鈉鹽溶液與淡水交替供水方式對(duì)紅壤水鹽運(yùn)移特征的影響

李 平，王 輝，歐陽贊

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128）

0 引 言

我國(guó)南方亞熱帶地區(qū)存在水質(zhì)性缺水和季節(jié)性缺水問題，可多次利用的再生水具有儲(chǔ)量大[1]、水源穩(wěn)定、成本低等優(yōu)點(diǎn)，將其用于灌溉對(duì)于緩解亞熱帶地區(qū)用水短缺問題具有重要現(xiàn)實(shí)意義。再生水中含有較高濃度的Na+和Cl-等鹽分離子[2]，可達(dá)到甚至超過3 g/L[3]，Na+隨灌水進(jìn)入土壤后易使土壤顆粒膨脹分散，引起土壤孔隙堵塞[4]，最終導(dǎo)致土壤入滲能力降低[5]，造成潛在土壤鹽堿化危險(xiǎn)。因此要高效科學(xué)使用再生水，降低鹽分對(duì)土壤的負(fù)面影響，需要制定出科學(xué)的灌溉方式。

為改善再生水中Na+對(duì)土壤入滲特性的不利影響，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已圍繞供水方式開展了大量研究，并指出交替供水方式可改善土壤入滲特性[6]和降低土壤鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)[7,8]，是一種可推行的供水方式。辛朗[9]等采取3.5 g/L 微咸水，設(shè)置淡咸咸、淡咸淡和咸淡淡3種交替灌水方式，以研究咸淡水交替灌溉對(duì)北方沙壤土鹽分運(yùn)移的影響，結(jié)果表明咸淡淡交替灌溉方式降低了土壤表層鹽分含量，而淡咸咸和淡咸淡交替灌溉增加了土壤表層鹽分含量。劉靜妍[10]等研究了5.02 g/L 咸水在咸淡交替灌溉和淡咸交替灌溉下北方壤質(zhì)土壤水鹽運(yùn)移特征的影響，發(fā)現(xiàn)淡咸交替灌溉下土壤鹽分積累在土柱兩端，咸淡交替灌溉下土壤鹽分含量隨深度的增加而增加。也有研究表明咸淡交替供水方式可降低土壤表層的鹽分含量，淡咸交替供水方式可降低土壤中層的鹽分含量[11]。同一種礦化度入滲水，不同交替供水方式對(duì)土壤鹽分運(yùn)移的影響差異顯著[12]。而對(duì)于同一種供水方式，入滲水礦化度不同，對(duì)土壤水鹽運(yùn)移的影響也不同，劉小媛[13]等采用2、3、4、5 g/L 礦化度水進(jìn)行室內(nèi)土柱入滲試驗(yàn)研究其對(duì)北方鹽堿地土壤入滲特性的影響，結(jié)果表明礦化度越高，土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離、累積入滲量和土壤含水量均呈增大的趨勢(shì)。儂文蓮[14]等認(rèn)為灌水礦化度越高，會(huì)導(dǎo)致土壤鹽分積聚。上述研究表明土壤質(zhì)地、供水方式和灌水礦化度均對(duì)土壤性質(zhì)有顯著影響，供水方式和灌水礦化度不同，對(duì)土壤滲透性和水鹽分布規(guī)律的影響不同，不合理的供水方式會(huì)影響當(dāng)?shù)赝寥赖乃}平衡，造成土壤鹽堿化[12]。

然而，目前的研究主要關(guān)注北方干旱鹽堿土壤地區(qū)，特別是土壤質(zhì)地為沙質(zhì)或壤質(zhì)土壤條件下的單一礦化度交替入滲機(jī)理和土壤水鹽分布的研究。而以亞熱帶黏質(zhì)紅壤地區(qū)為研究背景的研究較少，缺乏針對(duì)咸淡交替供水以及鹽分濃度差異等因素對(duì)土壤入滲特性和水鹽分布的影響的報(bào)道。南方亞熱帶地區(qū)夏季氣溫高、降雨多，導(dǎo)致土壤頻繁干濕交替。然而，交替供水方式對(duì)亞熱帶地區(qū)土壤入滲過程的作用機(jī)制尚未明晰。為此，采用一維垂直土柱入滲試驗(yàn)，研究不同鈉鹽濃度條件下交替供水方式對(duì)紅壤入滲特性和土壤水鹽分布特征的影響，并探求交替供水的合理方式與鹽分濃度水平，以期為亞熱帶地區(qū)再生水灌水方式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試土壤和試驗(yàn)用水

