亚热带土壤导水特征对钠盐溶液浓度的响应
发布时间：2021-08-16 12:05
再生水中高浓度钠盐溶液入渗对土壤水力特性的影响是长期低质水灌溉引起土壤生态环境退化的关键问题之一。该文采用定水头渗透法、一维水平土柱吸渗法测定不同浓度钠盐溶液条件下亚热带地区黏性潮土、沙性潮土、红壤、水稻土、紫色土共5种土壤的水动力学参数,分析了土壤理化性质和钠盐溶液浓度对土壤导水特征的影响及其作用机制。结果表明:土壤粉粒、交换性钙及交换性镁含量具有促进土壤水分运动的作用,而土壤黏粒、交换性铁及交换性铝含量则表现出抑制作用。与蒸馏水处理相比较,钠盐加快了土壤水分黏性潮土、沙性潮土及水稻土中的土壤水分运动速率,分别可最高提升其土壤水分扩散率为22.0%、37.3%、39.7%;钠盐减缓了红壤和紫色土的水分扩散速率,溶液钠盐浓度越高,其抑制作用越明显。土壤饱和导水率随溶液盐浓度升高呈先降后升的趋势,1～10 g/L钠盐浓度范围内土壤饱和导水率与钠盐浓度具有良好的抛物线关系（R2>0.807）,各土壤导水率最小极值点的钠盐浓度在5 g/L左右。因此,再生水灌溉利用时其盐浓度适度控制低于其极值点浓度。
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
相对湿润锋运移速率随钠盐浓度变化
采用不同浓度盐溶液处理的土壤水分扩散率与对照组对应含水率的水分扩散率相比，得到相对土壤水分扩散率，如图2所示，不同浓度盐溶液处理下，相对土壤水分扩散率曲线呈现差异，盐溶液处理下黏性潮土相对水分扩散率在土壤体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，由减小变为增大，并随着土壤含水率增加呈先升后降的波动趋势，体积含水率为0.33 cm3/cm3左右时最大。沙性潮土在体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，1、5 g/L钠盐溶液处理下相对土壤水分扩散率加快，且随含水率增加先升后降，体积含水率为0.37 cm3/cm3左右时最大，而其余处理下土壤水分扩散率变化不大。当体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，红壤相对土壤水分扩散率随含水率增加亦呈先升后降的趋势，土壤体积含水率为0.38 cm3/cm3左右时最大。总体上，钠盐溶液处理下红壤相对土壤水分扩散率减小，仅在土壤体积含水率0.32～0.41 cm3/cm3范围内有一定程度增大。紫色土相对土壤水分扩散率在土壤体积含水率高于0.35 cm3/cm3时，随含水率增加呈先升后降的趋势，在0.43 cm3/cm3左右时最大。在1、2.5 g/L钠盐溶液处理下紫色土相对土壤水分扩散率增大，较高浓度时减小。水稻土相对土壤水分扩散率随着土壤含水率升高而呈减小趋势，随处理溶液盐浓度升高而增加，当体积含水率高于0.30 cm3/cm3时，处理溶液盐浓度越高，水稻土相对土壤水分扩散率随土壤含水率增加降低的幅度越大，土壤体积含水率高于0.35 cm3/cm3时，水稻土相对水分扩散率均减小。因为土壤含水率较低时，土壤水分主要沿颗粒表面运动，此时水分运动与土壤颗粒表面性质有密切关系，随着含水率的升高，土壤黏粒发生膨胀和分散，土壤水分运动路径增加，水分扩散速率有下降趋势，由于孔隙减小，孔隙毛管力提升，当含水率进一步升高时，土壤孔隙逐渐被水分填充，在含盐水作用下土壤孔隙结构发生变化，水分扩散速率则呈先升后降的趋势，但土壤理化性质和含盐水浓度的不同使得各处理的水分扩散呈现差异。因此为加快土壤水分运动，需根据土壤类型合理控制土壤含水率区间和入渗水盐浓度。