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不同来源灌溉水连续淋洗对土壤盐基离子影响的模拟研究

胡海英  
【摘要】: 土壤过度酸化是导致我国南方土壤诸多生产障碍的主要原因之一。对于强酸性土壤而言,由于其有限的适宜范围和较低的生产力水平,一向被认为是不宜用于农业生产的土地资源。随着人口增长和人地矛盾的更加突出,加强土壤酸化成因、防止土壤过度酸化、修复和治理过度酸化的土壤等理论和技术措施的研究,是提高南方土壤的生产力水平、解决人地矛盾的有效途径之一。 对于不同地区,不同利用条件,不同的土壤来说,尽管酸化的成因有所不同,但影响土壤酸化进程最重要的因子在于土壤的交换性盐基离子的淋失和饱和平衡。在前期的研究中,因酸雨的作用所导致土壤酸化的行为研究较多,但对于非酸雨条件下的自然降水,以及不同矿化度和不同电解质组成的灌溉水对土壤酸化的影响研究不多。在重庆地区,坡耕地(无灌溉条件)酸化现象十分普遍和突出,土壤极端pH值可低于3.8以下;而在相对水源条件较好,或具有灌溉条件的低洼、槽谷地区的土壤过度酸化却不明显,究其原因,坡耕地用水主要来自天然降水,而低洼、槽谷地区的水源主要来至矿化度相对较高的地表水(或灌溉水)或地下水。 本试验通过模拟雨水和不同来源的灌溉水(岷江水、紫色岩区水库水)对特定土壤(酸性、中性、石灰性土壤)连续灌溉淋洗,测定淋滤液和土壤中各盐基离子及相关指标的变化,以期得到土壤在不同灌溉水长期淋洗情况下,土壤各交换性阳离子淋失与累积特征,并以此讨论不同性质的灌溉水对土壤酸化进程的影响和对过度酸化土壤修复的可能性。 试验结果表明: 1.不同模拟水处理淋洗下土壤盐基性阳离子的淋滤特征 (1)各处理淋滤液的电导率在淋洗前期均远大于模拟水,但随淋洗时间的延长,各处理淋滤液的电导率逐渐下降并趋于稳定。表明土壤在经过强烈的机械扰动(例如耕作)后,可加速盐基性离子的淋失。三种水处理中,电导率变幅大小顺序为:模拟水库水>模拟岷江水>模拟雨水;在试验末期,除雨水淋滤液电导率保持远大于淋洗前模拟值外,其它水处理淋滤液电导率均趋于接近模拟值。在不同土壤处理中,电导率变幅大小顺序为:酸性紫色土>石灰性紫色土>中性紫色土>冷砂黄泥土。 (2)在模拟期内,雨水的淋洗下,各土壤处理均表现钙、镁、钾、钠离子的净淋溶。模拟岷江水淋洗结果为:中性紫色土和石灰性紫色土存在钙的净淋溶,冷砂黄泥土和酸 性紫色土是钙的净储存占绝对忧势;镁在各土壤为净储存;除冷砂黄泥土外,钾均为净 储存;而钠在石灰性紫色表现为净淋溶,在其它土壤中为净储存。模拟水库水淋洗下, 供汪。_、q发生钙、镁、钾、钠离子的净储存。 l川,决据上壤盐基性离子钙、镁、钾、钠的净淋溶或净储存累积量与时间的变化关 系,分别用 E!OVIC卜万程丫;一*十b n t.抛物线扩散方程 Y;=a+hi‘’,双曲线万程 1/Y;二*+hi/t 三种动力学方程拟合。钙用EI。VICh方程吻合性最好,抛物线扩散方程的拟合性较好, 双曲线方程的拟合效果最差。镁、钠用三种动力学方程拟合,相关系数均达到了显著水 平,抛物线扩散方程的拟合性最好,其次是双曲线方程,最后是EIOVICh方程。钾以抛 物线方程的拟合性最好,相关系数达0.97以上,EIOVICh方程拟合效果次之,最差的是 双曲线方程。 厂 2.淋洗结束后.除中性紫色土外,其它供试土壤的酸度都降低,但降低的幅度不大, 土柱剖面各层次d分异不显著。模拟氓江水、模拟水库水能使冷砂黄泥上交换性盐基 离子含量增加的顺序为:交换性钙)交换态镁>交换态钠>交换态钾,使酸性紫色土交换性 盐基离于含量增加的顺序为:交换态镁>交换性钙>交换态钠)交换态钾。各水处理能使 冷砂黄泥士和酸性紫色土盐基饱和度上升,其排序为:模拟水库水>模拟岖江水>模拟雨 水,表明随模拟灌溉水的矿化度增大,可改变上壤盐基性阳离子饱和平衡。 3.不同模拟水淋沉下施\肥(尿素)处理土壤的淋滤特征 山在模拟雨水的淋洗下,施肥与未施肥土壤相比,盐基性阳离子淋失速率显著增 大,其净淋溶累积量是未施肥土壤的1.3~17倍:而在峪江水处理下,除钾淋失速度明 显加快以外,各盐基离子变化趋势与未施肥相似。这也证明施用氨态氮肥(包括尿素) 确实会改变土壤中钾的交换平衡。 (2)根据施肥土壤盐基性阳离子钙、镁、钾、钠的净淋溶与净储存累积量随时间的 变化关系,对施肥酸性紫色土和施肥石灰性紫色土分别用 Elovich方程Y;飞比 n t。抛物 线扩散方程 Y;-a+hi’‘’,双曲线方程 1/Yt-a+hi /t三种动力学方程拟合,结果都获得了很 好的吻合性,相关系数都达到了显著水平(模拟雨水淋洗下的施肥石灰性紫色土除外)。 施肥土壤钙、镁、钠用双曲线方程的拟合效果最好,抛物线扩散方程的效果次之,EOVicll 方程的吻合性最差,相夫系数均达到了极显著水平;施肥土壤钾的拟合效果以抛物线扩 散方程最好,HO\iOI。万程次之,双曲线方程的拟合性最差。


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