本試驗(yàn)開展于湖南省長(zhǎng)沙市（113°7′33" E，28°11′45"N），屬于我國(guó)亞熱帶紅壤區(qū)。采用隨機(jī)多點(diǎn)法采集田間表層0～20 cm 土壤，經(jīng)自然風(fēng)干，去除石塊根系等雜物，碾碎過2 mm 篩，攪拌混合均勻后備用。根據(jù)國(guó)際制土壤質(zhì)地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，使用比重計(jì)法測(cè)定土壤顆粒組成，供試紅壤屬黏土（56%黏粒、32%粉粒、12%沙粒）。初始土壤質(zhì)量含水率為3.95%，土壤pH 值為4.33、EC值為28.80 μS/cm。試驗(yàn)用水基本指標(biāo)如表1所示。

表1 供水水質(zhì)基本指標(biāo)Tab.1 Basic indicators of water supply and water quality

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022 年3-8 月在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)水文過程模擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。為模擬再生水中較高鈉鹽濃度對(duì)入滲能力的影響，并避免其他離子的干擾，配制5、10 g/L NaCl 溶液作為入滲溶液，設(shè)置咸淡混合（SF 混合）、咸淡交替（SF）、淡咸交替（FS）、咸淡咸淡交替（SFSF）、淡咸淡咸交替（FSFS）5 種供水方式，并以淡水入滲（CK）為對(duì)照。為了便于試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，確保供水總鹽量相等，根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)灌水定額為1 300 mL 時(shí)，各處理下水分均不會(huì)滲出土柱，因此各處理入滲水量均設(shè)置為1 300 mL，其中鈉鹽水和淡水供水量均為650 mL，并按照灌水模式逐一進(jìn)行入滲。每個(gè)處理重復(fù)3次，具體處理情況如表2所示。

表2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)Tab.2 Design of experiments

通過一維垂直土柱入滲試驗(yàn)，測(cè)定不同濃度鈉鹽溶液與淡水在不同供水方式下紅壤入滲過程。試驗(yàn)裝置主要包括試驗(yàn)土柱和供水設(shè)備2 部分，供水設(shè)備為馬氏瓶。土柱（內(nèi)徑10 cm、高50 cm）和馬氏瓶（內(nèi)徑5 cm、高50 cm）均由亞克力管制作而成，供水水頭控制在2 cm 左右。裝填土樣前，在土柱管底部放置濾紙，防止土壤顆粒流失。將過2 mm 篩的土樣按田間干容重1.3 g/cm3，均勻填裝至土柱管內(nèi)，每5 cm 分層打毛，裝填高度為45 cm，土柱裝填完成后靜置24 h。試驗(yàn)開始前，為防止入滲水對(duì)試樣的沖刷，在土柱內(nèi)土壤表面墊一層濾紙。入滲過程中，以先密后疏的時(shí)間間隔讀取馬氏瓶中水面下降高度，記錄濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離。單輪供水結(jié)束后，立即進(jìn)行下一輪供水。等待馬氏瓶和土柱積水層的水分均完全滲入土壤后，試驗(yàn)結(jié)束。利用土鉆每5 cm 分層取土，稱量濕重。利用烘干法測(cè)定土壤含水率。在土水比1∶5 下獲取懸浮試樣，利用梅特勒Seven Excellence S470-B 多功能測(cè)試儀（Mettler Toledo，Switzerland）測(cè)定土壤EC值。