图3所示为各处理下相对土壤水分扩散率平均值随入渗液钠盐浓度的变化，同一盐浓度下不同土壤比较，黏性潮土、沙性潮土和水稻土总体上土壤水分扩散率较高，其中黏性潮土相对土壤水分扩散率在1 g/L盐浓度处理时最大，平均约提升22.0%，而其余盐浓度处理土壤水分扩散率提升较小，仅提升10.0%～14.4%；随入渗溶液盐浓度升高，水稻土相对土壤水分扩散率呈先升后降的趋势，与盐浓度呈较好的抛物线关系（y=-0.004x2+0.073x+1.019,R2=0.987,y为相对土壤水分扩散率；x为钠盐浓度，g/L；下同），在10 g/L盐浓度时最大，其相对土壤水分扩散率平均约提升39.7%；沙性潮土则呈波动形式，在1、5 g/L盐浓度时相对土壤水分扩散率提升较大，分别为37.3%、30.0%，其余盐浓度处理水分扩散率变化较小。各盐浓度处理下，红壤和紫色土水分扩散率减慢；入渗溶液盐浓度越高，红壤和紫色土相对土壤水分扩散率越小，在15 g/L盐浓度溶液处理时，其土壤水分扩散率平均分别降低30.5%、42.1%，相对土壤水分扩散率与盐浓度呈良好的线性关系（红壤：y=-0.015x+0.922,R2=0.982；紫色土：y=-0.033x+1.028,R2=0.933）。
图3所示为各处理下相对土壤水分扩散率平均值随入渗液钠盐浓度的变化，同一盐浓度下不同土壤比较，黏性潮土、沙性潮土和水稻土总体上土壤水分扩散率较高，其中黏性潮土相对土壤水分扩散率在1 g/L盐浓度处理时最大，平均约提升22.0%，而其余盐浓度处理土壤水分扩散率提升较小，仅提升10.0%～14.4%；随入渗溶液盐浓度升高，水稻土相对土壤水分扩散率呈先升后降的趋势，与盐浓度呈较好的抛物线关系（y=-0.004x2+0.073x+1.019,R2=0.987,y为相对土壤水分扩散率；x为钠盐浓度，g/L；下同），在10 g/L盐浓度时最大，其相对土壤水分扩散率平均约提升39.7%；沙性潮土则呈波动形式，在1、5 g/L盐浓度时相对土壤水分扩散率提升较大，分别为37.3%、30.0%，其余盐浓度处理水分扩散率变化较小。各盐浓度处理下，红壤和紫色土水分扩散率减慢；入渗溶液盐浓度越高，红壤和紫色土相对土壤水分扩散率越小，在15 g/L盐浓度溶液处理时，其土壤水分扩散率平均分别降低30.5%、42.1%，相对土壤水分扩散率与盐浓度呈良好的线性关系（红壤：y=-0.015x+0.922,R2=0.982；紫色土：y=-0.033x+1.028,R2=0.933）。2.2 钠盐浓度对土壤饱和导水性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生水盐分在亚热带不同土壤中的迁移特性及其差异[J]. 胡传旺,王辉,武芸,卢佳宇,李裕元. 农业工程学报. 2018(20)
[2]微咸水微润灌溉下土壤水盐运移特性研究[J]. 张珂萌,牛文全,汪有科,薛万来,张子卓. 农业机械学报. 2017(01)
[3]再生水灌溉对农田土壤水流运动影响的研究进展[J]. 盛丰,吴丹,张利勇. 农业工程学报. 2016(S2)
[4]灌溉水质对土壤饱和导水率和入渗特性的影响[J]. 唐胜强,佘冬立. 农业机械学报. 2016(10)
[5]层状土壤饱和导水率影响的试验研究[J]. 曹瑞雪,邵明安,贾小旭. 水土保持学报. 2015(03)
[6]再生水及盐溶液入渗与蒸发对土壤水盐和碱性的影响[J]. 商放泽,任树梅,邹添,杨培岭. 农业工程学报. 2013(14)
[7]华北地区微咸水应用对土壤水力传导性能的影响[J]. 李法虎,闫红,庞昌乐,夏强. 农业工程学报. 2013(02)
