不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响

李淑芹; 刘宇轩; 张美桃; 江冰冰; 魏琛琛; 苏艳平; 曾祥

doi:10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.01.038

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不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响

更新时间：2025-03-12

- 不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响
- Effects of Different Amendments on Infiltration Characteristics and Soil Water and Salt Distribution of Saline-alkali Soil in Hetao Irrigation District
- 水土保持学报 2023年37卷第1期页码：296-303
- 作者机构：
  
  1. 中国农业大学水利与土木工程学院,北京,100083
  2. 乌兰察布市水利事业发展中心,内蒙古,乌兰察布,012000
  3. 长江科学院农业水利研究所,武汉,430010
- 作者简介：
  
  [ "李淑芹(1965-),女,副教授,主要从事水土保持与生态小流域治理研究。E-mail:lishuqin@cau.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  北京市大学生创新创业训练计划项目(S202110019163);国家重点研发计划项目(2021YFD1900600);国家自然科学基金项目(51909265);科技兴蒙项目(2021CG0013)
- DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.01.038
  中图分类号： S156.4
- 纸质出版：2023
- 稿件说明：
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李淑芹, 刘宇轩, 张美桃, 等. 不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响[J]. 水土保持学报, 2023,37(1):296-303.

LI Shuqin, LIU Yuxuan, ZHANG Meitao, et al. Effects of Different Amendments on Infiltration Characteristics and Soil Water and Salt Distribution of Saline-alkali Soil in Hetao Irrigation District[J]. 2023, 37(1): 296-303.
李淑芹, 刘宇轩, 张美桃, 等. 不同改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响[J]. 水土保持学报, 2023,37(1):296-303. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.01.038.

LI Shuqin, LIU Yuxuan, ZHANG Meitao, et al. Effects of Different Amendments on Infiltration Characteristics and Soil Water and Salt Distribution of Saline-alkali Soil in Hetao Irrigation District[J]. 2023, 37(1): 296-303. DOI： 10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.01.038.

摘要

为对比研究改良剂对河套灌区盐碱土入渗特性及水盐分布的影响

设置对照组及2种施用水平(1%和2%)下的2种改良剂(生物炭和脱硫石膏)共5组处理

进行室内土柱试验。结果表明:(1)相比于对照组

1%施用量的生物炭能使入渗时间延缓8.9%

抑制水分入渗

降低相同时间内的土壤累积入渗量

2%施用量的生物炭对水分入渗过程起到先抑制后促进的作用

能使入渗时间缩短35.6%

2种施用量的脱硫石膏都能使入渗时间缩短91.1%

促进水分入渗

提高相同时间内的累积入渗量;只有2%施用量的生物炭使最终的累积入渗量大幅增加62.8%。(2)湿润锋运移距离与时间呈幂函数关系

用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系拟合相对于Philip模型效果更好。(3)相比于对照组

只有1%施用量的生物炭使入渗后的土壤含水率降低2.7%

其余各处理均出现不同程度的增加;2种施用量的生物炭分别使入渗后的土壤含盐量显著降低28.5%和52.0%

但2种施用量的脱硫石膏分别使土壤表层含盐量显著提高184.3%和403.7%

其中2%施用量处理使土壤整体平均含盐量显著提高73.0%。综合考虑各处理改良后的入渗特性、土壤含水率和脱盐效果

2%施用量的生物炭更适用于河套灌区的盐碱土改良。

Abstract

In order to study the effect of amendments on infiltration characteristics and water and salt distribution of saline-alkali soil in Hetao Irrigation District

soil column experiment was carried out under five experimental conditions: control group and two contents (1% and 2%) of two modifiers (biochar and desulfurized gypsum). The results showed that: (1) Compared to the control group

1% biochar made the infiltration time delay 8.9%

inhibited water infiltration

and reduced the amount of cumulative infiltration on the same time

while 2% biochar firstly inhibited and then promoted the process of infiltration

and it made the infiltration time shortened by 35.6%. Both desulfurized gypsum made the infiltration time shortened by 91.1%. They effectively promoted water infiltration and increased the amount of cumulative infiltration on the same time; Only 2% biochar significantly increased the final cumulative infiltration by 62.7%. (2) There was a power function relationship between the migration distance of wet front and time. Kostiakov model described the relationship between cumulative infiltration and time better than Philip model. (3) Compared to the control group

only 1% biochar reduced the soil moisture content by 2.7% after infiltration

while the other treatments had varying degrees of increase. The two application rates of biochar significantly reduced the soil salt content by 28.5% and 52.0%

respectively. However

the two contents of desulfurized gypsum significantly increased the soil surface salt content by 184.3% and 403.7%

respectively. The 2% application rate significantly increased the overall average soil salt content by 73.0%. By comprehensive consideration of the infiltration characteristics

soil moisture content and desalting effect of each treatment

biochar under the content of 2% is more suitable to improve saline-alkali soil in Hetao Irrigation District.

