低盐再生水灌溉对亚热带红壤水力特性及微观结构的影响

摘要

低盐再生水是一种回用潜力巨大的替代性水源,为探究其灌溉亚热带红壤的适宜性,该研究以校园生活污水为再生水水源,设置再生水单一灌溉(WW)、再生水与蒸馏水交替灌溉(AWW)两种灌水模式,并以蒸馏水单一灌溉(CK)为对照。通过室外模拟土柱试验,研究了低盐再生水不同灌溉模式下红壤的盐碱度、微观结构及水力特性,并探讨了三者之间的相互作用关系。结果表明:1)低盐再生水灌溉降低了红壤的持水能力和导水能力;2)与CK处理相比,低盐再生水灌溉导致红壤田间持水率和凋萎系数降低,有效水在WW处理下增加6.33%,在AWW处理下减小27.85%;3)大孔隙含量均增加,而有效孔隙、微小孔隙含量在WW处理下增加,分别为16.1%、11.0%,在AWW处理下减小,分别为10.5%、4.9%;4)与CK处理相比,低盐再生水灌溉使红壤电导率(Electrical Conductivity,EC)和Na+含量显著提高,而交换性阳离子总量(Cation Exchange Capacity,CEC)显著降低(P<0.05)。再生水两种灌溉模式中,AWW处理下土壤交换性钠百分比(Exchangeable Sodium Percentage,ESP)和钠吸附比(Sodium Adsorption Ratio,SAR)分别显著高于WW处理142.4%、120.3%(P<0.05),从而引起更强烈的土壤黏粒分散;5)田间持水率、凋萎系数、有效水及有效孔隙和微小孔隙比例均与交换性Na+、ESP、SAR呈显著负相关,与CEC呈显著正相关。综上,低盐再生水灌溉亚热带红壤宜选择单一灌溉模式,且应定期监测土壤SAR和ESP等指标。研究结果可为再生水水质标准和灌溉制度制定提供参考。