[8]再生水灌溉技术研究现状与展望[J]. 吴文勇,刘洪禄,郝仲勇,许翠平,师彦武. 农业工程学报. 2008(05)
[9]再生水灌溉对土壤理化性质影响的试验研究[J]. 杨林林,杨培岭,任树梅,王成志. 水土保持学报. 2006(02)
[10]入渗水矿化度对土壤水盐运移影响的试验研究[J]. 郭太龙,迟道才,王全九,马东豪,杨武成. 农业工程学报. 2005(S1)
本文编号：3345638
【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(03)北大核心EICSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
相对湿润锋运移速率随钠盐浓度变化
采用不同浓度盐溶液处理的土壤水分扩散率与对照组对应含水率的水分扩散率相比，得到相对土壤水分扩散率，如图2所示，不同浓度盐溶液处理下，相对土壤水分扩散率曲线呈现差异，盐溶液处理下黏性潮土相对水分扩散率在土壤体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，由减小变为增大，并随着土壤含水率增加呈先升后降的波动趋势，体积含水率为0.33 cm3/cm3左右时最大。沙性潮土在体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，1、5 g/L钠盐溶液处理下相对土壤水分扩散率加快，且随含水率增加先升后降，体积含水率为0.37 cm3/cm3左右时最大，而其余处理下土壤水分扩散率变化不大。当体积含水率高于0.25 cm3/cm3时，红壤相对土壤水分扩散率随含水率增加亦呈先升后降的趋势，土壤体积含水率为0.38 cm3/cm3左右时最大。总体上，钠盐溶液处理下红壤相对土壤水分扩散率减小，仅在土壤体积含水率0.32～0.41 cm3/cm3范围内有一定程度增大。紫色土相对土壤水分扩散率在土壤体积含水率高于0.35 cm3/cm3时，随含水率增加呈先升后降的趋势，在0.43 cm3/cm3左右时最大。在1、2.5 g/L钠盐溶液处理下紫色土相对土壤水分扩散率增大，较高浓度时减小。水稻土相对土壤水分扩散率随着土壤含水率升高而呈减小趋势，随处理溶液盐浓度升高而增加，当体积含水率高于0.30 cm3/cm3时，处理溶液盐浓度越高，水稻土相对土壤水分扩散率随土壤含水率增加降低的幅度越大，土壤体积含水率高于0.35 cm3/cm3时，水稻土相对水分扩散率均减小。因为土壤含水率较低时，土壤水分主要沿颗粒表面运动，此时水分运动与土壤颗粒表面性质有密切关系，随着含水率的升高，土壤黏粒发生膨胀和分散，土壤水分运动路径增加，水分扩散速率有下降趋势，由于孔隙减小，孔隙毛管力提升，当含水率进一步升高时，土壤孔隙逐渐被水分填充，在含盐水作用下土壤孔隙结构发生变化，水分扩散速率则呈先升后降的趋势，但土壤理化性质和含盐水浓度的不同使得各处理的水分扩散呈现差异。因此为加快土壤水分运动，需根据土壤类型合理控制土壤含水率区间和入渗水盐浓度。图3所示为各处理下相对土壤水分扩散率平均值随入渗液钠盐浓度的变化，同一盐浓度下不同土壤比较，黏性潮土、沙性潮土和水稻土总体上土壤水分扩散率较高，其中黏性潮土相对土壤水分扩散率在1 g/L盐浓度处理时最大，平均约提升22.0%，而其余盐浓度处理土壤水分扩散率提升较小，仅提升10.0%～14.4%；随入渗溶液盐浓度升高，水稻土相对土壤水分扩散率呈先升后降的趋势，与盐浓度呈较好的抛物线关系（y=-0.004x2+0.073x+1.019,R2=0.987,y为相对土壤水分扩散率；x为钠盐浓度，g/L；下同），在10 g/L盐浓度时最大，其相对土壤水分扩散率平均约提升39.7%；沙性潮土则呈波动形式，在1、5 g/L盐浓度时相对土壤水分扩散率提升较大，分别为37.3%、30.0%，其余盐浓度处理水分扩散率变化较小。