农业机械学报

作者：马效松,付强,徐淑琴,李天霄,侯仁杰,于鑫彤

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：北方寒区; 生物炭; 土壤导热率; 土壤体积热容量; 土壤热扩散率

基金：国家自然科学基金面上项目（51679039）和国家杰出青年科学基金项目（51825901）

为揭示生物炭对土壤热特性参数的影响规律，以施加不同生物炭的北方寒区农田土壤为研究对象，设置土壤含水率水平分别为0%、8%、16%、24%、32%、40%，利用ISOMET2114型热性能分析仪，测定土壤在15~-15℃温度范围内导热率、热扩散率和体积热容量的变异特征，探究生物炭调控作用下土壤热特性参数对水热环境的响应机理。研究结果表明：在冻结与非冻结状态下，随土壤含水率增加，土壤导热率、体积热容量和热扩散率均表现出增大趋势，在3℃条件下，生物炭含量为0?t/hm??2?、含水率为24%和32%时，土壤导热率相对于含水率为16%时分别增加0.141?4、0.580?5?W/（m·K）。随生物炭含量增加，土壤导热率和热扩散率呈降低趋势，体积热容量在非冻结情况下呈降低趋势，在冻结情况下则呈增大趋势，在-3℃条件下，含水率为32%、生物炭含量为4?t/hm??2?和6?t/hm??2?时，土壤体积热容量相对于0?t/hm??2?水平分别增加0.16、0.20?J/（cm??3?·K）。土壤导热率与含水率呈对数函数关系，土壤体积热容量与含水率呈线性函数关系，土壤热扩散率与含水率呈二次函数关系。本研究结果可为准确描述北方寒区农田土壤热性能和生物炭改良土壤技术提供理论依据。

来源：2019年第10期

《农业机械学报》期刊编辑部

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