郭祥林，高佩玲,b*，吳 畏，張 雪，李孟釗，王世斌

（山東理工大學(xué) a.農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院；b.資源與環(huán)境工程學(xué)院，山東 淄博 255000）

0 引 言

【研究意義】據(jù)聯(lián)合國(guó)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)鹽堿地總面積達(dá)9 913 萬(wàn)hm2，占全國(guó)耕地面積10%，但利用率不足20%[1]。土壤鹽堿化會(huì)破壞土壤結(jié)構(gòu)，降低土地生產(chǎn)能力，嚴(yán)重制約我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[2]。此外，我國(guó)淡水資源匱乏，僅占世界淡水資源的6%，隨著工業(yè)進(jìn)程發(fā)展，水資源供需矛盾不斷加劇，迫切需要開(kāi)發(fā)利用非常規(guī)灌溉水資源，確保我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3-4]。黃河三角洲地區(qū)地處渤海之濱，地下微咸水儲(chǔ)量高，開(kāi)發(fā)利用率低，鹽堿地面積廣，且呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)[5]，嚴(yán)重制約當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展。因此，合理開(kāi)發(fā)利用微咸水改良鹽堿地對(duì)黃河三角洲地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義。

【研究進(jìn)展】近年來(lái)，利用微咸水改良鹽堿地已備受關(guān)注，有研究表明微咸水灌溉可以節(jié)省大量的淡水資源[4]，能有效緩解淡水資源分配不均的問(wèn)題。劉小媛等[6]研究發(fā)現(xiàn)，使用微咸水灌溉鹽堿地，可以增加土壤的入滲能力，且隨著微咸水礦化度增大，土壤入滲能力增強(qiáng)。Zhu 等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)，利用微咸水灌溉可以提高土壤上層含水率，使用低礦化度的微咸水灌溉可以降低土壤含鹽量，且與淡水灌溉無(wú)較大差異。但有研究表明，長(zhǎng)期利用微咸水灌溉會(huì)增加土壤含鹽量，增加土壤次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)，不利于作物生長(zhǎng)[9]。探索科學(xué)的微咸水利用方法具有重要現(xiàn)實(shí)意義。生物炭因其豐富的孔隙結(jié)構(gòu)，施入土壤具有降低土壤體積質(zhì)量，保水壓鹽的作用[9-10]，被廣泛用于鹽堿地改良。葉協(xié)峰等[11]對(duì)玉米秸稈、小麥秸稈生物炭進(jìn)行了孔隙結(jié)構(gòu)研究，結(jié)果表明，在700 ℃下燒制的玉米秸稈生物炭的孔隙度和比表面積要優(yōu)于小麥秸稈生物炭。黃明逸等[12-13]研究發(fā)現(xiàn)，施加小麥秸稈生物炭可以促進(jìn)咸淡輪灌對(duì)土壤鹽分的淋洗，提高脫鹽率和脫鹽深度，增加了土壤含水率，具有降鹽保水的作用。Zhao等[14]研究發(fā)現(xiàn)，施加玉米秸稈生物炭可降低蘇打鹽堿地土壤的鹽度和堿度，提高土壤有機(jī)質(zhì)量與作物產(chǎn)量。朱成立等[15]研究表明，施加生物炭可以緩解微咸水灌溉條件下土壤積鹽情況，減輕作物受到鹽脅迫的程度。【切入點(diǎn)】目前關(guān)于微咸水和生物炭改良鹽堿地研究多集中于微咸水灌溉或單施生物炭對(duì)鹽堿地改良效果的研究，缺乏微咸水與生物炭二者協(xié)同作用對(duì)鹽堿地改良效果的研究，且在微咸水灌溉條件下，探究小麥/玉米秸稈生物炭對(duì)鹽堿土改良效果的對(duì)比研究較少。探討微咸水灌溉條件下施加小麥/玉米秸稈生物炭對(duì)鹽堿地協(xié)同改良效果，對(duì)黃河三角洲地區(qū)鹽堿地改良和水土資源高效利用具有重大意義。黃河三角洲地區(qū)主要農(nóng)作物為冬小麥/夏玉米，作物秸稈年產(chǎn)量大且利用率低下，同時(shí)秸稈焚燒會(huì)污染大氣環(huán)境，合理利用小麥/玉米秸稈廢棄物制成的生物炭進(jìn)行鹽堿地的改良，可實(shí)現(xiàn)該區(qū)農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展和環(huán)境保護(hù)?！緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以黃河三角洲地區(qū)中度鹽堿土為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)一維垂直入滲試驗(yàn)，在3 g/L 微咸水灌溉條件下，摻加小麥/玉米秸稈生物炭，研究微咸水灌溉條件下不同生物炭對(duì)中度鹽堿土入滲特性、水鹽分布規(guī)律和pH 值的影響，并探討其對(duì)鹽堿地的協(xié)同改良效果，以期為黃河三角洲地區(qū)微咸水合理利用以及鹽堿地的綜合改良提供理論依據(jù)及數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用土于2021 年3 月取自東營(yíng)市東營(yíng)區(qū)六戶(hù)鎮(zhèn)中度鹽堿耕地，采用五點(diǎn)交叉取樣法，去除表層5 cm土壤，利用取土器取樣。取土深度為40 cm，每20 cm分層取擾動(dòng)土與原狀土，每層3 個(gè)重復(fù)。原狀土取回后，立即測(cè)定田間持水率和土壤體積質(zhì)量。擾動(dòng)土經(jīng)自然風(fēng)干并過(guò)篩（2 mm），混合均勻并測(cè)定土壤的理化性質(zhì)，詳見(jiàn)表1；利用Mastersizer3000 型激光粒度儀測(cè)定土壤顆粒組成，砂粒量44.17%，粉粒量52.31%，黏粒量3.52%，依據(jù)國(guó)際制土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)供試土壤質(zhì)地進(jìn)行劃分，屬于粉砂質(zhì)壤土。