关键词

Keywords

references

刘静.近50年来河套灌区作物虚拟水流动演变过程与可持续性研究[D].陕西杨凌:西北农林科技大学,2015.

王国帅,史海滨,李仙岳,等.河套灌区耕地-荒地-海子系统间不同类型水分运移转化[J].水科学进展,2020,31(6):832-842.

王民哲.内蒙古河套灌区盐碱化耕地改良措施及建议[J].中国水利,2019(15):40-41.

黄权中,徐旭,吕玲娇,等.基于遥感反演河套灌区土壤盐分分布及对作物生长的影响[J].农业工程学报,2018,34(1):102-109.

陶健宇,杨劲松,姚荣江,等.河套灌区土壤盐分对化肥氮素转化过程的影响研究[J].土壤,2020,52(4):802-810.

王春霞,王全九,吕廷波,等.添加化学改良剂的砂质盐碱土入渗特征试验研究[J].水土保持学报,2014,28(1):31-35.

马晨光.腐殖酸和羧甲基纤维素对滨海盐碱地水盐分布与冬小麦生长的影响[D].西安:西安理工大学,2021.

刘国欢.改性生物炭对盐碱地改良及冬小麦生长特征影响的研究[D].西安:西安理工大学,2021.

徐璐.耕作及石膏对苏打盐碱土改良作用研究[D].北京:中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所),2012.

张宇航,高佩玲,张晴雯,等.中度盐碱土掺沙对土壤水盐运移和夏玉米生长的影响[J].中国土壤与肥料,2019(2):83-90.

Murtaza G, Murtaza B, Kahlon U Z, et al. A comparative study of different amendments on amelioration of saline-sodic soils irrigated with water having different EC:SAR ratios[J].Communications in Soil Science and Plant Analysis,2017,48(22):2630-2641.

侯林.脱硫石膏与腐植酸改良盐碱土室内土柱研究[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2018.

王世斌,高佩玲,相龙康,等.生物炭、河沙对盐碱土水盐、氮素及玉米产量的影响[J].灌溉排水学报,2021,40(9):17-23.

赵永敢,王淑娟,李彦,等.脱硫石膏改良盐碱土技术发展历程与展望[J].清华大学学报(自然科学版),2022,62(4):735-745.

刘淼,王志春,杨福,等.生物炭在盐碱地改良中的应用进展[J].水土保持学报,2021,35(3):1-8.

Wang S J, Chen Q, Li Y, et al. Research on saline-alkali soil amelioration with FGD gypsum[J].Resources, Conservation and Recycling,2016,121:82-92.

包维斌,白一茹,赵云鹏,等.生物炭添加对宁夏中部旱区土壤水分入渗及持水性的影响[J].土壤通报,2018,49(6):1326-1332.

许健,牛文全,李元,等.生物炭对微润灌土壤水分运动的影响[J].节水灌溉,2015(12):64-68.

Kumari K G I D, Per M, Marcos P, et al. Effects of biochar on air and water permeability and colloid and phosphorus leaching in soils from a natural calcium carbonate gradient[J].Journal of Environmental Quality,2014,43(2):647-657.

高言,沈洪政,杨婷,等.不同生物炭添加量对土壤水分运动过程的影响及模拟研究[J].中国农村水利水电, 2021(9):134-140.

刘淙琮,董心亮,郭凯,等.柽柳生物炭对滨海盐渍土咸水入渗特征的影响研究[J]. 中国生态农业学报(中英文),2022,30(3):1194-1202.

Cui L Q, Liu Y M, Yan J L, et al. Revitalizing coastal saline-alkali soil with biochar application for improved crop growth[J]. Ecological Engineering, 2022,179:e106594.

唐珧,张强,王斌,等.脱硫石膏改良重度苏打盐化土的环境效应[J].水土保持学报,2017,31(2):317-321.

黄晓明.脱硫石膏对碱化土壤改良的研究[D].天津:天津科技大学,2009.