各盐浓度处理下，红壤和紫色土水分扩散率减慢；入渗溶液盐浓度越高，红壤和紫色土相对土壤水分扩散率越小，在15 g/L盐浓度溶液处理时，其土壤水分扩散率平均分别降低30.5%、42.1%，相对土壤水分扩散率与盐浓度呈良好的线性关系（红壤：y=-0.015x+0.922,R2=0.982；紫色土：y=-0.033x+1.028,R2=0.933）。
图3所示为各处理下相对土壤水分扩散率平均值随入渗液钠盐浓度的变化，同一盐浓度下不同土壤比较，黏性潮土、沙性潮土和水稻土总体上土壤水分扩散率较高，其中黏性潮土相对土壤水分扩散率在1 g/L盐浓度处理时最大，平均约提升22.0%，而其余盐浓度处理土壤水分扩散率提升较小，仅提升10.0%～14.4%；随入渗溶液盐浓度升高，水稻土相对土壤水分扩散率呈先升后降的趋势，与盐浓度呈较好的抛物线关系（y=-0.004x2+0.073x+1.019,R2=0.987,y为相对土壤水分扩散率；x为钠盐浓度，g/L；下同），在10 g/L盐浓度时最大，其相对土壤水分扩散率平均约提升39.7%；沙性潮土则呈波动形式，在1、5 g/L盐浓度时相对土壤水分扩散率提升较大，分别为37.3%、30.0%，其余盐浓度处理水分扩散率变化较小。各盐浓度处理下，红壤和紫色土水分扩散率减慢；入渗溶液盐浓度越高，红壤和紫色土相对土壤水分扩散率越小，在15 g/L盐浓度溶液处理时，其土壤水分扩散率平均分别降低30.5%、42.1%，相对土壤水分扩散率与盐浓度呈良好的线性关系（红壤：y=-0.015x+0.922,R2=0.982；紫色土：y=-0.033x+1.028,R2=0.933）。2.2 钠盐浓度对土壤饱和导水性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]再生水盐分在亚热带不同土壤中的迁移特性及其差异[J]. 胡传旺,王辉,武芸,卢佳宇,李裕元. 农业工程学报. 2018(20)
[2]微咸水微润灌溉下土壤水盐运移特性研究[J]. 张珂萌,牛文全,汪有科,薛万来,张子卓. 农业机械学报. 2017(01)
[3]再生水灌溉对农田土壤水流运动影响的研究进展[J]. 盛丰,吴丹,张利勇. 农业工程学报. 2016(S2)
[4]灌溉水质对土壤饱和导水率和入渗特性的影响[J]. 唐胜强,佘冬立. 农业机械学报. 2016(10)
[5]层状土壤饱和导水率影响的试验研究[J]. 曹瑞雪,邵明安,贾小旭. 水土保持学报. 2015(03)
[6]再生水及盐溶液入渗与蒸发对土壤水盐和碱性的影响[J]. 商放泽,任树梅,邹添,杨培岭. 农业工程学报. 2013(14)
[7]华北地区微咸水应用对土壤水力传导性能的影响[J]. 李法虎,闫红,庞昌乐,夏强. 农业工程学报. 2013(02)
[8]再生水灌溉技术研究现状与展望[J]. 吴文勇,刘洪禄,郝仲勇,许翠平,师彦武. 农业工程学报. 2008(05)
[9]再生水灌溉对土壤理化性质影响的试验研究[J]. 杨林林,杨培岭,任树梅,王成志. 水土保持学报. 2006(02)
[10]入渗水矿化度对土壤水盐运移影响的试验研究[J]. 郭太龙,迟道才,王全九,马东豪,杨武成. 农业工程学报. 2005(S1)
本文编号：3345638
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3345638.html
