滴灌条件下层状土壤滞盐作用的试验研究

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1、灌溉排水学报２０１５年６月第３４卷第６期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０６－００２９－０６滴灌条件下层状土壤滞盐作用的试验研究赵宇龙，李明思，陈绍民，高超，郝忠文（石河子大学水利建筑工程学院，新疆石河子，８３２００３）摘要：为了探讨滴灌条件下黏土夹层在层状土壤中的滞盐作用，针对不同构型的层状土壤进行土柱滴灌入渗试验，试验中，均质土壤为松沙土和轻壤土；层状土构型为松沙土夹轻黏土和轻壤土夹轻黏土；其中，均质土柱灌水量分别为８８．５、１０６．２、１３５．７ｍｍ；而

2、层状土柱灌水量为１７０．７ｍｍ。结果表明，均质土壤湿润锋附近的积盐现象是由于土壤含水率较低、水分运移速度慢，对盐分的携带能力低而导致的；盐分将随着灌水量的增大而向土壤深层运移并被排除。层状土中的黏土夹层对盐分运移具有明显的阻滞作用，使盐分在黏土层中大幅增加。土层之间的渗透性差异越大，黏土夹层的滞盐作用越强。除此以外，黏土夹层具有拟半透膜作用，使水分比盐分更容易穿过黏土夹层，增加夹层下部土壤含水率。关键词：滴灌；层状土壤；滞盐作用；半透膜中图分类号：Ｓ１５６．４文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０

3、１５．０６．００７赵宇龙，李明思，陈绍民，等．滴灌条件下层状土壤滞盐作用的试验研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（６）：２９－３４．０引言在滴灌条件下，土壤入渗浅、土壤盐分易在湿润锋附近累积，所以滴灌技术的应用被认为是导致土壤次［１］生盐碱化的原因之一。然而，许多应用膜下滴灌技术的农田本身是质地不同的层状土壤，即便是质地相同［２］的土壤，在长期耕作中也会使耕作层与底土层的物理性质产生明显差异。盐分随着水分从渗透性好的土［３］壤运移到渗透性弱的土壤夹层时会产生明显的滞盐现象，而这一现象与盐分在均质土壤中的积盐现象有较大差别

4、。具有夹层的农田土壤的滞盐现象取决于弱渗透性土壤层的滞盐特点，而并非由滴灌技术造成。学者们已对层状土滞盐问题做了很多研究工作，发现黏土对于溶质的运移有较强的阻滞作用，而且黏土夹层［４－５］越厚，阻水滞盐效果也越明显；对于相同厚度的黏土夹层，随着层位的升高其对水盐运移的抑制效果也越［６－７］强，越不利于盐分的冲洗和淋溶。以土柱试验为基础，研究在滴灌条件下，松沙土、轻壤土、轻黏土不同层状组合对盐分运移的影响特点，为探明滴灌农田盐分分布规律以及制定盐分治理措施提供理论依据。１材料与方法１．１试验材料和装置土柱试验于２０１４年８月在石

5、河子大学水利与土木工程实验中心进行。土柱内径１２ｃｍ，高为１００ｃｍ，其侧面５ｃｍ以下每隔１０ｃｍ有取样孔，底部有滤网便于排除土壤中的空气。供试土壤有３种，根据比重计法测定结果和Ｈ．Ａ．卡庆斯基土壤质地分类法可定为松沙土、轻壤土和轻黏土，其物理参数见表１。利用马氏瓶供水。１．２试验方法试验分为均质土壤和层状土壤２组。均质土壤设２个处理，即松沙土和轻壤土，每个处理３次重复。层状土壤分层设２个处理，即松沙土夹轻黏土层和轻壤土夹轻黏土层，每个处理４次重复。收稿日期：２０１５－０２－０９基金项目：国家自然科学基金项目（５１０６９０１２

6、）；新疆生产建设兵团软科学研究计划项目（２０１１ＢＢ０３９）；石河子大学科技攻关计划项目（ｇｘｊｓ２０１１－ｚｄｇｇ０３－０５）作者简介：赵宇龙（１９８８－），男，河南开封人。硕士研究生，主要从事灌溉原理与技术应用研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｙｌ１３２５＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：李明思（１９６５－），男。教授，主要从事灌溉原理与技术应用研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｅｅｍｉｎｃｅ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ２９表１土壤物理基本参数土壤类型物理黏粒（＜０．０１ｍｍ）质量分数／％土壤干体积质量／（ｇ·ｃｍ－３）孔隙率／％田间持水率（体积）／％松沙土３．０

7、４１．６１３９．６９１９．２０轻壤土１８．１３１．４３４３．２２２３．７４轻黏土４２．０６１．３８４８．５０２９．９９土样风干后过２ｍｍ筛，用喷淋的方法对松沙土和轻壤土按４０ｇ／ｋｇ的理论含盐量进行配盐，主要成分为ＫＣｌ；用烘干残渣法检测实际含盐量，轻黏土夹层土壤不进行配盐。测土壤初始含盐量作为试验本底值。土壤配好盐分后，再次风干、碾碎、过２ｍｍ筛，搅拌混合均匀，分别按照松沙土（体积质量１．５０ｇ／ｃｍ３）、轻壤土（体积质量１．４５ｇ／ｃｍ３）、轻黏土（体积质量１．４０ｇ／ｃｍ３）分层填装土柱，填装高度为８５ｃｍ，其中，轻黏土

8、夹层在距离土表３５～４５ｃｍ之间，土柱底部１０ｃｍ为反滤层。试验滴头流量为０．９Ｌ／ｈ，均质土壤土柱的灌水量分别为８８．５、１０６．２、１３５．７ｍｍ；层状土壤土柱的灌水量为１７０．７ｍｍ。灌水结束２４ｈ后，由上至下依次取土样，同时在轻黏土夹层表层和底层取土。采用烘干法测土壤