Oster J D. Gypsum usage in irrigated agriculture:A review[J].Fertilizer Research,1982,3(1):73-89.

秦萍,张俊华, 孙兆军,等.土壤结构改良剂对重度碱化盐土的改良效果[J].土壤通报,2019,50(2):414-421.

Zhao Y G, Zhang W C, Wang S J, et al. Effects of soil moisture on the reclamation of sodic soil by flue gas desulfurization gypsum[J]. Geoderma, 2020,375:e114485.

徐文硕,李克升,孔维航,等.脱硫石膏施用量对滨海盐碱土水分运移的影响[J].人民黄河,2021,43(9):110-114.

杜学军,闫彬伟,许紫峻,等.脱硫石膏对苏打盐碱土水盐入渗过程的影响[J].干旱地区农业研究,2021,39(3):179-183.

史海滨.盐渍化土壤水热盐迁移与节水灌溉理论研究[M].北京:中国水利水电出版社,2011.

张继红,王全九,谭帅,等.微咸水入渗下施加石膏对盐碱土水分运动特征的影响[J].水土保持学报,2016,30(4):130-135.

刘月,李孟钊,徐志杰,等.不同改良方法对盐碱土壤水盐运移效果的影响[J].干旱地区农业研究,2020,38(6):183-191.

樊丽琴,李磊,吴霞,等.不同水质淋洗与改良剂施用对银北灌区碱化盐土水盐运移的影响[J].水土保持学报,2020,34(6):369-376.

解倩,王丽梅,齐瑞鹏,等.生物炭对黄绵土水分入渗和持水性能的影响[J].地球环境学报,2016,7(1):65-76.

詹舒婷,宋明丹,李正鹏,等.不同秸秆生物炭对土壤水分入渗和蒸发的影响[J].水土保持学报,2021,35(1):294-300.

田宇,陈环宇,郭凯,等.不同咸水梯次滨海盐土入渗过程及水盐分布特征[J].土壤学报,2021,58(4):911-920.

刘子涵,才璐,董勤各,等.PE微塑料对土壤水分入渗的影响及入渗模型适宜性评价[J].中国环境科学,2022,42(4):1795-1802.

姚宝林,李光永,李发永.南疆滴灌棉田休闲期土壤入渗特性研究[J].中国农业科学,2014,47(22):4453-4462.

李帅霖,王霞,王朔,等.生物炭施用方式及用量对土壤水分入渗与蒸发的影响[J].农业工程学报, 2016,32(14):135-144.

任利东,黄明斌,樊军.不同类型层状土壤持水能力的研究[J].农业工程学报,2013,29(19):105-111.

马贵,韩新宁,赵文霞,等.马铃薯生物炭对土壤水分入渗及蒸发的影响[J].新疆农业科学,2021,58(7):1217-1224.

王艳阳,魏永霞,孙继鹏,等.不同生物炭施加量的土壤水分入渗及其分布特性[J].农业工程学报,2016,32(8):113-119.

Zhang P, Bing X, Jiao L, et al. Amelioration effects of coastal saline-alkali soil by ball-milled red phosphorus-loaded biochar[J].Chemical Engineering Journal,2022,431:e133904.

Duan M L, Liu G H, Zhou B B, et al. Effects of modified biochar on water and salt distribution and water-stable macro-aggregates in saline-alkaline soil[J].Journal of Soils and Sediments,2021,DOI:10.1007/s11368-021-02913-2.

王雪,樊贵盛.改善原始盐碱荒地入渗能力措施的试验研究[J].灌溉排水学报,2009,28(6):46-49.

王旭,何俊,孙兆军,等.脱硫石膏糠醛渣对碱化盐土入渗及盐分离子的影响研究[J].土壤通报,2017,48(5):1210-1217.

周宾.添加脱硫石膏对苏打盐碱土理化性质及水稻产量的影响[J].山西农业科学,2022,50(3):386-390.

Zhao Y G, Wang S J, Liu J, et al. Fertility and biochemical activity in sodic soils 17 years after reclamation with flue gas desulfurization gypsum[J]. Journal of Integrative Agriculture, 2021,20(12):3312-3322.

Wang J M, Yang P L. Potential flue gas desulfurization gypsum utilization in agriculture:A comprehensive review[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018,82(3):1969-1978.

Li Y B, Xu Q T, Yan S G. The study of improving saline-alkali soils by means of the application of desulfurization gypsums in Baicheng[J].Advanced Materials Research,2013,864/867:1219-1225.

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