duì)土壤毛管孔隙中基質(zhì)孔隙孔徑影響不顯著；在培養(yǎng)90 d時(shí)，與CK相比，H1和H2處理顯著減小了基質(zhì)孔隙孔徑(P<0.05)。

當(dāng)土樣培養(yǎng)0 d時(shí)，活性炭對(duì)非毛管孔隙的影響不明顯，各處理非毛管孔隙度大致為26%(圖3a、b)。培養(yǎng)30 d時(shí)各處理的土壤非毛管孔隙度極顯著減小(P<0.01)，表現(xiàn)為CK>H5>H3>H2>H1>H4。這可能是由于添加活性炭后，激發(fā)了土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用[29]，并且表層土壤對(duì)下層土壤具有壓實(shí)作用。一方面，培養(yǎng)60 d與30 d相比，活性炭處理的土壤非毛管孔隙度均增大，CK的非毛管孔隙度減??；另一方面，培養(yǎng)60 d時(shí)不同活性炭處理的非毛管孔隙度均比CK大，表現(xiàn)為H5>H3>H1>H2>H4>CK。培養(yǎng)90 d時(shí)，土壤的非毛管孔隙度總體隨著各處理活性炭施用量的增加而增大，表現(xiàn)為H5>H4>H3>H1>H2>CK。其中，與CK相比，H5顯著增加了土壤的非毛管孔隙度(P<0.05)；活性炭處理(從H1到H5)的非毛管孔隙度比CK的分別增加5.8%、2.5%、8.7%、9.1%和14.7%。

圖3 不同活性炭用量處理下的土壤毛管和非毛管孔隙度

Fig.3 Soil capillary and noncapillary porosity relative under different amounts of activated carbon additions

由表2中的h2的變化得出，在培養(yǎng)30 d，活性炭處理表現(xiàn)出減小土壤非毛管孔隙孔徑的趨勢(shì)，其中H1顯著減小了土壤非毛管孔隙孔徑(P<0.05)。在培養(yǎng)60 d后，活性炭處理均增加了土壤非毛管孔隙孔徑；在培養(yǎng)90 d時(shí)，H1、H2、H4和H5均顯著增加了土壤非毛管孔隙孔徑(P<0.05)。

在培養(yǎng)時(shí)間內(nèi)，活性炭對(duì)土壤毛管孔隙度影響不顯著，培養(yǎng)90 d時(shí)活性炭減小了土壤的毛管孔徑。當(dāng)土樣培養(yǎng)0 d和30 d時(shí)，活性炭對(duì)土壤非毛管孔隙影響不明顯；當(dāng)培養(yǎng)到60 d時(shí)，活性炭增加了土壤非毛管孔隙度和孔徑；培養(yǎng)90 d時(shí)，活性炭增加非毛管孔隙度和孔徑的作用更明顯，隨著活性炭添加量的增加，土壤非毛管孔隙度和孔徑隨之增加，且這種效應(yīng)隨著時(shí)間的推進(jìn)越來(lái)越明顯。

3 討 論

研究結(jié)果表明活性炭處理減小了土壤的容重，增大了土壤總孔隙度，這與前人[30-31]的研究結(jié)果一致。土壤的孔隙度與緊實(shí)度密切相關(guān)，Soane[32]總結(jié)有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤緊實(shí)度的影響得出，土壤有機(jī)質(zhì)中的長(zhǎng)鏈分子能夠有效的黏結(jié)礦物顆粒，促進(jìn)團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)育；有機(jī)質(zhì)促進(jìn)微生物生長(zhǎng)的同時(shí)，微生物的菌絲可以結(jié)合礦物顆粒，形成新的土壤結(jié)構(gòu)，改變土壤緊實(shí)度?；钚蕴孔鳛橐环N有機(jī)質(zhì)，一方面活性炭顆粒本身具有高度發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的表面積，并且其表面含有多種官能團(tuán)[33]?；钚蕴繌?qiáng)大的吸附作用，可以從氣相或液相中吸附各種物質(zhì)[34]?；钚蕴窟@種吸附能力可以聚集土壤中的礦物顆粒，促進(jìn)土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成[35]，從而增加了土壤的總孔隙度。另一方面，施用生物炭可以顯著改善酶活性，提高土壤酶指數(shù)[36]和土壤微生物的多樣性[37]?；钚蕴颗c生物炭性質(zhì)相似[38]，施用活性炭的土壤有效激發(fā)了土壤中的酶活性[39]，增加土壤中微生物的數(shù)量，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的腐殖質(zhì)化；炭能夠吸附土壤有機(jī)分子，通過(guò)表面催化活性促進(jìn)小的有機(jī)分子聚合形成土壤有機(jī)質(zhì)[40]，進(jìn)而增加了有機(jī)質(zhì)含量，促進(jìn)了團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成和孔隙結(jié)構(gòu)的發(fā)育[41-43]。此外，活性炭本身添加量的差異也導(dǎo)致了干濕交替過(guò)程土壤結(jié)構(gòu)的形成和重組發(fā)生變化，并最終增加了土壤的總孔隙度。