1.3 土壤水分入滲模型

描述土壤水分入滲模型常用Kostiakov 模型、Philip 模型和Holton 模型等3種入滲模型，其中Kostiakov 模型只需要確定時(shí)間t，公式簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確，Philip 模型較適用于入滲時(shí)間不長(zhǎng)的均質(zhì)土壤入滲情況，Horton 模型較適用于田間土壤入滲情況。本試驗(yàn)采用Kostiakov模型和Philip模型對(duì)土壤入滲過程的參數(shù)進(jìn)行擬合分析，并采用回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差（Root mean squared error，RMSE）對(duì)模擬值和觀察值之間的一致性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。RMSE值越小，表示模擬值與觀察值的一致性越好、偏差越小，即模型的模擬結(jié)果越準(zhǔn)確、可靠。

Kostiakov入滲模型：

式中：I為累積入滲量，cm；t為入滲歷時(shí)，min；b、c為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。

Philip入滲模型：

式中：S為吸滲率，cm/min0.5；其余符號(hào)意義同前。

回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤差計(jì)算公式為：

式中：n為樣本數(shù)；Si為模型擬合值；Oi為實(shí)測(cè)值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016進(jìn)行圖表繪制和土壤入滲參數(shù)求解，使用SPSS 22 軟件對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和入滲模型擬合，用Duncan 分析法對(duì)各處理間差異進(jìn)行多重比較（差異顯著性P<0.05），并根據(jù)均方根誤差RMSE、決定系數(shù)R2和模型參數(shù)作為評(píng)價(jià)各模型的擬合效果。

2 結(jié)果與分析

2.1 咸淡交替供水方式對(duì)紅壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離的影響

不同鈉鹽濃度下交替供水方式對(duì)紅壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離的影響變化如圖1所示。隨入滲時(shí)間的增加，各處理濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離不斷增加，增加的速度隨時(shí)間的增加呈減緩趨勢(shì)，即單位時(shí)間內(nèi)濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離逐漸減小。就不同鈉鹽濃度而言，入滲結(jié)束時(shí)，SF-10、FS-10、SFSF-10 和FSFS-10 濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離分別比SF-5、FS-5、SFSF-5 和FSFS-5 小5.54%、4.45%、6.53%和11.24%；就不同供水方式而言，5 g/L 下入滲結(jié)束的歷時(shí)表現(xiàn)為：FSFS-5

圖1 紅壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離隨入滲時(shí)間的變化Fig.1 Variation of the movement distance of the wet front of red soil with infiltration time

2.2 咸淡交替供水方式對(duì)紅壤累積入滲量的影響

不同鈉鹽濃度下交替供水方式對(duì)累積入滲量的影響變化如圖2所示。各處理累積入滲量均隨時(shí)間推移而增加且增速逐漸降低。入滲時(shí)間在100 min 以內(nèi)，各處理的累積入滲量間無明顯差異；入滲100～360 min 各處理之間的累積入滲量差異逐漸增大，此區(qū)間不同供水方式間累積入滲量數(shù)值大小表現(xiàn)為：FSFS-5>CK>SFSF-5>FS-5>SF 混合-5>SF-5 和FSFS-10>CK>SFSF-10>FS-10>SF 混合-10>SF-10；360 min 后各處理入滲趨于穩(wěn)定，累積入滲量的差異不再增加。入滲時(shí)刻為360 min時(shí)，各處理的累積入滲量存在較大差異，因此對(duì)比分析入滲時(shí)刻為360 min時(shí)各處理的累積入滲量，此時(shí)FSFS-5和FSFS-10 分別較SFSF-5、SFSF-10 累積入滲量大21.28%、4.94%，F(xiàn)S-5 和FS-10 分別較SF-5、SF-10 累積入滲量大8.70%、9.60%。結(jié)果表明累積入滲量隨交替次數(shù)的增加而增加，并且在相同入滲歷時(shí)與交替次數(shù)下，淡水作為初始水質(zhì)的處理累積入滲量較大，其中FSFS-5 處理同一時(shí)刻的累積入滲量明顯高于其他處理，入滲性能較強(qiáng)。

