保水劑對(duì)濱海鹽堿土吸水特性和土壤團(tuán)聚體的影響

保水劑對(duì)濱海鹽堿土吸水特性和土壤團(tuán)聚體的影響

堿性土地是我國(guó)的重要后土資源。水和鹽分是限制堿土農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要因素。提高土壤吸水率和土壤結(jié)構(gòu)是鹽堿土壤改良的重要目標(biāo)。保水劑是一種獨(dú)具三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子聚合物,它既能蓄水保墑,又能促進(jìn)團(tuán)聚體的形成,進(jìn)而改善土壤環(huán)境、促進(jìn)作物生長(zhǎng)1理化性質(zhì)、顆粒組成及離子含量試驗(yàn)土樣取自山東省濱州市無棣縣(37°17′～38°03′N、117°42′～118°04′E),土壤類型為黏質(zhì)潮土,土壤理化性質(zhì)、顆粒組成及離子含量見表1—3。由表可知,SO1.2保水劑的鹽堿土壤鹽特性供試保水劑主要成分為聚丙烯酸鉀,分子式為(C(1)灌溉水質(zhì)對(duì)保水劑吸水效果影響試驗(yàn)。選擇蒸餾水(由實(shí)驗(yàn)室自制蒸餾裝置制備,礦化度為0)、自來水(實(shí)驗(yàn)室水管水質(zhì),礦化度為0.01g/kg,即0.001%)和礦化度為1、3、5、7g/kg(即0.1%、0.3%、0.5%、0.7%)的鹽水作為灌溉水質(zhì),鹽水均由海水晶(主要成分為NaCl,山東惠陽化工有限公司生產(chǎn))與蒸餾水按照設(shè)計(jì)值配置。試驗(yàn)共6個(gè)處理,每個(gè)處理3次重復(fù)。(2)土壤含鹽量對(duì)保水劑吸水效果影響試驗(yàn)。參考張富倉(cāng)等1.3保水劑的吸水回收(1)保水劑吸水指標(biāo)。稱取1g保水劑放入質(zhì)量已知、底部帶有1～2mm濾孔、直徑10cm、高8cm的塑料小碗中,讓其自然吸水至質(zhì)量不再增加,稱量獲得其最大吸水量;然后,將吸水至飽和的保水劑放入塑料袋中,除去內(nèi)部氣體,根據(jù)阿基米德定律,采用浮力法測(cè)定不同灌溉水質(zhì)下保水劑吸水后體積。(2)土壤理化指標(biāo)。按照1.35g/cm1.4處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理通過Excel2003軟件進(jìn)行,顯著性檢驗(yàn)采用SPSS16.0軟件。22.1水劑對(duì)蒸餾的吸水量的影響由表4可知,保水劑對(duì)蒸餾水的吸水量最大,其對(duì)應(yīng)的體積也最大,保水劑對(duì)蒸餾水的吸水量分別是自來水和礦化度為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%鹽水的4.2和6.4、10.4、11.0、14.9倍。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,水質(zhì)對(duì)保水劑吸水量及吸水體積有顯著影響(2.2土壤干容重的變化表5為不同保水劑施用量鹽堿土吸水飽和再釋水后土壤干容重變化情況?？梢?同一土壤含鹽量條件下,土壤干容重隨保水劑施用量的增加而減少,B2、B3、B4和B5處理平均土壤干容重分別比B1減少了14.01%、27.18%、36.15%和44.62%。相同保水劑施用量條件下,B1處理不同含鹽量土壤干容重基本不變,B2、B3處理土壤干容重隨著土壤含鹽量的增加呈減少趨勢(shì),B4和B5處理土壤干容重隨土壤含鹽量的增加呈先增加再減少的趨勢(shì)?？梢?土壤容重受土壤含鹽量和保水劑施用量共同影響。2.3保水劑施用量對(duì)理為驗(yàn)證吸水-釋水交替次數(shù)對(duì)施用保水劑的土壤最大吸水量和體積變化的影響,對(duì)不同保水劑處理土壤多次重復(fù)吸水的最大吸水量及吸水前后的土壤體積變化進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果見圖1和表6?？