表1 供試土壤的基本理化性質(zhì)Table 1 Soil physical and chemical properties of the studied soil

試驗(yàn)用生物炭改良劑為玉米、小麥秸稈在800 ℃下經(jīng)72 h 熱解而成，小麥、玉米秸稈生物炭的理化指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 生物炭理化指標(biāo)Table 2 Particle distribution of the studied soil

試驗(yàn)用水包括淡水與微咸水，淡水選用去離子水，微咸水的礦化度為3 g/L。本試驗(yàn)的微咸水根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤}分的組成在實(shí)驗(yàn)室配置而得，配水實(shí)測(cè)礦化度為3.02 g/L，各化學(xué)試劑質(zhì)量濃度為NaHCO3（0.539 g/L）、NaSO4（0.497 g/L）、NaCl（0.554 g/L）、CaCl2（1.023 g/L）。

1.2 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置分為供水裝置和試驗(yàn)土柱，供水裝置為有機(jī)玻璃制成外表帶有刻度的馬氏瓶，馬氏瓶?jī)?nèi)徑為8 cm、高50 cm；試驗(yàn)土柱內(nèi)徑8 cm、高90 cm，側(cè)面10 cm 以下每5 cm 開(kāi)有圓形取樣小孔，便于入滲結(jié)束后取樣測(cè)量土壤水、鹽等參數(shù)。本研究灌水定額根據(jù)式（1）計(jì)算[16]，計(jì)算結(jié)果為14.86 cm。

