论文部分内容阅读
渭北地区是陕西省的第二粮仓,但该地区土壤盐碱化问题较突出,土壤犁底层容重较大,内涝灾害和土壤次生盐渍化比较严重。目前,对渭北地区土壤盐碱化的研究主要围绕着卤泊滩展开,对渭北地区土壤盐碱化动态分布及成因研究较少,尤其是犁底层土壤紧实结构对该区土壤盐碱化的影响尚不清楚。因此,从区域尺度研究渭北地区农田土壤盐碱化问题、探究犁底层对土壤水盐运移的影响有重要的现实和科学意义。本研究以陕西渭北农田土壤为研究对象,通过10 km×10km网格布点法进行野外调查采样,明确了渭北农田土壤盐分类型、土壤盐分空间分布特征,揭示了土壤物理性质对剖面土壤盐分的影响;通过定位监测,分析了土壤盐碱化的年内动态变化及水、热、盐之间的关系;以交口抽渭灌区和洛惠灌区为典型区,分析了灌区土壤盐碱化年际动态变化;通过室内模拟试验,针对地下水浅埋区犁底层容重对水盐运移的影响进行了探讨。本研究的主要结论如下:(1)陕西渭北地区农田土壤阴离子以Cl-和SO42-为主,硫酸盐型土壤点位比约55.9%,阳离子以Na+为主,钠盐型土壤点位比约41.2%。土壤以非盐渍化和轻度盐渍化为主,约占76.2%,剖面土壤含盐量随土层深度的增加而增加,存在土壤盐渍化加剧的风险。(2)土壤电导率在高含盐量区呈现出夏季>秋季>春季>冬季的趋势,在低含盐量区呈现出春季>夏季>秋季>冬季的趋势。高含盐量区电导率受多种因素的综合影响,低含盐量区主要受温度和海拔的影响。温度对电导率的影响随着土层深度增加而减小,但水分对电导率的影响随着土层深度的增加而增加。一年之中,水分对电导率的影响大于温度,且土壤水分在15%~30%(相当于质量含水量11%~21%)范围内对电导率具有明显影响。(3)两大灌区近10年内土壤盐碱化面积呈上升趋势。灌区土壤盐碱化面积的动态变化受到排灌措施的影响,交口抽渭灌区的灌溉亩次是土壤盐碱化的主要影响因素,土壤盐碱化面积随着灌溉亩次的增加而增加。(4)土壤颗粒组成仅影响0-20 cm的含盐量,容重和团聚体对剖面含盐量的影响表现出明显的异位影响,且这种异位影响与含盐量水平有关。土壤含盐量<1 g/kg时,40-60 cm土壤容重与20-40 cm含盐量是幂函数关系呈递增趋势;含盐量>2 g/kg时,0-20 cm土壤容重与20-40 cm含盐量是一次函数关系呈递减趋势,其中当含盐量在2~4 g/kg时,20-40 cm土壤容重与0-20 cm含盐量是一次函数关系呈递增趋势。含盐量>2 g/kg时,20-40 cm水稳性团聚体与0-20 cm含盐量之间呈显著负相关;含盐量<2 g/kg时,水稳性团聚体与含盐量之间无显著相关性。(5)紧实犁底层可阻碍水盐自下而上迁移,抑制表土积盐。随着犁底层土壤容重的增加,各土层土壤电导率呈抛物线型变化。犁底层容重影响耕层土壤积盐的临界值为1.60 g/cm3。对于地下水浅埋区,当犁底层容重大于该临界值时,保留犁底层有利于防止地下水中盐分表聚。当犁底层容重小于该临界值时,可考虑适当打破犁底层,减小毛管作用,防止下层盐分表聚。