全 文 ：核 农 学 报 ,
盆 曲 止心 姗 ‘”众
光辐射对农业土壤的影响
赵文虎 徐世明 徐新宇 候兰欣
中国农业科学院原子能利用研究所 北京 。。
核爆炸产生 的光辐射 , 能 童大 、 发射率 高 , 在一 定数 值 内可 使土 壤表层 熔融 、 沸
腾 , 并随着光冲全值的减弱迅速减轻 表层熔融 的土壤 , 机械组成有徽小 的变化 , 有机
质 、全氮贡有部分减少 , 但 不 影响 整个耕层土 壤的耕作性能 , 在此土攘止种植农作物 ,
生长 良好 , 产童正常 。
关键词 光辐射 核爆炸 土壤 损伤
前 言
核爆炸全部释放的能量中 , 在空爆的情况下大约有 写一 写以热辐射形式从火球中释
放出来 , 此时火球中心区的温度可达数千度 〔‘〕, 核爆炸的光辐射 , 不仅能量大 , 而且在极短的时
间内发射出来 , 即落在表面上的辐射率很大 , 这样可使受照物体表面的温度在极短时间内急剧
升高 。 如在 日本投掷的原子弹在 英尺高度下爆炸 , 在爆 区下 , 地表的温度可达 一
。℃ , 在这样的温度下 , 几乎一切可燃物体都将燃烧 , 甚至像土壤这些物体都可达到熔融
和沸腾的地步 , 土壤受到如此高温时会产生什么变化 对耕作性能有什么影响 这对于爆后
能否恢复农业生产极为重要 。 本文将就这方面间题进行讨论 。
材 料 与 方 法
爆前将不同类型土壤装入直径 、 高 的铁桶内 , 埋入距爆心不同距离的土层 桶
与地面平 。 爆后 回收 , 对土壤进行外部破坏状况观察 , 理化性状分析以及作物栽培试验 。
结 果
一 光辐射对土壤破坏的状况
当光冲量为 。 时 , 对土壤的破坏限于表层 以内 。 在此范围内 , 随着光
冲量由高至低 , 对土壤破坏状况可分为 种类型 。 光冲量为 ’时 , 可使土壤表
面形成一层厚 一 发亮的矿碴状烧结层 , 这是土壤在高温下熔融 , 沸腾后冷却形成的 ,
其上分布有大小不一的汽泡 , 在烧结层下 , 有一层 一 的黑色烧糊层 ,
此文于 年 月 日收到 。
核 农 学 报 卷
再往下是一层 厚的硬土层 , 以下无变化 光冲量 一 。 , 时 , 土壤表面仅
形成一层厚 一 的烧糊层 , 往下为一层 一 的硬土层 光冲量 ,
时 , 土壤表面形成一层厚 左右的板结层 , 光冲量小于 ’ 时 , 土壤表面无变化 。
投射到土壤上的光辐射 , 一部分被吸收 , 一部分被反射 , 不 同类型土壤 由于颜色 、 质地 、肥
力等不同 , 对光辐射具有不同吸收率 、 导热率及热容等 , 所以在同样光冲量作用下 , 其破坏状
况不同 , 一般是壤土 、粘土 比砂土重 , 如烧结层的厚度 , 壤土 、 粘土大部在 以上 , 而砂土在
以下 硬土层厚度 , 壤土 、粘土在 以上 , 而砂土则无该层的出现 见表 。
表 不同质地土壤表层破坏状况
烧结层状况
土壤质地
致 〕 颜色
厚度 起伏高度
烧糊层厚度 硬土层厚度
中壤土
里壤土
粘土
重粘土 诬
砂 土
灰绿色
黑绿色
褐绿色
乳灰色
灰白色 痕迹 无
由于光辐射对土壤的破坏仅限于表层 , 加之烧结层在一般农具耕作下很易破碎 , 硬土层遇
水浸泡后 即可松散 。 因此 , 遭受光辐射破坏的土壤 , 对耕作性能不会产生不 良影响 。
二 土壤含水盘和植被可减弱光辐射对土壤的破坏
含水量占绝对干重 一 的土壤 , 在光冲量为 时 , 土表不同程度的形成了烧
结层 , 而含水量占绝对干重 写的土壤 , 则根本不会形成烧结层 , 以下土壤墒情 良好 , 播