圖2 紅壤累積入滲量隨入滲時(shí)間的變化Fig.2 Variation of cumulative infiltration of red soil with infiltration time

如表3 所示，土壤累積入滲量I與土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離Zf在相同入滲時(shí)間下存在數(shù)量關(guān)系，可用線性關(guān)系式I=mZf表示，m可表示為土壤濕潤(rùn)鋒推進(jìn)單位距離所需水量，也可表示土壤持水能力[15]。其中擬合系數(shù)R2>0.967，RMSE為0.993～1.407，說明該關(guān)系式可較好地描述不同供水方式和不同鈉鹽濃度下土壤累積入滲量與土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離之間的關(guān)系。由表3可知，供水方式和鈉鹽濃度均對(duì)紅壤的持水性影響顯著（p<0.05）。就不同鈉鹽濃度而言，SF混合-5、SF-5、SFSF-5、FSFS-5處理對(duì)應(yīng)的m值均小于SF混合-10、SF-10、SFSF-10、FSFS-10處理對(duì)應(yīng)的m值，說明持水能力隨鈉鹽濃度的增大而增大；就不同供水方式而言，SF 混合-5的m值小于5 g/L 條件下其他交替供水方式對(duì)應(yīng)的m值，SF混合-10的m值小于10 g/L 下其他交替供水方式對(duì)應(yīng)的m值，其中FSFS-5 處理m值最大，與CK 相比，F(xiàn)SFS-5 的m值較CK 對(duì)應(yīng)的m值大5.45%。結(jié)果表明交替供水的方式可提高土壤的持水能力，其中FSFS-5相比其他處理濕潤(rùn)鋒推進(jìn)單位距離所需水量更大，持水能力較強(qiáng)。

表3 累積入滲量與濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離的線性回歸結(jié)果Tab.3 Linear regression between accumulated infiltration and transport distance of wetting front

2.3 咸淡交替供水方式下紅壤入滲模型擬合

為定量分析不同交替供水方式不同鈉鹽濃度下對(duì)紅壤入滲過程的影響，采用Kostiakov模型和Philip模型擬合累積入滲量隨入滲時(shí)間的變化，結(jié)果如表4所示。各模型擬合的決定系數(shù)R2>0.993（p<0.05），表明Kostiakov模型和Philip模型均能較好地描述不同交替供水方式不同鈉鹽濃度下紅壤累積入滲量與入滲時(shí)間的關(guān)系。Philip 模型中S值表示土壤吸滲率，就不同供水方式而言，F(xiàn)SFS 交替供水對(duì)應(yīng)的S值大于其他供水方式對(duì)應(yīng)的S值，表現(xiàn)為：FSFS>CK>SFSF>FS>SF 混合>SF；就不同鈉鹽濃度而言，F(xiàn)SFS-5 處理比FSFS-10 處理的S值大8.26%，說明FSFS-5 處理入滲性能較強(qiáng)。除FS 和CK 處理外，其他處理Kostiakov 模型對(duì)應(yīng)的RMSE值均小于Philip 模型對(duì)應(yīng)的RMSE值，說明淡水和FS 交替供水處理下Philip 模型較Kostiakov 模型更能準(zhǔn)確地描述紅壤累積入滲量隨入滲歷時(shí)的變化，Kostiakov模型更適合描述不同鈉鹽濃度下SF混合、SF、SFSF、FSFS處理下紅壤入滲特征。

