微咸水灌溉下秸秆混掺沙覆盖对土壤水盐运移规律的影响研究

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微咸水的合理开发和使用对于解决水资源短缺,农业用水的高效利用具有重要的现实意义。但微咸水的不合理使用会使得土壤积盐,造成盐渍化土壤。在使用微咸水时需要制定合理的灌溉制度与适合的耕种措施才能使微咸水更好的发挥作用。秸秆还田能够改良土壤结构、抑制盐分在表层集聚,覆沙能更好的提高土壤水分的入渗能力、蓄水保墒。鉴于此,本文开展室内土柱入渗试验,对耕地土壤与原生土壤,在土表设置混掺层(秸秆混掺沙),沙的厚度设置为(0cm、3cm、6cm、9cm)秸秆比例为(1%、2%),并使用不同矿化度微咸水(0g/L、1g/L、3g/L、5g/L)灌溉,同时对两种土壤及沙中混掺不同比例秸秆进行土壤水分特征曲线的测定,对两种土壤在不同混掺处理下以及不同矿化度的微咸水灌溉下对土壤水盐运移的影响进行比较分析。本文的研究内容和研究结论如下:(1)对两种土壤和沙混掺1%、2%秸秆分别进行土壤水分特征曲线的测定。结果表明:两种土壤在相同吸力下土壤含水率表现为:砂黏壤土>砂壤土。沙中混掺不同比例秸秆在相同吸力下含水率表现为:沙+2%秸秆>沙+1%秸秆。同时,微咸水矿化度对两种土壤与沙中混掺不同比例秸秆的水分特征曲线影响不大。(2)通过在微咸水灌溉下对不同混掺处理下的土柱开展入渗试验,结果表明:混掺层可提高砂黏壤土的水分入渗能力、对湿润锋运移有促进作用。砂壤土入渗到40cm所需要的时间较少;2%秸秆混掺时间较长;1g/L时有混掺层表现为抑制作用,但可减少深层渗漏,3g/L时混掺层表现为促进作用。对于两种土壤来说湿润锋与时间的关系均能用幂函数Zf=mtn较好地拟合。不论3cm、6cm、9cm秸秆混掺处理都可增大两种土壤的累积入渗量,累积入渗量和时间的拟合结果表明两种土壤都较适用于Kostiakov模型。两种土壤的湿润锋与累积入渗量具有较好的线性关系。有混掺层处理可缓解砂黏壤土土表的过饱和现象,矿化度1g/L和5g/L时的6cm沙混掺秸秆;3g/L时的3cm沙混掺秸秆使得土壤含水率较高,保水性较好。砂壤土含水率小于砂黏壤土,(1g/L)6cm沙混掺秸秆;(3g/L)3cm沙混掺秸秆;(5g/L)9cm沙混掺秸秆可增大土壤的含水率,有利于作物生长。3cm、6cm秸秆混掺下砂黏壤土表层电导率较低,能抑制盐分表聚;2%秸秆混掺的深层排盐效果更好;在微咸水灌溉下,6cm沙混掺1%秸秆下的土壤剖面电导率较低。3g/L、5g/L时6cm和9cm沙混掺能更好的降低砂壤土土表盐分含量。(3)通过使用不同矿化度的微咸水下秸秆混掺沙覆盖下的土柱开展入渗试验,结果表明:在3cm沙混掺秸秆、9cm沙混掺秸秆下矿化度为3g/L和5g/L时对砂黏壤土的湿润锋和累积入渗量都表现为促进作用,1g/L时表现为抑制湿润锋运移与累积入渗量。6cm秸秆混掺下,不论微咸水矿化度多少,都表现为促进湿润锋与增大累积入渗量。对于砂壤土,9cm沙混掺下,矿化度越大湿润锋促进作用越明显。使用3g/L的微咸水可提高砂黏壤土在3cm、9cm秸秆混掺下土层整体含水率,6cm秸秆混掺下,矿化度越高含水率越高。利用微咸水在3cm、6cm秸秆混掺下灌溉可提高砂壤土8~24cm土层平均含水率,对植物根系吸水有积极作用。在微咸水灌溉下能降低砂黏壤土表层盐分含量,具有很好的淋洗效果,在6取样孔含盐量表现为5g/L>3g/L>1g/L>0g/L,矿化度越高控盐效果越好。砂壤土使用微咸水灌溉在6cm、9cm秸秆混掺处理下对可降低土壤上层盐分含量。
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