高盐度碱度对全球许多地区来说都是一个严重问题,它会对土壤的物理化学性质产生负面影响,例如低渗透性、通风不良和水资源可用性降低,并最终影响农业生产。为了改善土壤质量,通常需要通过淋滤降低盐分碱度;但较差的土壤性质,如低渗透性,使盐浸过程非常无效。江苏新开垦沿海地区的高盐含量限制了其农业生产作用。通常需要几年的时间通过淋滤来改善这类土壤,以释放土壤中的可溶性盐。盐分随排水的淋溶缓慢,导致土壤结构不良。为此,为了加快土壤中盐分的淋溶效率,改善土壤结构,需要将有机质和化学改良剂结合起来。在这些改良剂中,石膏是一种常见的化学改良剂,被广泛用于改善盐碱土的物理化学性质,因为它含有足够的钙来去除根区的交换性钠,而且它相对便宜、普遍可用且易于使用。许多研究发现,电导率发生了积极的变化,大部分可交换钠从土壤中去除,增加了土壤渗透性,降低了容重,改善了絮凝作用,减少了粘土分散。施用钙（Ca+2）可以改善土壤的物理化学性质,并作为土壤改良剂,防止钠（Na+）的积累,而钠（Na+）与植物生长和作物产量直接相关。利用稻草可以将农业副产品转化为水稻产区宝贵且廉价的有机资源。将稻草还田并覆盖土壤表面,可以通过溶解土壤中的Ca+2化合物来帮助恢复盐碱土。它还可以有效地减少蒸发和盐分积累,保持土壤水分,增加土壤充足的持水能力,增加土壤通气量,降低土壤容重和总孔隙度。稻草降低了盐分,增加了 K+、Ca+2,显著影响了水稻的增产。多项研究表明,在石膏中添加稻草对降低ECe、pH、SAR和ESP的影响相对较大。在沿海地区和干旱地区改良盐碱土的研究较多,但在新开垦的沿海地区快速改良重盐碱土的研究较少。一些研究是在可控的实验室条件下进行的,使用渗滤柱定量测定渗滤液中可溶阳离子的浓度。由于在现场条件下很难量化溶质运动的空间和时间量化,使用渗滤柱的实验室实验在测量渗滤液水中溶解阳离子的浓度及其时间变化方面具有优势。本研究在中国扬州市扬州大学农业水土环境与生态实验室进行了渗透柱和实验。利用渗滤柱比较和评估了石膏和稻草作为单独和联合施用对提高新开垦沿海地区重盐碱土盐分淋洗效率的效果。这项研究假设,石膏和稻草的联合施用以及随后的水浸在提高盐浸效率方面更有效。通过渗滤柱实验,评价渗滤液溶液中EC和溶解阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）的变化,以及土壤ECe、交换阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）和土壤SAR的变化,本实验研究可为新开垦沿海地区的土壤盐渍化治理提供理论依据和技术支持。本论文的主要研究内容如下:1.通过研究样本土壤,评估施用石膏和稻草堆肥及其不同组合在盐碱土复垦中的潜力和有效性。2.确定改进浸出过程的最佳修正量。1.研究方法1)研究区和土壤性质在中国江苏省东台市济钢镇（北纬32°51′ 44″,东经120° 53′ 47″）两垛河与临海高等级公路交汇处东南侧的一个农业种植园中采集表层土样品（0-30cm）。这是一个平坦的地区,地面海拔约为海平面以上3.7米。该地区平均气温为14.8℃,年平均降雨量为1052.0毫米。重盐渍土具有粉壤土质地2)实验装置及步骤实验于2020年8月至2021年3月在中国扬州市扬州大学的水力与能源动力工程实验室进行。土壤样品风干,捣碎以粉碎土块,并在填充渗透柱之前通过2 mm的筛子。然后将土壤质地划分为粉壤土质地。在渗滤柱中填充土壤后,收集8个土壤样本（柱表面0-20厘米）,每个样本约50克,然后测量电导率、pH值、交换性阳离子和土壤吸附率。使用八根直径为19厘米、高85厘米的PVC柱。底部设置一层5cm粗砂,以便于流动和防止堵塞,同时在过滤层上放置一根直径为50mm的波纹管,以帮助排水。