浅层地下微咸水灌溉的物理性状研究

浅层地下微咸水灌溉的物理性状研究

天津水资源紧张，农业灌溉水源严重短缺。新水源和水源的利用一样重要。天津有丰富的浅层地下水，但水质较差，矿化度、氯离子和钠离子的浓度较高。直接灌溉、与淡水混合灌溉，或与淡水交替灌溉等形式长期灌溉会造成土壤理化性状的改变（如盐逐年积聚，离子组成改变，土壤物理性状恶化等），因此利用微咸水而又最大限度地控制其对土壤和农作物的危害是具有现实意义的课题。天津的土壤，特别是干旱地区的土壤质地粘重，土体剖面层次复杂，变化大。浅层地下微咸水也有其特殊性，如氯离子占总盐量的比例高等。本文通过模拟连续多年灌溉4～5g·L1材料和方法1.1地020cm土层的水稳性团聚体长期灌溉微咸水模拟试验设在天津市静海县朱家村，当地0～20cm土层的<0.25mm水稳性团聚体为11.13%，土壤其他基本情况见表1。灌溉的微咸水为当地浅层地下水，其矿化度为4.725g·L1.2测试方法1.2.1模拟试验处理每次灌水按900m1.2.2土壤溶液的配制模拟土柱使用内径10cm、外径11cm的塑料管，塑料管长为65cm。塑料管的下部用尼龙窗纱封住，并连有塑料软管的塑料漏斗，以接模拟浇灌渗漏的土壤溶液。模拟试验摆设在地面上通风透光处，防止雨淋。1.2.3改良剂的施用浇水方法，待前次浇水的土壤干燥后，再浇下次水，如此连续浇灌，直至模拟年限的浇水次数。改良剂施用的方法，按第1年施用、第2年施用，以后隔年施用1次进行。改良剂与表层土壤混合均匀，改良剂施用量按每次7500kg·hm1.2.4试验的有效性土壤全盐及各分盐离子采用常规分析方法2结果与分析2.1长期灌溉2.1.1长期灌溉微土壤水初始入渗率（初始渗透系数）是综合土壤物理性状的参考指标。长期灌溉微咸水能逐年降低土壤水初始入渗率，从灌溉1年的4.58mm·min施用改良剂能提高灌溉微咸水20年后土壤的水初始入渗率，施用沸石、磷石膏、磷石膏+沸石混合物土壤的水初始入渗率分别为2.95、5.28、4.35mm·min2.1.2长期灌溉时土壤水稳性团聚体的变化灌溉微咸水对土壤水稳性团聚体的影响与连续灌溉微咸水的年限有关，短时间灌溉有破坏土壤水稳性团聚体的作用，见表2、图1。灌溉2年比灌溉1年土壤水稳性团聚体（<0.25mm）降低13.40%，但随灌溉年限的延长土壤水稳性团聚体有增加的趋势，如模拟灌溉8年后的土壤水稳性团聚体比灌溉1年后的土壤水稳性团聚体（<0.25mm）增加13.15%。施用磷石膏、磷石膏+沸石混合物等土壤改良剂能够明显改善土壤水稳性团聚体，模拟灌溉1、2、8、20年后土壤水稳性团聚体（<0.25mm）分别较未施用改良剂同比增加12.68%、45.84%、14.69%、30.32%；12.75%、42.69%、19.08%、9.72%。2.2长期灌溉微：新冠肺炎疫情下520cm土层土壤全盐的分布及盐积灌溉微咸水会引起土壤盐分的积聚，尤以表层（0～5cm）为明显，表层的土壤盐度较高，范围在3.0～12.00cmol·kg表层盐积聚得严重，在中间没有淡水灌溉和降水影响、没有植被覆盖情况下灌溉1、2、4、8、12、20年后，0～5cm土层的土壤全盐分别为0.69%、0.78%、0.52%、1.10%、0.53%、0.54%，灌溉8年以后0～5cm土层土壤全盐稳定在0.5%左右，而一般作物的耐盐范围为0.3%～0.6%。5～40cm土层盐积聚不明显，在中度或轻度盐渍化土范围内，连续灌溉1、2、4、8、12、20年后，5～20cm土层的土壤全盐分别为0.16%、0.13%、0.20%、0.23%、0.16%、0.18%，显然经连续灌溉后5～20cm的土壤盐积聚仍然较轻。土壤盐度也均小于6cmol·kg施用沸石、沸石+磷石膏的混合物等改良剂能够减轻土壤盐积聚程度。施用沸石（40%）+磷石膏（60%）的混合物灌溉4年后0～5cm土层的土壤全盐为0.44%，施用沸石土壤全盐为0.47%。施用沸石在灌溉微咸水12年后，5～40cm土层的土壤全盐为0.15%，施用沸石+磷石膏混合物在灌溉微咸水4年后5～40cm土层的土壤全盐为0.15%，属轻盐渍化土。施用沸石能增强连续灌溉微咸水积聚盐的淋洗效应，如连续灌溉2年后的表层土壤全盐为0.89%，而连续灌溉4年后则为0.47%，较对照降低10.6%。2.3长期灌溉长期灌溉微咸水后，各层土壤的CO连续灌溉微咸水20年后各土壤层的碱量AP[（CO土壤层Cl2.4长期灌溉模拟试验表明，微咸水灌溉对土壤结构有破坏作用的Na土体的土壤Ca钠离子与二价阳离子的比值SDR[Na[Na2.5长期灌溉灌溉微咸水1、2、4、8、12、20年后，0～5cm土层土壤（Cl3结论和讨论3.1不同程度的土壤盐分含量存在差异浇灌（中间没有淡水灌溉和降水影响，没有植被覆盖）矿化度为4.7g·L3.2钠和氯离子的表面聚集率很高，而且下层聚集率很低微咸水灌溉连续20a,0～5cm土层的（Cl3.3不同程度上改变了土壤中离子化合物的组成连续灌溉微咸水12年后，土体各层碱量AP均小于50%，总碱度除表层（0～5cm）达3.7cmol·kg3.4长期灌溉能降低土壤水稳性团聚体的破坏效应长期灌溉微咸水能逐年降低土壤水初始入渗率（初始渗透系数）。施用磷石膏、磷石膏+沸石混合物可改变这种趋势，在连续灌溉8a内，土壤水初始入渗率逐年降低，8a以后逐年增加。短时间灌溉有破坏土壤水稳性团聚体的作用,但随灌溉年限的延长土壤水稳性团聚体有增加的趋势,特别是施用磷