滨海盐碱地滴灌水盐调控与绿化方法研究.pdfVIP

摘要 摘要 滨海盐碱地是主要的盐碱地类型之一，本文针对滨海盐碱土盐分组成与海水相 同、含盐量高、SAR 较大导致土壤饱和后易膨胀饱和导水率低、盐分淋洗困难、植 被建设难度大的问题，通过在天津大港进行的室内土柱实验与 3 年（2009–2011 年） 田间试验相结合的方法研究了土壤水盐运移规律，滴灌土壤水基质势控制 （–5 、–10 、 –15 、–20 、–25kPa ）对土壤理化性质的影响和水盐调控方法及绿化方法。主要研究 结果如下： （1）室内土柱研究发现，相同的入渗时间内（767h ），地下水矿化度为 0、1、 2.5 、4 、5.5、7g L–1 处理的滨海盐碱土（饱和泥浆提取液电导率为 30.2dS m–1 ）毛管 水上升高度分别为 40.5 、59.9、81.5、83.5、87.5 和 94.5cm；地下水矿化度与毛管水 上升速率有密切关系，并呈幂函数关系；地下水矿化度越高，其湿润剖面的平均含 水率越大，土壤剖面盐分自地下水面处向上形成的低盐区越大，表明地下水矿化度 对上升毛管水的运动速率和水盐运移有重要影响；经研究基于地下水补给速率和实 际湿润锋关系的 Green–Ampt 模型适用于均质滨海盐碱土上升毛管水的分析； （2 ）在地下水位为45–138cm 的无隔离层土壤水基质势处理（–5 、–10 、–15 、 –20 、–25kPa ）水盐调控研究中，土壤饱和泥浆提取液电导率（ECe ）在剖面的分布 有显著的变化，但 pH 的分布和大小无明显变化。在植被生长季结束时土壤剖面的 盐分淋洗效率随基质势控制的升高而增加，–5kPa 基质势处理盐分淋洗效率最高， 为 64.4% 。除–15cm 水头下的导水率 K15 外，各基质势处理在 0、–3 、–6cm 水头下 的导水率Ks ，K3 ，K6 和 α常数的值均大于初始值，并且处理第三年的平均导水率 K 大于第二年；各基质势处理大孔隙对水流的贡献率大于处理前，处理后土壤结构 得到改善。5 个基质势处理根系分布区（0–40cm ）的盐分均低于 8 dS m–1 ，适合中 等耐盐植物的生长（4–8 dS m–1 ）。控制滴头下方20cm 深处的土壤水基质势为–5kPa 可以作为滨海盐碱地土地水盐调控的灌溉指导的指标。 （3 ）有隔离层条件下，土壤剖面低盐区域随着灌水量的增加而逐渐扩大。第一 年末，5 个基质势处理的土壤剖面 ECe 均低于 3 dS m–1 ，各处理淋洗率大于无隔离 层水盐调控处理淋；第三年末，5 个基质势处理的土壤剖面平均 ECe 依然低于 3dS –1 m ，–5 、–10 、–15kPa 淋洗率分别为 79.1%、61.9%和 70.9% 。滴灌土壤水基质势处 理对剖面 pH 值影响较小，土壤剖面平均 pH 值先升高后降低，脱盐后不会造成土壤 的碱化；各处理的表层土壤平均饱和导水率(13.5×10–2 cm min–1)大于处理前(4.9×10–2 cm min–1) ；2010 和 2011 年各处理的平均大孔隙对水流的贡献率（68.8%和 59.8% ） 分别大于处理前（33.7% ），土壤结构得到改善。考虑灌水量和盐分淋洗率，隔离层 条件下控制滴头下方 20cm 深处的土壤水基质势为–15kPa 可作为滨海盐碱地开发利 用的灌溉指导指标。 i 中国科学院大学博士学位论文 滨海盐碱地滴灌水盐调控与绿化方法研究 （4 ）隔离层滴灌水盐调控后土壤盐分低于无隔离层处理，土壤导水率和植被生 长优于无隔离层滴灌水盐调控处理。由此提出了滨海盐碱地隔离层滴灌水盐调控和 绿化方法，包括在 80cm 深处加厚约 20cm 的沙石隔离层，在垄上种乔、灌、草绿化 植物（筛选出木槿、高羊茅、女贞、黄杨和月季），控制滴头下方20cm 深处土壤基 质势高于–15kPa ，这为滴灌技术合理和可持续开发利用滨海盐碱地提供理论依据和 参考。 关键词：滴灌，水盐调控，饱和导水率，上升毛管水，土壤水力参数，植被耐盐性 ii