塑料管是自下而上安装的,用来测量头部压力,随着时间的推移,塑料管在一定程度上有助于去除微小的气穴。本研究采用马尔可夫瓶法维持10cm恒定地表水,防止溢流。在填充到柱中之前,将土壤均匀混合并湿润,以获得1.30（g cm-3）的均匀堆积密度,并避开任何气穴。在填充之前,使用润滑剂使柱内壁粗糙,使土壤和柱壁紧密结合。在每根柱子中,设置一层密度为1.3的60 cm填充土,每20 cm搅拌和压实一次,并刷表面以防止分层。填充柱后,土壤高度为60cm,孔隙度约为50.9%。采用随机分组设计,共设计八个渗滤柱,每个柱有两个重复。采用了四种处理方法:1)对照（不施用石膏或稻草堆肥）（CT）;2)稻草;3)石膏（GPS）;4)石膏加稻草（GRS+RS）。石膏和稻草被混合到表层土中。每个土柱最初用20升2mol L/-1 NaCr溶液饱和,以确保盐度分布均匀。然后用淡水（EC=0.364 dS m-1）淋洗土壤。根据孔隙体积（PV）计算浸出水量:每个柱的孔体积为8.47 dm3。渗滤液样本收集在瓶子中进行分析。在每一次孔隙体积淋洗之间都会有一段休息时间,以便盐分有更多的时间扩散到土壤剖面中,从而加强盐分淋洗。在浸出过程中,每2L收集一次渗滤液样品,共24次。分别测量了渗滤液溶液的电导率、pH值和溶解阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）。浸出过程结束后,从柱中提取土壤样品,然后风干并压碎,通过2mm的筛子测定EC,、pH、交换性阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+、ESP 和 SAR。3）土壤分析土壤质地通过Mastersizer设备和质地三角形进行分类。通过EC/TDS/盐度计和数字pH计测量渗滤液和饱和土壤膏体的EC和pH值。Agilent200（火焰原子吸收）用于测定可交换阳离子。钠吸附率（SAR）表示土壤溶液中钠、镁和钙的比例。交换性钠百分比（ESP）表示交换性钠Na+的数量,即所有交换性阳离子总和与土壤碱度安全限值（SAR）之比≤12（mmolc L-1）0+5特别是≤15%)。石膏是回收盐碱土最常用的改良剂,因为其可用性好、成本低、易于处理。石膏中Ca2.的额外可用性有助于取代交换场地中的Na+,从而提高盐浸出效率。在表土中添加1.4kg稻草,长度为3~5cm。用于浸出的水的pH值为8.0,EC为0.37 Ds m-1。2.主要结果与讨论1)土壤pH和EC6的变化GPS+RS和GPS对其有显著影响（P≤0.05）,与CT相比,ECe和ECe值从各自的初始值分别平均降低了91.52%和88.12%。RS和CT处理组的ECe显著降低（P≤平均下降了80.19%和74.6%。与GPS和RS相比,GPS+RS有显著影响（P≤ 0.05）,达到了4%的安全盐度限值≤dS m-1用于六孔体积浸出后的水稻生产。这一趋势可归因于添加两个修正案后的盐去除率更高CT和RS处理的土壤pH值显著增加。相比之下,石膏处理的pH值,无论是否添加稻草,均未出现任何明显的增加（P＞0.05）。所有处理的最终土壤pH值仍高于农作物的最佳范围（6.0-6.8）。2）渗滤液EC和pH为了分析渗滤液中盐分的逐渐沉淀过程,连续记录了渗滤液溶液中电导率EC的变化。土壤饱和和淋洗后,四种处理的EC总体趋势相似。它们在孔隙体积浸出循环的早期都经历了急剧下降,然后在后期趋于稳定。这一趋势可归因于当含盐量最高时,初始效率较高。CT和RS处理的EC在1.5个孔隙体积浸出循环后稳定。另外两个处理的EC下降幅度较小,在第二个孔隙体积浸出循环后趋于稳定。