式中：H為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層深度，取40 cm；θmax為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層允許最大含水率（一般取田間持水率），θmax=26.62%；θ0為土壤計(jì)劃濕潤(rùn)層初始含水率，取1.00%；γ為土壤體積質(zhì)量，γ=1.45 g/cm3。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在室內(nèi)進(jìn)行一維垂直入滲試驗(yàn)，探究微咸水灌溉條件下施加生物炭對(duì)鹽堿地改良效果的影響，試驗(yàn)共設(shè)置10 個(gè)處理3 次重復(fù)：CK（去離子水）、W（3 g/L微咸水）、X1（小麥秸稈生物炭10 t/hm2）、X2（小麥秸稈生物炭20 t/hm2）、Y1（玉米秸稈生物炭10 t/hm2）、Y2（玉米秸稈生物炭20 t/hm2）、WX1（3 g/L微咸水+小麥秸稈生物炭10 t/hm2）、WX2（3 g/L 微咸水+小麥秸稈生物炭20 t/hm2）、WY1（3 g/L 微咸水+玉米秸稈生物炭10 t/hm2）和WY2（3 g/L 微咸水+玉米秸稈生物炭20 t/hm2）。試驗(yàn)時(shí)各層裝土均按體積質(zhì)量1.45 g/cm3分16 層裝土，土柱裝土80 cm，0～20 cm 裝填生物炭與擾動(dòng)土的混合土樣，20～80 cm裝填擾動(dòng)土，每層之間充分打毛，保證入滲均勻。試驗(yàn)開(kāi)始前設(shè)置2 cm 定水頭，土柱頂端放置濾紙減少灌水對(duì)土壤的沖擊作用。

1.4 指標(biāo)及測(cè)定方法

土壤含水率：用烘干法進(jìn)行測(cè)定[9]，待測(cè)樣品放入烘箱烘干、冷卻至室溫。

土壤含鹽量：樣品烘干冷卻后研磨、過(guò)篩，制取水土比為5∶1 的土壤浸提液，利用DDS-11A 型電導(dǎo)率儀測(cè)定土壤浸提液的電導(dǎo)率[8]。根據(jù)該地區(qū)土壤浸提液電導(dǎo)率與土壤含鹽量的線(xiàn)性關(guān)系，將電導(dǎo)率轉(zhuǎn)化為土壤含鹽量，轉(zhuǎn)換公式為：y=2.281 1EC5:1-0.001 5。式中，y為土壤含鹽量（g/kg）；EC5:1為25 ℃下土水比為1∶5 的浸提液電導(dǎo)率（mS/cm）。

pH 值：使用電子天平稱(chēng)取待測(cè)樣品6 g，放入離心管按照水土比2.5∶1 加入去離子水，離心后用pH計(jì)（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）測(cè)定。

脫鹽率（ra/%）：土壤中脫去鹽分占土壤初始鹽分的百分比[5]。

脫鹽區(qū)深度（Ds/cm）：土壤含鹽量低于土壤初始含鹽量的土層深度。

脫鹽深度系數(shù)（fDS）：脫鹽區(qū)深度與入滲結(jié)束時(shí)土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度的比值。

達(dá)標(biāo)脫鹽區(qū)深度（Dss/cm）：土壤含鹽量低于2 g/kg的土壤深度[8]。

達(dá)標(biāo)脫鹽區(qū)深度系數(shù)（fDSS）：達(dá)標(biāo)脫鹽區(qū)深度與土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度比值。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2019 處理數(shù)據(jù)并繪制濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度、累積入滲量與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)，以及不同處理的水鹽分布曲線(xiàn)。利用Kostiakov 模型與Philip 模型[11]對(duì)入滲過(guò)程進(jìn)行模擬，對(duì)比并分析2 種模型的適用性。式（2）、式（3）為擬合模型。