表4 入滲模型參數(shù)擬合結(jié)果Tab.4 Infiltration model parameter fitting results

2.4 咸淡交替供水方式對(duì)紅壤水分分布的影響

交替供水方式與鈉鹽濃度對(duì)土壤含水率的影響如圖3 所示。隨土層深度增加，不同供水方式下土壤含水率在表層（0～7.5 cm）差異較大，其他土層深度差異不明顯，其中在土層深度2.5 cm 處差異最大。就不同供水方式而言，5 g/L 下各處理在土層深度2.5 cm 處土壤含水率表現(xiàn)為SFSF-5>FSFS-5>FS-5>CK>SF 混合-5>SF-5，其中SFSF-5、FSFS-5 和FS-5 的土壤含水率較CK 的土壤含水率高12.49%、10.64%和7.21%，SF 混合-5 和SF-5 的土壤含水率較CK 的土壤含水率分別低4.98%和7.25%；10 g/L各處理的土壤含水率在土層深度2.5 cm處表現(xiàn)為FSFS-10>SFSF-10>FS-10>CK>SF-10>SF 混合-10，其中FSFS-10、SFSF-10 和FS-10 的平均土壤含水率較CK 的平均土壤含水率高14.46%、13.88%和3.29%，SF-10 和SF 混合-10的土壤含水率較CK 的土壤含水率低5.05%和7.70%。就不同鈉鹽濃度而言，5 g/L 和10 g/L 在同一供水方式的土壤含水率無明顯差異。結(jié)果表明FSFS、SFSF、FS 交替供水處理能夠提高表層（0～7.5 cm）土壤的持水能力。

圖3 土壤含水率隨土層深度分布Fig.3 Soil moisture content is distributed with soil depth

2.5 咸淡交替供水方式對(duì)紅壤鹽分分布的影響

電導(dǎo)率(EC)可以直觀反映出土壤中的鹽分含量[16]，交替供水方式及鈉鹽濃度對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響如圖4所示。供水方式的差異導(dǎo)致土壤鹽分分布不同，在交替供水方式中，最后一輪供水水質(zhì)為鈉鹽溶液處理的EC值明顯高于最后一輪供水水質(zhì)為淡水的處理，表明最后一輪供水水質(zhì)對(duì)表層EC值影響較大。就不同供水方式而言，SF-5 和SF-10 處理EC值表現(xiàn)為先增加后減小，EC值的拐點(diǎn)在22.5 cm 處，相較于SF 混合-5 和SF 混合-10，該處SF-5 和SF-10 處理的EC值分別增大了43.87%和41.27%，此處屬于根系分布較密集的區(qū)域，土壤鹽分含量高會(huì)對(duì)作物生長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響；FS-5 和FS-10 均表現(xiàn)為隨土層深度的增加EC值減小，鹽分較多積累在0～17.5 cm土層深度內(nèi)，F(xiàn)S-5 和FS-10 在0～17.5 cm 土層深度內(nèi)平均EC值分別比CK-5 和CK-10 增多了22.15%和40.85%；SFSF 處理在12.5 cm、17.5 cm 和22.5 cm 處存在拐點(diǎn)，EC值表現(xiàn)為先增后減再增再減的現(xiàn)象，其中12.5 cm 處EC值最大，相較于SF混合-5 和SF 混合-10 處理，此處SFSF-5 和SFSF-10 處理EC值分別大28.28%和42.05%；FSFS 處理在12.5 cm、17.5 cm 處存在拐點(diǎn)，EC值呈現(xiàn)先增后減再增再減的趨勢(shì)，在2.5～12.5 cm 范圍內(nèi)鹽分含量高，此范圍內(nèi)，F(xiàn)SFS-5 和FSFS-10 分別比SF 混合-5 和SF 混合-10 處理EC值平均小32.17%和30.68%。就不同鈉鹽濃度而言，10 g/L 與5 g/L 鈉鹽溶液在同一供水方式下EC分布規(guī)律一致，在同一深度下，鈉鹽濃度越高，EC值越大。結(jié)果表明土壤剖面鹽分分布主要受交替供水方式的影響，而鹽分累積程度主要受鈉鹽濃度的影響，濃度越高，越易積鹽。

