概括

土壤(rang)(rang)防(fang)水(shui)(shui)性(xing)通常不穩(wen)定，例(li)(li)如(ru)量(liang)化(hua)(hua)防(fang)水(shui)(shui)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)常用方法 度(du)數——水(shui)(shui)滴滲透(tou)時(shi)(shi)間(jian) (WDPT) 測試(shi)。 水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)態滲透(tou)和(he)滲透(tou) 排斥性(xing)土壤(rang)(rang)通常歸因于(yu)(yu)固液(ye)界面(mian)能 (γSL) 的(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)或(huo)液(ye)氣(qi)(qi)界面(mian)能 (γLV) 的(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)，或(huo)兩者兼而(er)(er)有(you)之。 γSL 的(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao)可能是(shi)由于(yu)(yu)覆蓋土壤(rang)(rang)顆(ke)粒表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)分子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)構象變化(hua)(hua)、水(shui)(shui)合作用或(huo)重(zhong)排造成的(de)(de)(de)(de)(de) 與(yu)(yu)水(shui)(shui)接觸的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)，而(er)(er) γLV 的(de)(de)(de)(de)(de)減少(shao)可能是(shi)由于(yu)(yu)土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)有(you)機(ji)化(hua)(hua)合物(wu)溶(rong)解在水(shui)(shui)滴中(zhong)(zhong)。 本研究的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)明確測試(shi) 第二種機(ji)制在不穩(wen)定排斥性(xing)土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)動(dong)態潤(run)濕過程中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)作用，通過檢查 不同(tong)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)后獲得的(de)(de)(de)(de)(de)驅(qu)蟲土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)滴滲透(tou)時(shi)(shi)間(jian) (DPT) 時(shi)(shi)間(jian)和(he)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)土壤(rang)(rang)：水(shui)(shui)比(bi)(bi)。 確實發現土壤(rang)(rang)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)物(wu)具有(you)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)張力（γLV 約 51–54 mN m-1 ) 而(er)(er)不是(shi)蒸(zheng)餾水(shui)(shui)。 然(ran)而(er)(er)，土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de) DPT 在水(shui)(shui)中(zhong)(zhong)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu) 排斥土壤(rang)(rang)通常與(yu)(yu)水(shui)(shui)相同(tong)或(huo)更大。 具有(you)與(yu)(yu)土壤(rang)(rang)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)物(wu)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)電導(dao)率(lv)和(he)一價(jia)/二價(jia)陽離子(zi)(zi)比(bi)(bi)例(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)鹽溶(rong)液(ye)，但(dan)缺(que)乏(fa)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing) 有(you)機(ji)物(wu)質，具有(you)與(yu)(yu)提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)物(wu)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de) DPT。 相比(bi)(bi)之下，乙(yi)醇(chun)(chun)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de) DPT 具有(you)與(yu)(yu)土壤(rang)(rang)相同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de) γLV、電導(dao)率(lv)和(he)一價(jia)/二價(jia)陽離子(zi)(zi)比(bi)(bi)例(li)(li) 提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)，速度(du)要快(kuai)(kuai)得多。 乙(yi)醇(chun)(chun)溶(rong)液(ye)通常用作減少(shao) γLV 的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)劑，因此， 降低(di) DPT。 得出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)結論是(shi)，含水(shui)(shui)土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)表(biao)面(mian)活(huo)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)、土壤(rang)(rang)衍生的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)質 提(ti)(ti)(ti)取(qu)(qu)物(wu)對潤(run)濕動(dong)力學沒有(you)貢(gong)獻，因此，這種解釋動(dong)力學的(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)制 水(shui)(shui)滲透(tou)到防(fang)水(shui)(shui)土壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)被拒絕(jue)。 還得出(chu)(chu)結論，快(kuai)(kuai)速滲透(tou) 乙(yi)醇(chun)(chun)溶(rong)液(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)不僅要歸因于(yu)(yu) γLV 的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua)，還要歸因于(yu)(yu)任一或(huo)兩者的(de)(de)(de)(de)(de)變化(hua)(hua) γSL 和(he)固氣(qi)(qi)界面(mian)能 (γSV)。 這些(xie)結果(guo)(guo)與(yu)(yu)廣(guang)為接受(shou)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)(guo)形成鮮明對比(bi)(bi) 邏輯范(fan)式。

