咸淡水组合灌溉模式下盐碱土水盐分布及改良效果的试验研究

摘要

以取自山东省东营市的重度盐碱土为研究对象，进行了室内垂直一维积水入渗试验，研究微咸水矿化度、不同咸淡水组合次序和组合比例条件下，土壤剖面含水率分布规律，并分析一维代数模型在土壤剖面含水率模拟中的适用性；分析不同灌溉模式下的土壤剖面全盐量及钠钙镁离子垂直分布特征；采用达标脱盐率、达标脱盐深度、SAR、ESP等指标评价改良效果。主要研究结果如下：
　　（1）微咸水参与灌溉有利于提高灌溉结束后的土壤剖面含水率，且不同的灌水模式对土壤剖面上含水率的影响不尽相同。直接灌溉条件下，矿化度为4 g·L-1的微咸水灌溉结束后的土壤剖面含水率最大，相较于淡水直接灌溉，在10-45 cm土层深度范围内，各个土层含水率平均提高4%；组合灌溉条件下，先咸后淡组合次序下的土壤剖面含水率大于先淡后咸，且均匀程度更高，而淡水比例决定了灌溉结束后土壤剖面含水率与淡水直接灌溉的相似程度，淡水比例越大，则相似程度越高。
　　（2）不同灌溉条件下的一维代数模型的土壤剖面含水率模拟精度存在一定差异。在微咸水直接灌溉条件下，4 g·L-1微咸水一维代数模型模拟结果精度最低，均方根误差（RMSE）和符合度指数（D）分别为：2.29%和0.90；咸淡水组合灌溉条件下，先淡后咸模拟精度优于先咸后淡，且不同矿化度微咸水的一维代数模型模拟精度受组合比例影响显著；但所有实验条件下的模拟结果均方根误差（RMSE）均小于2.80%，符合度指数（D）均大于0.90，说明一维代数模型对描述微咸水灌溉条件下重度盐碱土剖面含水率具有较好的适用性。
　　（3）相较于直接灌溉，先咸后淡组合次序有利于淋洗中上层土壤中的盐分，而先淡后咸组合次序有利于淋洗下层土壤中的盐分，淡水比例越大，则全盐量达到淡水直接灌溉条件的土层深度越大；当矿化度低于3 g·L-1时，先咸后淡组合次序使得土壤中钠离子淋洗程度超过淡水直接灌溉，且淡水比例越大，达到该结果的土层深度越大，其中，在0-40 cm土层深度范围内，2 g·L-1微咸水先咸后淡组合灌溉相较于直接灌溉的钠离子淋洗量平均提高15%以上；先灌淡水加速淋洗深层土壤钙离子，后灌淡水则加速淋洗上层土壤钙离子，淡水比例越大，钙离子淋洗效果较优的土层深度范围越大，随着淡水比例的增加，先咸后淡组合次序下的钙离子淋洗效果达到淡水直接灌溉效果的土层深度分别提升至15 cm、25 cm和35 cm；而微咸水直接灌溉对镁离子的淋洗程度超过淡水，且先咸后淡有利于淋洗深层土壤中的镁离子，而先淡后咸有利于淋洗中上层土壤中的镁离子，微咸水比例越大，镁离子淋洗程度更优的土层深度越大。
　　（4）相较于微咸水直接灌溉，咸淡水组合灌溉不仅有利于增加达标脱盐深度，还有利于提高达标脱盐深度范围内的平均脱盐率，同时改善该范围内的脱盐均匀性；当土层深度超过40 cm时，直接灌溉和组合灌溉条件下的全盐量、SAR和ESP都会出现峰值，使得土壤质量恶化。当矿化度超过4 g·L-1时，在5-15 cm土层深度范围内，直接灌溉使得土壤质量出现恶化，但先咸后淡组合灌溉有利于改善这一问题，且淡水比例越大，改善效果越明显。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究的目的与意义

1.2 国内外研究进展

1.3 研究内容与技术路线

第二章 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 试验装置

2.3 试验方案

2.4 试验过程与测试指标

第三章 咸淡水组合灌溉对土壤剖面含水率的影响及模型模拟

3.1 直接灌溉剖面含水率分布规律

3.2 不同组合次序下土壤剖面含水率分布特征

3.3 不同组合比例下土壤剖面含水率分布规律

3.4 一维代数模型对组合灌溉后土壤剖面含水率的模拟适用性

3.5 小结

第四章 咸淡水组合灌溉条件下土壤盐分及主要阳离子分布规律

4.1 微咸水直接灌溉条件下盐分及主要阳离子分布规律

4.2 不同咸淡水组合次序对土壤盐分及主要阳离子分布的影响

4.3 不同咸淡水组合比例对土壤盐分及主要阳离子迁移的影响

4.4 小结

第五章 咸淡水组合灌溉改良效果研究

5.1 评价指标

5.2 直接灌溉条件下改良效果分析

5.3 不同组合次序下土壤改良效果研究

5.4 不同组合比例下土壤改良效果研究

5.5 小结

第六章 研究总结与展望

6.1 研究总结

6.2 展望

参考文献

攻读研究生期间的主要工作

致谢