在渗滤液EC的稳定阶段,GPS和GPS+RS处理普遍高于未施用石膏的处理。CT和RS处理之间无显著差异（P＞0.05）。石膏的添加显著增加（P≤0.05）增加了渗滤液EC,表明石膏增加了渗滤液中的可溶性盐。结果表明,CT和RS处理的pH值增加更显著（P≤与GPS和GPS+RS相比,GPS和GPS+RS处理对渗滤液pH值没有显著影响。预计淋滤水中的CO32-,HCO3-,CL-和Na+会导致渗滤液pH值和EC升高。GPS和GPS+RS处理的pH值低于CT和RS。3）土壤交换性阳离子（Na+,Ca2+,K+,Mg2+）的变化在GPS+RS、GPS、RS和CT中,Na+降低显著（p≤与各自的初始值相比,平均值分别降低了96.15%、93.38%、86.48%和80.67%。GPS+RS和GPS处理更有效。添加稻草对去除Na+的影响较小,差异显著（P≤0.05）CT和RS之间的差异。这表明,由于堆肥中额外的可用Ca2+,GPS+RS处理在替换可交换场地的Na+方面更有效。当用石膏和其他有机物改良剂处理土壤时,这些发现与之前的研究一致。GPS+RS处理土壤的交换性Ca2+高于其他土壤,范围为0.27初始值至1.68 cmol Kg-1,其次是GPS,范围为0.272初始值至1.220 cmolc Kg-1。差异有显著性（P≤GPS+RS和GPS之间的差异为0.05）。这些发现表明,Na+和Ca2+在交换位点之间的交换更为显著。相比之下,交换性钙离子显著降低（P≤在CT和RS处理中为0.05）。降低土壤中Mg2+的浓度可以改善土壤的物理性质。钾离子和镁离子浓度显著降低（P≤0.05）与各自的初始值进行比较。处理间K+和Mg2+的减少不显著（P＞0.05）。4）渗滤液中累积溶解阳离子（K+,Na+,Ca2+,Mg2+）交换性阳离子Ca2+、Mg2+、K+和Na+的初始值表明交换性阳离子较高。GPS和GPS+RS处理的渗滤液中的初始K+浓度与无石膏的两组相似,且高于无石膏的两组。使用石膏比其他方法更快地将K+降低到稳定值。在CT处理期间,K+浓度波动,并逐渐降低。稻草处理土壤中的K+水平高于对照和石膏处理土壤中的K+水平。GPS和GPS+RS处理的累积K+在第一和第二孔隙体积中高于其他处理。这可能是由于添加的石膏中的Ca2+浓度增加,从而取代了交换点上的K+。在六个孔隙体积淋滤循环中,RS处理的累积溶解K+最高,而GPS和GPS+RS处理的累积溶解K+最高。在第一个淋滤循环中,四个处理的渗滤液溶液的Na+浓度在较高浓度下保持稳定,在第二个循环中急剧下降。施用石膏的两组的Na+浓度明显高于未施用石膏的两组。在第三个孔隙体积浸出循环后,渗滤液溶液中的Na+浓度缓慢下降并逐渐稳定。在稳定期,GPS和GPS+RS处理的Na+浓度普遍高于未施用石膏的处理。GPS和GPS+RS处理组有显著差异（P≤0.05）与其他处理相比,由于Ca2+替代了 Na+,累积Na+更高。当石膏和稻草一起处理土壤时,石膏中额外的Ca2+有效性提高了 Na+和Ca2+之间的置换率,从而从土壤中去除了更多的Na+阳离子。与石膏单独处理相比,稻草与石膏的掺入显著影响增加累积溶解Na+的能力。渗滤液中大量溶解的Na+有助于提高水力传导率。此外,在CT和RS处理中,溶解的钠离子显著增加。CT和RS处理之间无显著差异（P＞0.05）。在所有处理中,第一和第二孔隙体积已从累积溶解的Na+阳离子中溶解超过80%。我们的结果表明,GPS+RS应用在提高钠浸出效率方面比其他应用有更大的影响。在所有处理的第一个浸出周期中,Ca2+浓度在开始时急剧下降,然后趋于平稳。在混合施用组（GPS+RS）中,Ca2+的初始浓度明显高于单独施用石膏组（P≤0.05）.