Kostiakov 入滲模型為：

式中：i(t)為入滲速率（cm/min）；K為入滲系數(shù)（cm/min）；α為入滲指數(shù)；t為入滲時(shí)間（min）。

Philip 入滲模型為

式中：i(t)為入滲速率（cm/min）；S為土壤吸濕率（cm/min0.5）；t為入滲時(shí)間（min）；A為穩(wěn)滲率（cm/min）。

2 結(jié)果與分析

2.1 微咸水與生物炭協(xié)同作用對(duì)土壤入滲性能的影響

圖1、圖2 是微咸水灌溉與生物炭施加下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度和累積入滲量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)，從圖2 可知，各處理累積入滲量與濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度隨著時(shí)間推移均呈增加趨勢(shì)。相同入滲時(shí)間下，各處理累積入滲量與濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度均表現(xiàn)為WX1 處理>WY1 處理>WX2 處理>WY2 處理>X2 處理>W 處理>Y2 處理>X1處理>Y1 處理>CK；入滲完成時(shí)，各處理土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度均變淺，其原因可能是微咸水與生物炭提升了土壤容水性能，增加了土壤的保水能力[8,17]。與CK 相比，微咸水處理的入滲完成歷時(shí)減少58.25%，單施生物炭處理的入滲完成歷時(shí)減少41.7%～61.9%，這表明微咸水灌溉與單施生物炭均能提高土壤入滲能力；微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾咳霛B完成時(shí)間均小于微咸水灌溉與單施生物炭處理，且在施加等量生物炭條件下，摻加小麥秸稈生物炭入滲完成時(shí)間均少于摻加玉米秸稈生物炭。綜上所述，微咸水灌溉與摻加生物炭均增加了土壤的入滲能力，在微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾繉?duì)土壤入滲能力提升更為顯著，且摻加小麥秸稈生物炭入滲能力優(yōu)于玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理增幅最大。

圖1 微咸水灌溉與生物炭施加下濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)Fig.1 Wetting front depth versus time curves under brackish water irrigation and biochar application

圖2 微咸水灌溉與生物炭施加下累積入滲量隨時(shí)間的變化曲線(xiàn)Fig.2 Cumulative infiltration versus time curves under brackish water irrigation and biochar application

Philip 模型與Kostiakov 模型對(duì)入滲速率的擬合結(jié)果如表3 所示，2 種模型均能較好的模擬各處理入滲速率與入滲時(shí)間之間的關(guān)系，擬合決定系數(shù)R2均在0.93 以上，Philip 模型的擬合參數(shù)中穩(wěn)定入滲率A出現(xiàn)負(fù)值，與實(shí)際不符，因此需要進(jìn)一步優(yōu)化，故Kostiakov 模型能更精確描述各處理的入滲率與時(shí)間的關(guān)系；Kostiakov 模型中的α值反映了入滲率的衰減速度，其值越小，入滲速率衰減越慢；微咸水配施生物炭處理α值均低于CK，說(shuō)明微咸水灌溉條件摻加生物炭可使入滲率的衰減變慢，其中WX1 處理衰減幅度最小。

表3 2 種入滲模型的擬合參數(shù)Table 3 Fitting parameters for the two infiltration models

2.2 微咸水與生物炭協(xié)同作用對(duì)土壤水分垂直分布的影響

土壤水分是種子萌發(fā)和作物生長(zhǎng)的必要條件，是土壤發(fā)生化學(xué)、物理和生物過(guò)程不可缺少的介質(zhì)，各處理不同土層的含水率如圖3 所示。

圖3 不同處理各土層土壤含水率Fig.3 Relationship between soil moisture content in different soil layers treated with different treated

由圖3 可知，各處理土壤含水率隨著土層深度增加呈降低趨勢(shì)。在0～40 cm 土層，各處理土壤含水率表現(xiàn)為WX1 處理>WX2 處理>WY1 處理>WY2 處理>W處理>X1處理>X2處理>Y2處理>Y1處理>CK。微咸水灌溉處理土壤含水率較CK 提升了3.9%，說(shuō)明微咸水灌溉增加了土壤含水率；與CK 相比，單施生物炭均增加了土壤含水率，其原因可能是生物炭自身帶有的Ca2+、Mg2+等離子與鹽堿土壤膠體吸附的Na+發(fā)生交換，增加了土壤膠體的絮凝作用，促進(jìn)了土壤團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而增加了土壤的保水能力[15,18]；微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾客寥篮示哂谖⑾趟喔忍幚砗蛦问┥锾刻幚?，且在相同生物炭施加量條件下，摻加小麥秸稈生物炭含水率均高于摻加玉米秸稈生物炭。綜上所述，微咸水灌溉與單施生物炭處理均增加了土壤含水率，而采用微咸水配施生物炭處理更能有效提升土壤的保水能力，微咸水灌溉條件下，摻加小麥秸稈生物炭處理保水效果優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中，WX1 處理的保水效果最好，土壤含水率較CK 增加了6.42%。