种农作物种子 , 可正常出苗 。 土表完全裸露的 , 在 的光冲量作用下 , 表面形成了烧结
层 , 而有植被复盖的则无烧损痕迹 。
表 不同类型土壤 表层机械组成的变化
光冲量 物理砂粒
含且
物理枯权
含
质地
〕
草甸褐土 妻
澎
轻坡土 一
轻壤土 一
中壤土
水稻土 李
戮
。
轻壤土
中壤土
中城土
黄土 , 中壤土
中壤土
重壤土 一
红壤
群
重壤土
重壤土
轻粘土
期 光辐射对农业土续的影响
三 光辐射可使土壤的理化性状产生部分变化
机械组成 表 表 明 , 种类型土壤在光辐射作用下 , 表层 。一 物理砂粒 大于
土粒 有少量增加 , 增加率为 左右 , 物理粘粒 小于 土粒 有些减少 , 减少
比率与增加比率相对应 在该层内由于机械成分的变化也相应引起了质地的变化 , 如草甸褐
土 , 经受 光辐射后 , 物理砂粒增加了 , 物理粘粒也相应减少 。 因此 , 该层质地
由中壤土变为轻壤土 , 但若从整个耕层来看 , 所占比例很小 , 不会引起整个耕层土壤质地的改
变 , 故对土壤耕作性能不会造成影响 。
有机质 、全氮量 不同层次土壤有机质 、全氮量的变化 土壤接受一定量光辐射后 , 可
使其中有机质 、全氮量减少 , 减少的数量由表层往下逐渐降低 。 对 种类型土壤的分析表明 ,
土层的有机质 、全氮量分别比对照减少 和 一 。 土层
的有机质含量 , 个别土壤有微小变化 , 全氮量仅草甸褐 土和灰钙土 比对 照减少
, 土层的有机质 、全氮量基本无变化 见表 。
表 不同层次土壤有机质 、 全氮含皿变化
光冲 土坡层次
草甸揭土 水稻土 灰钙土 荒漠土
】
有机质 全氮
】
有机质 全氮 有机质 全氮 有机质 全氮
。
。
。
。
一 一 一 一
一 一 一 一 一
︸三
不同光冲量对土壤表层有机质 、 全氮含量的影响 。 如新疆荒漠土 。一 表层接受 。。
, 光辐射后 , 其中接受 , 以上光冲量照射的 , 有机质 、全氮量均 明显低于
对照 , 有机质减少量为 一 , 全氮量为 写 。 接受 以下光冲
量照射的则减少较少 , 有机质减少 , 全氮量减少 见表 。
表 接受不同光冲且照射土壤有机质 、全氮且变化
光冲
忍
受照射土镶
有机质 全氮 有机质 全氮 有机质 全氮 有机质 全氮 有机质 全氮
。
。
由上述结果看 出 , 一定数量的光辐射 , 可使土壤表层 一 的理化性状产生 明显的变
化 , 而土壤的耕层为 , 所以所占比例很小 , 不会引起土壤农业性状的改变 。
核 农 学 报 ,
刀比心 众心‘“了口‘ 亡 亡 ‘
四 受光辐射破坏的土壤种植作物能生长正常
在受光辐射破坏的土壤上种植小白菜 , 出苗整齐 、 生长茁壮 , 收获时株高 、产量均与对照相
似 见表 。 用遭受光辐射破坏的新疆荒漠土播种玉米 , 出苗率 、成苗率均为百分之百 , 生长正
常 , 获得了正常产量 见表 种植结果表明 , 受光辐射破坏的土壤 , 无需采取特殊措施 , 即可种
植作物获得正常产量 。
表 受光辐射破坏土攘种植小白菜收获的产
一
光冲
,
草甸褐土 水稻土 黄土
产最 产量 产量
七口白叮口一了
⋯
八
表 受光辐射破坏的土壤种植玉米收获时株高及产最
光冲量
株高
产量
参 考 文 献
萨 格拉斯顿 核武器效应 北京 国防工业出版社 ,
魏切尔 , 舒尔茨 放射生态学 北京 原子能出版社 ,
朱祖祥 土坡学 北京 农业出版社 ,
￡“ 。 为犷 由 ‘ 石 幻 , 八 刀 访
,
,
,
, , ,