當(dāng)土樣培養(yǎng)0 d時(shí)，活性炭與土壤顆粒隨機(jī)混合和重組，沒(méi)有壓實(shí)和礦化的影響，此時(shí)的非毛管孔隙度較大；在培養(yǎng)30 d，各處理土壤毛管孔隙度增大，非毛管孔隙度減小，原因可能是在培養(yǎng)過(guò)程中，土柱內(nèi)土壤含水量一直較高(田間持水量的80%以上)，表層土壤對(duì)下層土壤存在一定的壓實(shí)作用，這種壓實(shí)作用在土壤培養(yǎng)初期(30 d以?xún)?nèi))作用明顯，增加了土壤的毛管孔隙(圖3a，30 d)，減小了土壤的非毛管孔隙[20](圖3b，30 d)，而導(dǎo)致土壤的總孔隙度減小(圖2，30 d)；隨著試驗(yàn)的進(jìn)行(30 d以后)，土壤的壓實(shí)作用逐漸減小，而活性炭的作用逐漸加強(qiáng)，使得土壤的非毛管孔隙增加(圖3b，60 d和90 d)，總孔隙度也隨之增加(圖2，60 d和90 d)。

活性炭對(duì)毛管孔隙度影響不顯著(圖3a)，但其明顯增加了土壤非毛管孔隙度(圖3b)。原因可能是在土壤干濕交替和有機(jī)質(zhì)礦化過(guò)程中，活性炭顆粒上的官能團(tuán)聚合吸附周?chē)耐寥李w粒，并與有機(jī)組分重組，形成新的土壤結(jié)構(gòu)；在此過(guò)程中，活性炭將土壤的礦物顆粒和微小團(tuán)聚體重新組合形成新的團(tuán)聚體，而增加了土壤中大團(tuán)聚體數(shù)量[16,35]。根據(jù)土壤的顆粒和土壤孔隙的對(duì)稱(chēng)分布的關(guān)系[44-45]，土壤團(tuán)聚體數(shù)量增加導(dǎo)致了團(tuán)聚體之間非毛管孔隙增加。

試驗(yàn)中(90 d)土壤非毛管孔隙度增加量占總孔隙度增加量的百分比分別為(從H1到H5)116.4%、54.7%、147.4%、130.9%和132.7%；并且土壤總孔隙度與非毛管孔隙度表現(xiàn)出了極顯著的正相關(guān)關(guān)系(圖4，P<0.01)，與毛管孔隙度相關(guān)關(guān)系不顯著，因此，活性炭是通過(guò)增加土壤的非毛管孔隙度，有效地增加了土壤的總孔隙度。

圖4 土壤總孔隙度和非毛管孔隙度之間的關(guān)系

Fig.4 Relationship between soil total porosity and noncapillary porosity

活性炭通過(guò)自身特性，可以有效調(diào)節(jié)土壤的水、氣平衡，創(chuàng)造了土壤微生物生活的優(yōu)良環(huán)境[39]，從而促進(jìn)了作物根系生長(zhǎng)[12]。本試驗(yàn)著重于短時(shí)間(90 d)內(nèi)活性炭對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的影響，活性炭對(duì)土壤其它物理化學(xué)性質(zhì)的影響(土壤的導(dǎo)水率、微生物生長(zhǎng)和養(yǎng)分的保持特性等)，以及大田中活性炭對(duì)土壤的改良作用，還需要進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 論

本研究利用小土柱試驗(yàn)，在不同活性炭用量、不同培養(yǎng)時(shí)間條件下，基于DE雙指數(shù)模型，定量地分析了活性炭對(duì)農(nóng)田土壤毛管孔隙、非毛管孔隙和總孔隙的影響，深入探究了活性炭對(duì)土壤孔隙結(jié)構(gòu)的影響機(jī)理，主要得到以下結(jié)論：

1) 土壤中的活性炭有效地減小了土壤容重，增加了土壤的總孔隙度；

2) 農(nóng)田土壤中施用活性炭顯著增加了土壤非毛管孔隙及其孔徑，活性炭是通過(guò)增加土壤的非毛管孔隙度，有效地增加了土壤的總孔隙度；

3) 活性炭施用量越大，對(duì)土壤孔隙的作用效果越顯著，并且活性炭對(duì)土壤孔隙的影響隨著時(shí)間的推移越來(lái)越明顯。

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