2.3 微咸水灌溉與生物炭協(xié)同作用對(duì)土壤鹽分的影響

不同處理的各土層土壤鹽分分布情況如圖4 所示。由圖4 可知，在0～35 cm 土層，土壤含鹽量整體表現(xiàn)為微咸水灌溉處理>微咸水配施生物炭處理>生物炭處理>CK。摻加生物炭處理土壤含鹽量均高于CK，且隨著生物炭施加量增加土壤含鹽量變大；采用微咸水灌溉增加了土壤含鹽量，其原因可能為：微咸水中的鹽分在土壤中累積，增大了土壤含鹽量；與CK 相比，微咸水配施生物炭處理增加了土壤含鹽量，但土壤含鹽量均低于初始含鹽量，在微咸水灌溉條件下，摻加生物炭處理含鹽量均低于未摻加生物炭處理，且在生物炭施用量一定時(shí)，摻加小麥秸稈生物炭土壤含鹽量低于摻加玉米秸稈生物炭；在35～40 cm土層，各處理土壤含鹽量發(fā)生突變，并在濕潤(rùn)鋒處達(dá)到最大值。

圖4 不同處理各土層土壤含鹽量再分布特征Fig.4 Redistribution characteristics of soil salinity in different soil layers

為了進(jìn)一步研究土壤鹽分垂直再分布特征，引入脫鹽率平均值、脫鹽區(qū)深度、脫鹽區(qū)深度系數(shù)等指標(biāo)對(duì)脫鹽效果做進(jìn)一步評(píng)價(jià)。表4 為不同處理土壤鹽分分布指標(biāo)對(duì)比分析，本研究計(jì)算達(dá)標(biāo)脫鹽深度指標(biāo)的土壤含鹽量選用小麥苗期最低耐鹽值（2 g/kg）[19]。

表4 不同處理土壤含鹽量分布指標(biāo)對(duì)比分析Table 4 Comparative analysis on evaluation index of salinity distribution among different treatment

由表4 可知，入滲結(jié)束后，各處理均具有良好的脫鹽效果，各處理脫鹽深度、達(dá)標(biāo)脫鹽深度均可達(dá)到35 cm 以上，可以有效降低小麥作物主根區(qū)（0～30 cm）含鹽量；與CK 相比，微咸水灌溉與摻加生物炭處理均降低了各項(xiàng)脫鹽指標(biāo)，在微咸水灌溉條件下，摻加生物炭處理脫鹽率平均值、脫鹽深度、達(dá)標(biāo)脫鹽深度、脫鹽深度系數(shù)和達(dá)標(biāo)脫鹽系數(shù)均高于未摻加生物炭處理，其中WX1 處理的脫鹽率、脫鹽深度均高于其余處理。綜合圖4 與表4 可得，微咸水灌溉條件下，摻加生物炭增加了0～35 cm 土層含鹽量，但含鹽量未達(dá)到作物耐鹽閾值，且摻加小麥秸稈生物炭脫鹽效果優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理脫鹽效果較好，脫鹽率為53.74%。

2.4 微咸水與生物炭協(xié)同作用對(duì)土壤pH 值的影響

圖5 為各處理不同深度土層土壤pH 值變化，由圖5 可知，隨著土層深度增加各處理pH 值均呈先增大后減小趨勢(shì)。在計(jì)劃濕潤(rùn)區(qū)內(nèi)，0～20 cm 土層，微咸水灌溉與單施生物炭處理均增加了土壤pH 值，在微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾客寥纏H 值均高于未摻加生物炭處理，這可能是由于生物炭自身具有的堿化特征，進(jìn)一步增加了土壤pH 值[20]。20～40 cm 土層，各處理對(duì)土壤pH 值的影響逐漸減弱，逐漸接近土壤初始pH 值。從整個(gè)土層土壤平均pH 值分析，除Y2處理，其余處理土壤平均pH 值均略高于CK。與W處理相比，微咸水配施生物炭處理提高了土壤平均pH 值，但各處理間無(wú)顯著性差異（P<0.05）。在施加等量生物炭條件下，微咸水配施小麥秸稈生物炭的pH 值均低于配施玉米秸稈生物炭，其中WX2 處理的土壤pH 值小于其余配施處理，WX1 處理與WX2 處理差異較小。

