渗透率是土壤最重要的环境因素之一,提供基本植物根系,水储备和植物生长介质的主要来源。保持或改善土壤质量对于农业生产力和环境安全至关重要,由于沸石粉成本低,通用性强,在农业中也发挥着重要作用,减少干旱和半干旱地区干旱影响的重要替代品。可用于改善土壤,增强化学和有机肥料的效果,同时也可用作不同作物发育的基质成分。
土壤渗透率公式计算实例
以砂土0~10cm表层为例:
实测土层,土粒密度2.560 g·cm-3,土壤容重1.635 g·cm-3,机械组成1.00~2.00mm为0.10%,0.50~1.00mm为2.20%,0.25~0.50mm为42.30%,0.10~0.25mm为33.70%,0.10mm以下为21.80%。经计算土壤总孔隙度为36.1328%。查表土壤结构理论值附表1得ε%=60%,δ%=40%,γ%=60%,β%=40%,这个组合的孔隙度为36.1282%,最接近36.1328%。利用这个组合数据计算A值:
A=0.4142﹙ε%+δ%γ%﹚+0.7013δ%β%
=0.4142﹙0.6+0.4×0.6﹚+0.7013×0.4×0.4
=0.4601。
A值为0.4601对应的最大孔隙度:Kmax%=55.3776%。
透水土粒占全部土粒的百分数:
$$ $\frac{\lambda _{ij}}{100}=\frac{k}{k_{max}}=\frac{36.1238}{55.3776}=\frac{65.25}{100}$
透水径级0.25~0.50mm为11.75%,0.10~0.25mm为33.70%,0.10mm以下为19.00%,这几个径级百分数之和为65.25。也就是说,0.25~0.50mm这个径级只有11.75%的土粒形成的孔隙透水,其余土粒形成的孔隙已被小土粒充填。0.10mm以下土粒形成的孔隙小到可以忽略不计。这个土层0.25~0.50mm径级的11.75%、0.10~0.25mm径级的全部为透水土粒。
∑ni=1d2iλi÷100=0.03752×11.75+0.01752=0.0002683∑i=1ndi2λi÷100=0.03752×11.75+0.01752=0.0002683
式中:di—以cm表示的径级中值;
d0.025—d0.05= ﹙0.025+0.05﹚/2=0.0375;
d0.01—d0.01= ﹙0.01+0.025﹚/2=0.0175。
将上述的K%、A、、m=H=5、g=981、π=3.1416、时间为1min=60s、10℃水的黏滞度0.0131代入土壤渗透率公式得:
u=2√A2(A+1)mgk64ν(A+0.5π)100∑ni=1d2iλi÷100u=2A2(A+1)mgk64ν(A+0.5π)100∑i=1ndi2λi÷100
= $$ $\frac{\sqrt{2}\times 0.4601^{2}\left ( 0.4601+1 \right )5\times 981\times 0.3613}{64\times 0.0131\times \left ( 0.4601+0.5\times 3.1416 \right )}\times 0.0002683\times 60$ =7.32mm·min-1
其余各土层计算方法相同。稳渗渗透率为3.95mm·min-1.
沸石粉是一种天然的火山沉积矿物,主要由硅铝酸盐组成,矿物具有三维晶格,具有松散结合的阳离子,能够在不改变晶体结构的情况下保湿和脱水。存在约40种天然沸石和100种合成沸石。土壤中的聚集过程很重要。在改善土壤物理特性如水力传导性,渗透性,通风等方面发挥着重要作用。对于改善土壤中的碳固存很重要,由于沸石粉非常多孔的特性和毛细吸力,有助于水渗透和保留在土壤中。作为天然润湿剂,是非润湿砂的优良改良剂,有助于通过土壤分配水分。沸石可以在植物的根区保持营养,从而能更有效地使用N和K肥料,使用较少的肥料以获得更长的持续时间并产生更高的产量。
在天然矿物的情况下,这些多孔材料在自然界中与火山活动相关地形成。由于极端可塑性等不良物理特性,植物生产出现了严重的自然限制。由于结构变化,用沸石粉处理土壤可确保深度吸收雨水,这与更好地利用雨水。土壤质量分析在当今的农业世界中,有机物质及其与结构和稳定性有很大的价值,农业生态土壤管理方案决定了有机质和结构性质之间的关系水平。
土壤质量指标质量的特性是有机质,稳定的聚集体,土壤聚集程度,渗透率。天然矿物和有机改良剂的整合适用于改善物理土壤性质。在类似的研究中,通过应用有机和有机矿物处理,观水稳性聚,土壤聚集程度和渗透性增加。均衡使用有机无机和生物肥料对于维持良好的土壤物理和化学环境至关重要,同时也是能提供土壤微生物生物质的能源。除了对土壤渗透率的改善,还能提高氮肥的使用率,可以降低氮肥的消耗量,节省很多农业成本。
当前,沸石粉在农业上的应用非常广泛,沸石粉可用作土壤改良剂、单质肥料控释剂、复合肥料调理剂、生物侑有杋肥除臭剂、饲料添加剂、重金属离子的捕集剂、农药、杀菌剂、除锈剂的载体以及农业污水的处理等,在农业与肥料中的报道日益增多。