不同灌溉条件下斥水土壤入渗规律试验研究

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土壤斥水性严重影响土壤水分的运动,对作物产量有一定影响,同时也会对环境产生负面影响。国外土壤斥水性的研究较多,虽然近年来土壤斥水性的研究在新疆、内蒙古等地陆续展开,但总体上国内斥水土壤水盐运移规律的研究尚不成熟,对于斥水土壤入渗模型的适用性、尤其在微咸水灌溉条件下斥水土壤的水盐运动方面涉及较少。论文进行了2种斥水程度×3种均质土壤的蒸馏水积水入渗试验、2种斥水程度×2种均质土壤的微咸水积水入渗试验、5种斥水程度×2种均质土壤的酒精溶液积水入渗试验,及加入湿润剂条件下均质土壤的微咸水积水入渗试验。分析了蒸馏水、微咸水及加入湿润剂斥水土壤水盐运移规律以及入渗模型在斥水土壤入渗中的适用性。所得主要结论如下:(1)由斥水土壤蒸馏水入渗试验结果可知,斥水性的存在明显影响土壤的入渗性能,例如在积水高度为4.5cm条件下,累积入渗量为600mL时,塿土亲水土壤和斥水土壤的入渗历时分别为274和30400min。微斥水土壤的累积入渗量明显小于亲水土壤。不同积水高度和斥水程度条件下,入渗率与时间关系采用Kostiakov公式拟合更接近实测值,其他模型拟合效果因斥水程度等因素的不同而异。例如同种质地的土壤,指数公式在斥水土壤中的应用效果比不斥水土壤中的要好。(2)由微咸水对斥水土壤入渗试验结果,不斥水土壤的入渗能力随矿化度的增加而增加。而斥水土壤入渗能力在矿化度为1g/L时达到最大,超过后则随矿化度的增大而减小。湿润土层剖面含水率、含盐量及其Na+、Cl-浓度在相同湿润锋处随矿化度的增加而增大,土壤斥水性虽然不会改变整体趋势,但会减小它们的含量。微咸水入渗后,部分土壤产生了一定的斥水性,至于具体原因有待进一步验证。(3)由斥水土壤酒精入渗的试验结果,斥水指标的计算结果与Tillman等的结果虽略有差别,但总体相似;斥水性的存在明显影响土壤的酒精入渗性能,而不同斥水程度土壤的入渗能力明显小于亲水土壤;湿润土层内的全盐量和Cl-的淋洗在不斥水条件下效果不明显,而在斥水土壤中较为明显,且在湿润锋处达到最大值;Kostiakov公式对土壤入渗率与入渗历时关系的适应性较好;i与t-1/2呈良好的指数关系。与蒸馏水入渗相比,酒精溶液入渗比水溶液入渗过程快。(4)由加入湿润剂的斥水土壤微咸水入试验结果可知,加入湿润剂后的盐碱土入渗能力随矿化度的增加先增加后减小。在矿化度为3g/L时达到最大,超过后则随矿化度的增大而减小。湿润土层剖面含盐量及其Cl-浓度在相同湿润锋处随矿化度的增加而增大,且在湿润锋前达到最大。土壤湿润深度一定时,入渗水矿化度为3g/L时,剖面含水率最大,其次是5g/L、1g/L、0g/L。(5)不论是蒸馏水作为入渗溶液,还是微咸水抑或是酒精抑或是加入湿润剂后的微咸水作为入渗溶液,入渗率与时间关系采用Kostiakov公式拟合效果比较理想。累积入渗量与入渗历时存在较好的幂函数关系,与湿润锋推进距离呈良好的线性关系。
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