不同鈉鈣離子比例對水平一維入滲特性的影響

不同鈉鈣離子比例對水平一維入滲特性的影響

0土壤含鹽量的影響中國有3000多公頃的鹽堿地，其中堿荒可用于農(nóng)業(yè)，堿障礙耕地超過1000公頃。對水鹽運輸和土壤鹽分平衡的研究對維持土壤水分平衡和減少土壤鹽分具有重要意義。近年來,國內(nèi)外學(xué)者對不同灌溉水質(zhì)對土壤鹽堿化影響進(jìn)行了大量研究,取得了很多成果。目前研究主要集中在以下三個方面:一是咸水灌溉對作物生長的影響機(jī)理的影響,研究表明在微咸水脅迫下作物的相對發(fā)芽率、相對發(fā)芽指數(shù)和相對萌發(fā)活力指數(shù)呈顯著下降趨勢,礦化度越高,影響越明顯,作物體內(nèi)含鹽量隨土壤含鹽量的增加而增加,灌溉水礦化度大于3g/L,將影響棉花、玉米生長產(chǎn)量,礦化度大于5g/L,將影響小麥生長產(chǎn)量;二是咸水灌溉土壤鹽分的影響,研究表明3~5g/L的微咸水直接灌溉,會造成土壤耕層不同程度的鹽堿化,長期使用2~3g/L的微咸水直接灌溉,對土壤也有潛在影響,土壤化學(xué)性質(zhì)發(fā)生明顯變化,總體趨勢是鹽堿從土壤根層下移到35cm以下的土層深部,10~25cm深處鹽堿減少尤為顯著;三是微咸水對鹽堿地的改良,研究表明利用微咸水具有較高的含鹽量和較多的鈣、鎂離子含量的特點來淋洗鹽堿土,一方面能代換土壤交換性鈉離子,另一方面能起到增加電解質(zhì)的效應(yīng),產(chǎn)生“鹽析作用”,從而使粘土顆粒凝絮,改善土壤結(jié)構(gòu)和通透性,達(dá)到改良堿化土壤的目的。但關(guān)于土壤本身含鹽情況對水分入滲特性的影響研究尚很少見到報道。鹽堿地主要有碳酸鹽鹽漬土、硫酸鹽鹽漬土、氯化鹽鹽漬土和硝酸鹽鹽漬土四種類型,鹽堿地土壤鹽分類型不同,對水分入滲特性影響不同。文章通過試驗研究了氯化鹽漬土中的重要鹽分氯化鈉和氯化鈣比例對水平一維入滲的影響,以期為鹽堿地合理灌溉,保持水鹽平衡提供理論基礎(chǔ)。1試驗安裝和方法1.1測試安裝試驗裝置為自制的小型水平入滲儀,由內(nèi)徑為5cm的有機(jī)玻璃土柱和馬氏瓶兩部分組成。1.2土壤條件和試驗設(shè)計試驗土樣采用沙壤土,初始土壤含水率為3.0%,容重為1.30g/cm3,飽和土壤含水量為35.2%。土樣經(jīng)過風(fēng)干、粉碎、過2mm篩子,按照預(yù)定的土壤容重分層(2cm厚)裝入土柱,試驗利用帶有刻度的透明有機(jī)玻璃制作的馬氏瓶進(jìn)行自動供水。試驗設(shè)5個水平,試驗方案見表1。試驗結(jié)束后,采用烘干法測定土壤含水量。2結(jié)果與分析2.1平一維入滲保障濕圖1分別為不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的濕潤鋒運移曲線?？梢钥闯?不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的濕潤鋒隨著入滲時間的延長而逐漸增大;相同入滲時間,鈉/鈣離子比例減小,濕潤鋒運移距離越大,且隨著入滲時間的延長,不同鈉/鈣離子比例土壤的濕潤鋒差異越明顯,達(dá)到相同入滲濕潤鋒所需要的時間越長,除鈉/鈣離子比例為0:4的土壤外,相同入滲時間,其他鈉/鈣離子比例土壤的濕潤鋒均小于清水入滲的濕潤鋒。2.2土壤累積入滲量的確定圖2分別為不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的累積入滲量變化曲線。可以看出,不同鈉/鈣比例土壤的累積入滲量隨著入滲時間的延長而逐漸增大;相同入滲時間,鈉/鈣離子比例越小,累積入滲量越大,且隨著入滲時間的延長,不同鈉/鈣比例的累積入滲量差異越明顯。相同入滲時間,除鈉/鈣離子比例為0:4的土壤外,其他鈉/鈣離子比例土壤的累積入滲量均小于清水入滲的累積入滲量。2.4土壤含水量分布圖4分別為不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的土壤含水量在剖面上的分布曲線?？梢钥闯?不同鈉/鈣離子比例土壤的土壤含水量在剖面分布趨勢基本相同,隨著距供水點距離的增大,土壤含水量減小,在濕潤鋒之上,土壤含水量變化較小,在濕潤鋒附近,土壤含水量變化較大。相同距離,土壤中鈉/鈣比例越小,土壤含水量越大,除鈉/鈣離子比例為0:4的土壤外,其他鈉/鈣離子比例土壤的土壤含水量均小于清水入滲的土壤含水量。3鹽堿地灌溉對土壤入滲特性的影響土壤中陽離子的存在會對土壤入滲特性有影響,前人多研究單一陽離子對土壤入滲特性的影響,鈉離子的存在會改變了土壤的結(jié)構(gòu)性,引起土壤大孔隙和小孔隙的崩塌,因而阻礙氣體和水分的運動,而鈣離子的存在,可引起土壤膠體的絮凝,形成水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu),增大土壤傳導(dǎo)度。文章土壤中鈉鈣離子同時存在對土壤入滲特性影響如何,對此進(jìn)行了初步研究。(1)不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的濕潤鋒、累積入滲量隨著入滲時間的延長而增大,入滲率隨著入滲時間的延長而減小;相同入滲時間,鈉/鈣離子比例越小,濕潤鋒運移距離、累積入滲量、入滲率越大,入滲結(jié)束后的土壤含水量越大。(2)土壤中鈉鈣離子均勻分布情況下,鈉離子和鈣離子的存在明顯影響土壤入滲特性,因此對鹽堿地進(jìn)行灌溉時,應(yīng)充分考慮到土壤中的鈉鈣離子的含量和比例。(3)文章沒有深入分析入滲結(jié)束后土壤中鈉鈣離子的分布特性以及土壤機(jī)械組成和微團(tuán)聚體數(shù)量變化,為了深一步解釋土壤中同時存在鈉鈣離子對土壤入滲的影響,今后應(yīng)進(jìn)一步對此研究。2.3鈉/鈣離子比例對土壤入滲率的影響圖3分別為不同鈉/鈣離子比例土壤的水平一維入滲的入滲率變化曲線?？梢钥闯?