不同钠钙离子比例对水平一维入渗特性的影响

不同钠钙离子比例对水平一维入渗特性的影响

0土壤含盐量的影响中国有3000多公顷的盐碱地，其中碱荒可用于农业，碱障碍耕地超过1000公顷。对水盐运输和土壤盐分平衡的研究对维持土壤水分平衡和减少土壤盐分具有重要意义。近年来,国内外学者对不同灌溉水质对土壤盐碱化影响进行了大量研究,取得了很多成果。目前研究主要集中在以下三个方面:一是咸水灌溉对作物生长的影响机理的影响,研究表明在微咸水胁迫下作物的相对发芽率、相对发芽指数和相对萌发活力指数呈显著下降趋势,矿化度越高,影响越明显,作物体内含盐量随土壤含盐量的增加而增加,灌溉水矿化度大于3g/L,将影响棉花、玉米生长产量,矿化度大于5g/L,将影响小麦生长产量;二是咸水灌溉土壤盐分的影响,研究表明3~5g/L的微咸水直接灌溉,会造成土壤耕层不同程度的盐碱化,长期使用2~3g/L的微咸水直接灌溉,对土壤也有潜在影响,土壤化学性质发生明显变化,总体趋势是盐碱从土壤根层下移到35cm以下的土层深部,10~25cm深处盐碱减少尤为显著;三是微咸水对盐碱地的改良,研究表明利用微咸水具有较高的含盐量和较多的钙、镁离子含量的特点来淋洗盐碱土,一方面能代换土壤交换性钠离子,另一方面能起到增加电解质的效应,产生“盐析作用”,从而使粘土颗粒凝絮,改善土壤结构和通透性,达到改良碱化土壤的目的。但关于土壤本身含盐情况对水分入渗特性的影响研究尚很少见到报道。盐碱地主要有碳酸盐盐渍土、硫酸盐盐渍土、氯化盐盐渍土和硝酸盐盐渍土四种类型,盐碱地土壤盐分类型不同,对水分入渗特性影响不同。文章通过试验研究了氯化盐渍土中的重要盐分氯化钠和氯化钙比例对水平一维入渗的影响,以期为盐碱地合理灌溉,保持水盐平衡提供理论基础。1试验安装和方法1.1测试安装试验装置为自制的小型水平入渗仪,由内径为5cm的有机玻璃土柱和马氏瓶两部分组成。1.2土壤条件和试验设计试验土样采用沙壤土,初始土壤含水率为3.0%,容重为1.30g/cm3,饱和土壤含水量为35.2%。土样经过风干、粉碎、过2mm筛子,按照预定的土壤容重分层(2cm厚)装入土柱,试验利用带有刻度的透明有机玻璃制作的马氏瓶进行自动供水。试验设5个水平,试验方案见表1。试验结束后,采用烘干法测定土壤含水量。2结果与分析2.1平一维入渗保障湿图1分别为不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的湿润锋运移曲线。可以看出,不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的湿润锋随着入渗时间的延长而逐渐增大;相同入渗时间,钠/钙离子比例减小,湿润锋运移距离越大,且随着入渗时间的延长,不同钠/钙离子比例土壤的湿润锋差异越明显,达到相同入渗湿润锋所需要的时间越长,除钠/钙离子比例为0:4的土壤外,相同入渗时间,其他钠/钙离子比例土壤的湿润锋均小于清水入渗的湿润锋。2.2土壤累积入渗量的确定图2分别为不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的累积入渗量变化曲线。可以看出,不同钠/钙比例土壤的累积入渗量随着入渗时间的延长而逐渐增大;相同入渗时间,钠/钙离子比例越小,累积入渗量越大,且随着入渗时间的延长,不同钠/钙比例的累积入渗量差异越明显。相同入渗时间,除钠/钙离子比例为0:4的土壤外,其他钠/钙离子比例土壤的累积入渗量均小于清水入渗的累积入渗量。2.4土壤含水量分布图4分别为不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的土壤含水量在剖面上的分布曲线。可以看出,不同钠/钙离子比例土壤的土壤含水量在剖面分布趋势基本相同,随着距供水点距离的增大,土壤含水量减小,在湿润锋之上,土壤含水量变化较小,在湿润锋附近,土壤含水量变化较大。相同距离,土壤中钠/钙比例越小,土壤含水量越大,除钠/钙离子比例为0:4的土壤外,其他钠/钙离子比例土壤的土壤含水量均小于清水入渗的土壤含水量。3盐碱地灌溉对土壤入渗特性的影响土壤中阳离子的存在会对土壤入渗特性有影响,前人多研究单一阳离子对土壤入渗特性的影响,钠离子的存在会改变了土壤的结构性,引起土壤大孔隙和小孔隙的崩塌,因而阻碍气体和水分的运动,而钙离子的存在,可引起土壤胶体的絮凝,形成水稳性团粒结构,增大土壤传导度。文章土壤中钠钙离子同时存在对土壤入渗特性影响如何,对此进行了初步研究。(1)不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的湿润锋、累积入渗量随着入渗时间的延长而增大,入渗率随着入渗时间的延长而减小;相同入渗时间,钠/钙离子比例越小,湿润锋运移距离、累积入渗量、入渗率越大,入渗结束后的土壤含水量越大。(2)土壤中钠钙离子均匀分布情况下,钠离子和钙离子的存在明显影响土壤入渗特性,因此对盐碱地进行灌溉时,应充分考虑到土壤中的钠钙离子的含量和比例。(3)文章没有深入分析入渗结束后土壤中钠钙离子的分布特性以及土壤机械组成和微团聚体数量变化,为了深一步解释土壤中同时存在钠钙离子对土壤入渗的影响,今后应进一步对此研究。2.3钠/钙离子比例对土壤入渗率的影响图3分别为不同钠/钙离子比例土壤的水平一维入渗的入渗率变化曲线。可以看出,