3 討 論

本文研究了2 種鈉鹽濃度溶液與淡水分別在5 種不同交替供水方式條件下對(duì)紅壤水鹽運(yùn)移特征的影響。研究結(jié)果顯示，同一交替供水方式下鈉鹽濃度越大，濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離越短，與蔣茜等[17]研究結(jié)果基本一致。不同交替供水入滲特性產(chǎn)生差異的原因是：相較于其他處理，首輪入滲水質(zhì)為鈉鹽溶液的交替供水方式有SF和SFSF。在SF處理中，首輪入滲過程進(jìn)入土壤中的Na+數(shù)量最多，易造成土壤顆粒膨脹和土壤團(tuán)聚體分散，堵塞土壤過水通道，從而降低土壤的入滲能力[18]，并導(dǎo)致后續(xù)入滲速度減慢；而FSFS和SFSF處理增加了交替次數(shù)，淡水可將鹽分離子淋洗至下層，減少了鹽分在土壤表層積聚，進(jìn)而緩解了Na+對(duì)土壤理化性質(zhì)的惡化。因此在同一入滲歷時(shí)下，紅壤累積入滲量隨交替次數(shù)的增加而增加。吳忠東等[19]對(duì)北方鹽堿地土壤進(jìn)行了微咸水與淡水交替淋洗試驗(yàn)，探究咸淡水與淡水在不同交替供水方式下對(duì)土壤入滲性的影響；研究結(jié)果顯示，首輪采用微咸水供水時(shí)，土壤中大孔隙增多，增強(qiáng)了土壤滲透性，從而縮短了土壤入滲歷時(shí)。此結(jié)果與本試驗(yàn)存在較大差異，其原因是土壤質(zhì)地不同導(dǎo)致的，因?yàn)椴煌|(zhì)地的土壤具有不同的土壤結(jié)構(gòu)、導(dǎo)水性能和持水性能等[20]。與北方鹽堿土相比，南方典型紅壤團(tuán)聚體的主要膠結(jié)物質(zhì)是土壤中的黏粒。當(dāng)土壤中大量的黏粒吸水膨脹后，會(huì)降低土壤大孔隙和傳導(dǎo)孔隙[17]。同時(shí)，隨著鹽分濃度增加，Na+隨入滲水進(jìn)入土壤中的數(shù)量也在增多，大量的Na+進(jìn)一步導(dǎo)致了土顆粒膨脹分散，從而降低了土壤的滲透性[21]，最終導(dǎo)致土壤入滲能力減弱。

目前學(xué)者廣泛應(yīng)用Philip 模型和Kostiakov 模型[22]，通過利用不同模型對(duì)土壤水分入滲過程進(jìn)行模擬，可有效探究出土壤水分運(yùn)動(dòng)過程規(guī)律。Philip 模型較適合模擬均質(zhì)土壤水分運(yùn)動(dòng)過程，Kostiakov 模型適合描述短時(shí)間內(nèi)的土壤水分運(yùn)動(dòng)過程[23]。本研究利用Philip 模型和Kostiakov 模型進(jìn)行分析和比較，通過決定系數(shù)R2、均方根誤差RMSE和模型參數(shù)的評(píng)估，選出最合適的入滲模型。研究結(jié)果顯示，Philip 模型更適合描述淡水和FS 交替供水處理下紅壤累積入滲量隨入滲歷時(shí)的變化，而Kostiakov 模型更適合描述不同鈉鹽濃度下SF 混合、SF、SFSF、FSFS處理下紅壤入滲特征。

通過分析交替供水對(duì)紅壤鹽分分布的影響表明，同一供水方式下EC分布規(guī)律一致，在同一深度下，鈉鹽濃度越高，EC值越大。朱成立等[24]研究結(jié)果也表明，黏壤質(zhì)土壤EC值隨著鹽溶液濃度的增加而增加。其原因有2個(gè)方面：一方面，隨著入滲水濃度的增加，入滲過程中帶入土壤的鹽分含量也增多[25]，因此EC值增大；另一方面，鹽分濃度的增加會(huì)引起土壤黏粒含量發(fā)生變化，影響土壤的入滲性質(zhì)，導(dǎo)致土壤入滲性能變差，鹽分淋洗作用不足，導(dǎo)致土壤鹽分含量增高[26]。土壤鹽分分布受供水方式的影響，尤其是最后一輪供水方式對(duì)表層EC值具有顯著影響。表現(xiàn)為最后一輪供水方式為鈉鹽溶液的處理EC值顯著高于最后一輪供水方式為淡水處理的EC值。其原因是最后一輪入滲水為鈉鹽溶液時(shí)，鹽分不易隨水下滲，而是在土壤表層積聚，而當(dāng)最后一輪入滲水為淡水時(shí)，淡水對(duì)鹽分離子有一定的淋洗作用，使得鹽分隨水逐漸下滲到較深層的土壤中，由于經(jīng)歷了前期的交替供水，土壤的理化性質(zhì)已發(fā)生變化，入滲性能已經(jīng)降低，使得淋洗的鹽分不能完全抵達(dá)到濕潤(rùn)鋒邊緣位置，只能將鹽分淋洗至土壤表層下方[18]。