介紹

土(tu)(tu)(tu)壤(rang)拒水(shui)(shui)(shui)性，定義為土(tu)(tu)(tu)壤(rang) 當水(shui)(shui)(shui)被(bei)施加到(dao)它的(de)(de)表面時不會自發潤濕， 在世(shi)界各地的(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)中得到(dao)越來越多的(de)(de)認可（Wallis & 霍恩(en)，1992 年； Doerr 等人，2002 年）。 土(tu)(tu)(tu)壤(rang)防(fang)水(shui)(shui)(shui)性，或(huo)(huo)(huo)(huo) 疏(shu)水(shui)(shui)(shui)性，可以特別有效地防(fang)止或(huo)(huo)(huo)(huo) 阻礙水(shui)(shui)(shui)向(xiang)下運動，將(jiang)其引(yin)導(dao)(dao)到(dao)結(jie)構或(huo)(huo)(huo)(huo)結(jie)構優先流動路徑，或(huo)(huo)(huo)(huo)產生不穩定的(de)(de)不規(gui)則潤濕前沿。 盡(jin)管它的(de)(de)重要性和 深入研究（到(dao) 2004 年發表了 1000 多篇論文(wen)；Dekker et al., 2005)，盡(jin)管主要因素是導(dao)(dao)致土(tu)(tu)(tu)壤(rang)拒水(shui)(shui)(shui)性的(de)(de)機(ji)制仍遠未了解 包(bao)括礦物(wu)顆粒上的(de)(de)土(tu)(tu)(tu)壤(rang)有機(ji)質涂層、某些真菌、細菌和植物(wu)物(wu)種，以及(ji)火災（Doerr 等人， 2000）。

防水性的主要標準是 放置在水平土壤上的水滴(di)的接觸角 y 表(biao)面。 所涉及的三個階段之間(jian)的關系 （固體(ti)（S），液體(ti)（L）和(he)蒸(zheng)汽（V））在平衡(heng)是 由楊方程描述(shu)：

其(qi)中 g 是界面能(neng)。 根據經典 Young 方程(cheng)，在(zai) y > 90° 時(shi)，水(shui)滴將(jiang)保(bao)持在(zai) 表(biao)面和土(tu)壤(rang)將(jiang)被歸(gui)類為(wei)驅(qu)蟲劑。 在(zai)天(tian)然土(tu)壤(rang)中，通常表(biao)現出(chu)不穩定的(de)排(pai)斥性(xing)(xing)（即可(ke)變 隨著時(shi)間(jian)的(de)推移），由于與 水(shui)。 土(tu)壤(rang)拒水(shui)性(xing)(xing)的(de)這(zhe)種時(shi)間(jian)不穩定性(xing)(xing)是 確(que)實以常見的(de)量(liang)化(hua)方法為(wei)例 排(pai)斥度——水(shui)滴滲透(tou)(tou)時(shi)間(jian)（WDPT） 測試 (Letey, 1969)。 將(jiang)一滴水(shui)放在(zai)物體表(biao)面 排(pai)斥性(xing)(xing)土(tu)壤(rang)不會(hui)立(li)即滲透(tou)(tou)（y > 90°），但具有 時(shi)間(jian)流逝(shi)，水(shui)滴滲入。 過去的(de) 時(shi)間(jian)被用作排(pai)斥程(cheng)度的(de)量(liang)度。

通(tong)常，最初(chu)具有(you)(you)排(pai)斥性的(de)(de)土(tu)壤的(de)(de)潤濕動力學為 假定是(shi)由(you)(you)于(yu) (i) 固(gu)液減少 界(jie)面(mian)能 (γSL)，或(huo) (ii) 減少液體(ti)蒸汽 界(jie)面(mian)能（γLV），或(huo)兩者（等式(shi)（1）），導致(zhi) 接觸角 y 的(de)(de)減小（例如 Letey 等，2000）。 這 γSL 的(de)(de)減少可能是(shi)由(you)(you)于(yu)構象變(bian)化(hua)造(zao)成的(de)(de)， 有(you)(you)機分子涂層(ceng)的(de)(de)水(shui)合或(huo)重排(pai) 由(you)(you)于(yu)與水(shui)接觸而導致(zhi)的(de)(de)土(tu)壤顆粒表面(mian) (Tschapek, 1984; Ma'shum & Farmer, 1985; Doerr et al., 2000; Ellerbrock 等人，2005 年）。 γLV 的(de)(de)降低可能是(shi)由(you)(you)于(yu) 土(tu)壤表面(mian)活性有(you)(you)機化(hua)合物的(de)(de)溶(rong)解 進(jin)入水(shui)滴 (Chen & Schnitzer, 1978; Tschapek, 1984; 巴雷特和 Slaymaker，1989 年； 多爾等人，2000 年； 哈拉斯& 紹曼，2006 年）。

本研(yan)究的(de)目的(de)是明確測試(shi) 第二(er)種假設機制，即(ji)表面溶解(jie) 活性物質(zhi)進入水(shui)滴(di)導致減少(shao) γLV，用(yong)于解(jie)釋初始驅蟲劑的(de)潤濕動(dong)力學 土(tu)壤(rang)(rang)。 這(zhe)是通過檢查(cha)液滴(di)穿(chuan)透時(shi)間來完成的(de) 不同提取時(shi)間后獲得的(de)土(tu)壤(rang)(rang)-水(shui)提取物 并且在不同的(de)土(tu)壤(rang)(rang)：水(shui)比例下。 驅避不同土(tu)壤(rang)(rang) WDPT 測量(liang)的(de)排斥性的(de)起源和程(cheng)度是 測試(shi)。

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