芍?經(jīng)歷6～8次吸水-釋水交替循環(huán)后,同一保水劑施用量處理土壤最大吸水量基本不變;不同土壤含鹽量條件下,各處理土壤最大吸水量均隨保水劑施用量的增加而增加,B2、B3、B4和B5處理土壤最大吸水量比B1平均增加了36.22%、69.81%、103.91%和139.30%;0.5%和0.7%土壤含鹽量各處理土壤平均最大吸水量比0.3%土壤含鹽量各處理土壤平均最大吸水量分別低了3.68%和0.08%。由表6可知,0.3%、0.5%和0.7%含鹽量條件下,吸水前后土壤體積均隨著保水劑施用量的增加呈增加趨勢(shì):吸水前,B2、B3、B4和B5處理的土壤體積比B1平均增加了17.46%、34.42%、55.22%和78.93%;吸水后,B2、B3、B4和B5處理的土壤體積比B1平均增加了19.47%、40.45%、66.46%和87.23%。就同一含鹽量土壤而言,不同保水劑添加量條件下土壤吸水前后體積增加量無明顯規(guī)律;就不同含鹽量土壤而言,0.3%、0.5%和0.7%含鹽量土壤吸水后體積比吸水前平均分別增加了11.79%、13.50%和11.14%。2.4不同鹽分對(duì)土壤含鹽量的鹽量變化由圖2可以看出,土壤吸水量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少。對(duì)土壤吸水量與時(shí)間進(jìn)行線性擬合,得到的直線斜率絕對(duì)值即為釋水速率。試驗(yàn)表明,0.3%土壤含鹽量B2、B3、B4和B5處理的釋水速率比B1處理分別高了27.34%、38.02%、32.05%和23.52%;0.5%土壤含鹽量B2、B3、B4和B5處理的釋水速率比B1處理分別高了24.05%、35.03%、45.34%和49.56%;0.7%土壤含鹽量B2、B3、B4和B5處理的釋水速率比B1處理分別高了25.25%、42.85%、69.37%和64.33%。就不同土壤含鹽量處理而言,0.5%和0.7%土壤含鹽量各處理平均土壤釋水速率比0.3%土壤含鹽量各處理高了32.57%和29.83%。2.5不同保水劑對(duì)b處理土壤顆粒的影響土壤團(tuán)聚體對(duì)土壤水分涵養(yǎng)和結(jié)構(gòu)改善具有重要作用。由圖3可以看出,保水劑可有效增加土壤團(tuán)聚體中大于2mm的土壤顆粒的含量,降低小于0.5mm的土壤顆粒的含量,其中B5處理尤為明顯。0.3%、0.5%和0.7%土壤含鹽量條件下,B5處理大于2mm的土壤顆粒含量比B1分別增加了149.89%、646.05%和1226.36%,土壤含鹽量越高,增幅越明顯。其原因可能是保水劑吸水后體積膨脹變?yōu)槟z體顆粒,膠體顆粒自身帶有負(fù)電荷,可以有效吸附并聚集土壤中的細(xì)小顆粒(0.5mm以下),降低土壤中細(xì)小顆粒的相對(duì)含量。此外,保水劑可能與土壤中的鹽離子發(fā)生絡(luò)合或離子交換反應(yīng)從而影響土壤團(tuán)聚體形成。從圖中還可以看出,保水劑對(duì)0.5～1mm的土壤顆粒影響不顯著(3保水劑的使用保水劑吸水效果受多種因素(保水劑類型、土壤溫度、pH值、鹽溶液濃度及種類、施用方式等)影響。黃占斌等4保水劑施用量對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響本研究以不同灌溉水質(zhì)及不同含鹽量鹽堿土為研究對(duì)象,通過測(cè)定和分析不同保水劑用量對(duì)保水劑和土壤吸水特性及土壤團(tuán)聚體的影響,得出如下結(jié)論:(1)灌溉水質(zhì)影響保水劑的吸水效果,水體中鹽分含量越高,保水劑吸水效果越差。(2)土壤中施加保水劑可降低土壤干容重,且土壤干容重隨保水劑添加量的增加而減小;同時(shí),施加保水劑可提高最大吸水量,增加土壤吸水性能,且土壤吸水性能與保水劑施加量呈正相關(guān)。(3)保水劑可有效提高土壤團(tuán)聚體中大