值得注意的是，本試驗(yàn)土壤EC值隨土層深度分布出現(xiàn)了拐點(diǎn)現(xiàn)象。其原因是，首輪供水采用鈉鹽溶液時(shí)，使得土壤表層EC值迅速增加，隨后使用淡水供水時(shí)，土壤鹽分和土壤基質(zhì)勢(shì)發(fā)生改變，入滲率降低，減輕了淋溶效果，表層鹽分只下移到中間層，導(dǎo)致上層EC值減小，中間層EC值增加。劉靜妍等[8]對(duì)比研究了2種交替供水方式（淡咸交替供水方式、咸淡交替供水方式）對(duì)黏壤土鹽分分布的影響，結(jié)果顯示，在淡咸交替供水方式下，土壤EC值出現(xiàn)兩端積鹽現(xiàn)象，降低了土壤中間層的鹽分含量；而在咸淡交替供水方式下，整體土壤EC值增大，表層的含鹽量較低；這2 種交替供水方式下土壤EC值也出現(xiàn)了拐點(diǎn)現(xiàn)象，與本試驗(yàn)結(jié)果類似。當(dāng)入滲水定額相同時(shí)，整體上FSFS 處理在10～35 cm 土層深度內(nèi)平均EC值比其他供水方式的EC值小，說明FSFS 交替供水方式降低了鹽分在作物根區(qū)累積程度。這表明FSFS 交替供水有利于降低鹽分對(duì)土壤的負(fù)面影響，可作為本次試驗(yàn)下的最優(yōu)供水方式。本試驗(yàn)僅在室內(nèi)條件下進(jìn)行，所得結(jié)果具有局限性，因此還需進(jìn)行大田試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在利用再生水進(jìn)行灌溉時(shí)，應(yīng)考慮再生水中鹽分濃度、交替次數(shù)、交替次序、交替間歇時(shí)間以及農(nóng)作物各生育期抗鹽脅迫能力等因素。

4 結(jié) 論

本文采用室內(nèi)一維垂直土柱入滲試驗(yàn)，探究了5、10 g/L鈉鹽溶液與淡水在5種供水方式下對(duì)亞熱帶典型紅壤入滲及水鹽分布的影響。

（1）在相同交替供水方式下，鈉鹽濃度越大，濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離越短，并且在同一入滲歷時(shí)下，紅壤累積入滲量隨交替次數(shù)的增加而增加。

（2）模型I=mZf能較好描述不同供水方式不同鹽分濃度下土壤累積入滲量與土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移距離的關(guān)系，5 g/L 淡咸淡咸交替處理推進(jìn)單位距離所需水量最大，具有較高的持水性；Philip 模型更適合描述淡水和淡咸交替供水下紅壤累積入滲量隨入滲歷時(shí)的變化，Kostiakov 模型更適合描述咸淡混合、咸淡交替、咸淡咸淡交替、淡咸淡咸交替下紅壤入滲特征。

（3）土壤剖面鹽分分布主要受交替供水方式的影響，而鹽分累積程度主要受鈉咸濃度的影響，濃度越高，越易積鹽。5 g/L 淡咸淡咸交替處理能增強(qiáng)土壤入滲能力，降低鹽分在作物根區(qū)的累積程度，為最優(yōu)交替供水方式和鈉鹽濃度水平。