这种趋势可以解释为,在GPS+RS处理中,稻草和石膏同时混合在土壤表面,这增加了石膏和淡水之间的接触面积,导致Ca2+溶解增强。GPS+RS和GPS处理比CT和RS处理释放更多的Ca2+。GPS+RS、GPS和RS处理的渗滤液中的平均累积溶解Ca2+分别高于CT处理的75%、43%和11%。这一趋势可归因于石膏和堆肥中更高的可用Ca2+阳离子。所有处理在第一个浸出周期中的Mg2+浓度在开始时急剧下降,然后趋于平稳。RS处理的Mg2+浓度通常高于其他处理。在所有处理中,累积溶解Mg2+均显著增加。CT和RS处理组比较有显著性差异（P≤0.05）高于GPS处理组。CT和RS处理之间无显著差异（P＞0.05）。5)土壤SAR和ESP的变化SAR和ESP是科学文献中广泛接受的描述土壤盐分和碱度的指标。其中SAR代表土壤溶液中钠、镁和钙的比例。ESP将交换性钠Na+的量表示为所有交换性阳离子之和与土壤碱度安全限值的比值。（SAR）≤12 mmol。L-1)（ESP≤15%）.与初始值相比,应用不同处理对SAR的最终结果有显著影响（P＜0.05）,这是因为浸出促进了交换位点的高Na+消除。在GPS+RS和GPS中观察到ESP的更大减少。这可能是由于GPS+RS和GPS应用中可用的Ca2+显著增强了交换场地Na+的置换。此外,结果表明,石膏和稻草的组合比单独施用更能降低SAR值。稻草处理的SAR显著降低（P≤0.05）高于对照组。在GPS+RS处理中观察到ESP的降低更高。GPS+RS和GPS处理之间存在显著差异。CT和RS处理组的ESP下降不太明显,并且观察到它们之间存在显著差异。减少的原因可能是Ca2+和Mg2+阳离子的比例低于Na+。6)淋洗过程中土壤饱和导水率变化HCHC是土壤传输水分的能力。土壤颗粒的大小、土壤基质的结构和土壤流体的类型都会影响HC。与对照组相比,所有治疗组的HC均存在显著差异（P＜0.05）。石膏和有机添加剂显著增加了土壤的平均HC（P＜0.05）。所有处理的平均HC在整个淋滤过程中保持相对恒定,表明土壤在淋滤开始后立即达到稳定状态。与对照组相比,在灌水初期添加石膏的两组饱和导水率约为对照组的3.4倍。在浸出结束时,RS、GPS和GPS+RS施用量分别比对照高59.7%、307.4%和438.5%。与仅使用有机材料的土壤相比,添加有机改良剂的石膏显著增加了土壤HC（P＜0.05）。从统计学上看,不同处理土壤HC在淋溶过程中的顺序为:GPS+RS＞GPS＞RS＞CT。总结与结论GPS+RS处理效果最好,土壤ECe、SAR和ESP分别从初始值降至3.61%、5.04%和8.14%。这些值接近盐度和碱度（ECe）的安全极限≤4dS m-1,合成孔径雷达≤13 mmolc Kg-1,ESP≤在六个孔隙体积的浸出循环后。与其他处理相比,添加或不添加稻草的石膏处理中的pH值没有明显增加。所有处理的最终土壤pH值仍高于农作物的最佳范围（6.0-6.8）。此外,GPS+RS处理能更有效地取代交换地的Na+。与CT和RS处理相比,GPS+RS和GPS处理的交换性Ca2+显著增加。钾离子和镁离子浓度显著降低（P≤0.05）与各自的初始值进行比较。GPS+RS和GPS处理对提高渗滤液中累积溶解Na+和Ca2+的影响更大,对提高渗滤液EC的影响更大。此外,GPS+RS处理的渗滤液pH值低于其他处理。结果表明,盐浸效率的提高顺序为GPS+RS＞GPS＞RS＞CT。由于这些发现是在短期试验期间从石膏和稻草处理中获得的,因此有必要进行进一步的研究、可能降低pH值和增加土壤渗透性的额外修正,以及长期试验。研究结果可为研究区或土壤性质相似地区的盐碱土复垦和提高盐分淋溶效率提供技术参考。