圖5 不同處理的各土層土壤pH 值Fig.5 Soil pH values of different soil layers among different treatment

3 討 論

黃河三角洲地區(qū)鹽堿地面積46.57 萬(wàn)hm2，占全省鹽堿地面積78%。土地鹽堿化會(huì)導(dǎo)致土壤板結(jié)，改變土壤物理結(jié)構(gòu)，影響土壤水分入滲過(guò)程[2,20]。土壤入滲能力是評(píng)價(jià)土壤水分調(diào)節(jié)能力的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)中，微咸水灌溉增加了單位時(shí)間內(nèi)土壤濕潤(rùn)鋒運(yùn)移深度、土壤累積入滲量，提高了土壤入滲能力。原因可能為微咸水灌溉增加了土壤鹽分濃度，擴(kuò)散雙電子層向黏粒表面壓縮，降低了土壤顆粒間黏性，進(jìn)而增加了土壤膠體的絮凝作用，從而增加了土壤的導(dǎo)水能力。在微咸水灌溉條件下，摻加生物炭進(jìn)一步提升了土壤入滲性能，其中，WX1 處理的土壤入滲能力明顯高于其他處理，其原因可能為生物炭具有吸附性，增加了土壤團(tuán)聚體的個(gè)數(shù)，改善土壤結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增加了土壤的導(dǎo)水性能[11]，這與劉淼等[10]研究結(jié)論基本一致。在相同生物炭施加量條件下，摻加小麥秸稈生物炭土壤入滲能力優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其原因可能為小麥和玉米秸稈燒制成的生物碳的孔隙度和表面積等物理化學(xué)性質(zhì)不同，施入土壤后，小麥秸稈生物炭更能促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而導(dǎo)致?lián)郊有←溄斩捝锾客寥廊霛B能力優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭[21]。采用Philip、Kostiakov 模型對(duì)土壤水分入滲過(guò)程進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，Kostiakov 模型能夠更真實(shí)的描述微咸水與生物炭協(xié)同作用對(duì)鹽堿土的土壤水分入滲過(guò)程，在模擬微咸水灌溉配施生物炭改良黃河三角洲地區(qū)中度鹽堿土過(guò)程中適應(yīng)性更強(qiáng)。

土壤中水鹽量對(duì)作物生長(zhǎng)具有重要作用，也是評(píng)價(jià)鹽堿地改良的重要指標(biāo)。本研究表明采用微咸水灌溉增加了土壤的含水率，其原因可能為微咸水改變了土壤的結(jié)構(gòu)，增加了土壤的保水性，這與王世斌等[8]研究結(jié)果一致。在微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾窟M(jìn)一步增加了土壤保水能力，且摻加小麥秸稈生物炭的土壤保水能力優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理的土壤含水率最大。這可能與生物炭自身的微孔結(jié)構(gòu)和吸附能力有關(guān)，摻加生物炭可以增加土壤對(duì)水分的吸附作用，進(jìn)而增加了土壤含水率[12]。土壤鹽分超過(guò)作物耐鹽閾值會(huì)影響作物正常生長(zhǎng)，因此有效降低土壤中的鹽分，減輕土壤鹽脅迫對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響，是鹽堿土改良的重要目的。本試驗(yàn)研究表明，采用微咸水灌溉增加了土壤鹽分，這與郭全恩等[22]使用微咸水灌溉提高土壤鹽分，增加土壤次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)論一致，這是由于微咸水自身帶有鹽分，鹽分隨著土壤的入滲過(guò)程在土壤累積，導(dǎo)致土壤鹽分增加[23]。本研究添加一定量的生物炭提高了微咸水灌溉條件下土壤鹽分的淋洗程度，降低了土壤含鹽量，增加了土壤脫鹽率、脫鹽深度，達(dá)標(biāo)脫鹽深度。配施生物炭處理的脫鹽區(qū)深度、達(dá)標(biāo)脫鹽區(qū)深度均大于鹽堿地區(qū)小麥根系主要集中區(qū)（0～30 cm），能夠保證鹽堿地區(qū)小麥根系的正常生長(zhǎng)，且摻加小麥秸稈生物炭的脫鹽效果優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理脫鹽效果最好。其原因可能為生物炭改善了土壤結(jié)構(gòu)增加了土壤的入滲能力，進(jìn)而增加了對(duì)土壤鹽分的淋洗程度[24]。

在微咸水入滲土層深度內(nèi)，微咸水灌溉下?lián)郊由锾刻幚硗寥纏H 值呈先增加后降低的趨勢(shì)，最終降低至土壤初始pH 值附近。其原因?yàn)?～20 cm 土層為生物炭添加層，生物炭增加了土壤pH 值，在20～40 cm生物炭對(duì)土壤pH 值影響逐漸減弱。微咸水灌溉下?lián)郊由锾刻幚淼耐寥榔骄鵳H 值均高于未摻加生物炭處理，且各處理間無(wú)顯著性差異。這說(shuō)明摻加生物炭增加了土壤pH 值，這與趙海成等[23]研究結(jié)果不一致，其原因可能為試驗(yàn)用土不同以及試驗(yàn)采用的生物炭的pH 值不同，進(jìn)而導(dǎo)致不同的試驗(yàn)結(jié)果。

綜上所述，微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾?，增加了鹽堿土的入滲性能、土壤含水率，降低了土壤含鹽量，具有較好脫鹽效果，有利于黃河三角洲地區(qū)微咸水和鹽堿地的開(kāi)發(fā)與利用。在3 g/L 微咸水灌溉條件下，摻加10 t/hm2小麥秸稈生物炭對(duì)黃河三角洲地區(qū)中度鹽堿土改良效果最優(yōu)。本研究針對(duì)3 g/L 微咸水灌溉條件下?lián)郊有←?玉米秸稈生物炭對(duì)黃河三角洲地區(qū)中度鹽堿土改良效果進(jìn)行了一系列研究，但施加小麥/玉米秸稈生物炭對(duì)鹽堿土水鹽運(yùn)移影響機(jī)理仍需進(jìn)一步研究完善。

4 結(jié) 論

1）微咸水灌溉條件下?lián)郊由锾吭黾恿送寥廊霛B能力，且摻加小麥秸稈生物炭入滲性能優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中，WX1處理的效果最優(yōu)，入滲時(shí)間較CK節(jié)省69.9%；入滲模型擬合結(jié)果表明，Kostiakov模型能夠更精確模擬微咸水與生物炭協(xié)同作用下鹽堿土的土壤水分入滲過(guò)程。

2）微咸水灌溉下施加生物炭處理土壤含水率均高于未摻加生物炭處理，且在微咸水灌溉條件下?lián)郊有←溄斩捝锾勘ＫЧ麅?yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理效果最好，土壤含水率較CK 增加了6.42%。

3）微咸水灌溉條件下，施加生物炭降低了土壤含鹽量，且摻加小麥秸稈生物炭脫鹽效果優(yōu)于摻加玉米秸稈生物炭，其中WX1 處理脫鹽效果優(yōu)于其余配施處理。

4）微咸水灌溉條件下施加生物炭增加了土壤pH值，且各處理間無(wú)顯著性差異。

5）在3 g/L 微咸水灌溉條件下?lián)郊?0 t/hm2小麥秸稈生物炭更有利于黃河三角洲地區(qū)中度鹽堿土的改良。

（作者聲明本文無(wú)實(shí)際或潛在的利益沖突）