不同模式對(duì)鹽堿地土壤環(huán)境改良效應(yīng)的研究

李 娟，葉勝蘭，牛 巖

(1. 陜西地建土地工程技術(shù)研究院有限責(zé)任公司，西安 710075；2.陜西省土地工程建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，西安 710075； 3. 國土資源部退化及未利用土地整治工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 西安 710075；4.陜西省土地整治工程技術(shù)研究中心，西安 710075)

中國人多地少，城市化進(jìn)程的推進(jìn)使土地面積持續(xù)減少，尋找有效的耕地后備資源及整治、利用是保持耕地動(dòng)態(tài)平衡的重要途徑[1,2]。由于我國的國情及氣候分布特點(diǎn)，土壤荒漠化、鹽堿化以及水資源分布不均已經(jīng)是我國耕地和農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的重要問題[3-6]。針對(duì)土壤荒漠化的治理技術(shù)目前研究形式比較多樣化，如增加有機(jī)肥、引進(jìn)區(qū)域先鋒作物等等，對(duì)于鹽堿地，大多還是依靠修建排水設(shè)施減少土壤中鹽分的含量，但這種技術(shù)存在很大的弊端如要大量引水，浪費(fèi)水資源，促使了鹽堿水遷移，以至于造成其他水體的污染，并且使土壤容重增加，土壤透氣性減小，不利于作物生長[7-10]。

陜西鹵泊灘屬于天然及人工抽水而形成的重度鹽堿地，其區(qū)域內(nèi)土壤主要由中度鹽土和重度鹽化潮土組成，另有蘇打鹽土呈斑狀分布[11]。傳統(tǒng)的排水處理可有效降低鹽分，但容易造成土壤的板結(jié)，影響作物的出苗和根系的生長，并且對(duì)人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)比較嚴(yán)重；生態(tài)的蓄水模式則有效地節(jié)約了成本，并且能保持土壤緊實(shí)度較為適宜，有利于作物的生長和對(duì)養(yǎng)分吸收。通過分析區(qū)域內(nèi)自然環(huán)境特點(diǎn)，立足土壤鹽漬化問題，從問題出發(fā)，以改善生態(tài)環(huán)境為目的，在綜合考慮傳統(tǒng)排水模式的基礎(chǔ)上，提出蓄水生態(tài)治理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)把水留住，水土分離，水地共處，動(dòng)態(tài)平衡[12,13]。

土壤理化性質(zhì)是衡量土壤結(jié)構(gòu)和評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量及生產(chǎn)性能的重要參數(shù)，良好的土壤理化性質(zhì)有利于作物生長發(fā)育和產(chǎn)量的提高及品質(zhì)的改善[14,15]?，F(xiàn)階段對(duì)于利用蓄水模式治理鹽堿地主要是針對(duì)其工程技術(shù)、體系及建設(shè)規(guī)程，針對(duì)蓄水模式下土壤理化特征的改善卻鮮有報(bào)道。本文通過分析傳統(tǒng)排水和蓄水生態(tài)模式下土壤容重、水分、含鹽量及主要養(yǎng)分特征，說明不同治理模式下土壤理化特征的差異性，從而為適宜區(qū)域治理鹽堿地提供科學(xué)依據(jù)及治理模式的可行性和準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)站概況

試驗(yàn)設(shè)置于富平中試基地，位于陜西省渭南市富平縣杜村鎮(zhèn)褚塬村。該區(qū)屬暖溫帶半濕潤氣候區(qū)，年均降雨量和蒸發(fā)量分別為472.97和1 213.35 mm，降雨主要集中在7-9月份，占全年降雨量的49%，無霜期225 d，年平均氣溫13.4 ℃，年光能輻射總量526.8 kJ/cm2，適宜棉花、小麥、玉米等作物生長。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)置

本試驗(yàn)于2009年10月實(shí)施，自制試驗(yàn)裝置模擬鹵泊灘土地狀況，長寬高分別為23、1.5和2 m，采用磚混結(jié)構(gòu)水泥澆筑制成。設(shè)置蓄水處理和排水處理小區(qū)分別為2個(gè)，共計(jì)4個(gè)試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置由蓄水部分(排水部分)和試驗(yàn)土槽組合而成，一端為水槽蓄水(排水)，中間段為土槽。為了防止土壤流失和水體混合，采用土工布將兩者分開，且裝置各界面作防水處理。試驗(yàn)處理為傳統(tǒng)排水和生態(tài)蓄水處理2種，即蓄水處理是在水溝里放入定量水，利用水體-土壤之間的主導(dǎo)作用——彌散作用，控制土壤鹽分的運(yùn)移；排水處理則利用大水漫灌，利用水體-土壤間的對(duì)流作用排水洗鹽，且在整個(gè)試驗(yàn)期間，保持蓄水與排水處理水量一致。各處理下鹽分運(yùn)移及變化見圖1。

圖1 蓄水與排水處理土壤鹽分運(yùn)移示意圖Fig.1 Water storage and drainage treatment of soil salt movement diagram

1.2.2 試驗(yàn)材料及肥力設(shè)置

試驗(yàn)期供試小麥品種為小偃22，千粒重為38 g，小麥發(fā)芽率90.1%，小麥播量為150 kg/hm2，行距為20 cm。播種采用開溝條播。

試驗(yàn)小區(qū)施肥量均為：N為255 kg/hm2、P2O5為180 kg/hm2、K2O為90 kg/hm2。其中磷肥、氮肥、鉀肥依次分別為磷酸二銨、尿素和氯化鉀。

2009年10月，冬小麥播種時(shí)，按小區(qū)規(guī)劃撒施肥料用量，通過人工整地和對(duì)試驗(yàn)田深松，使地表平整和肥料充分混合，試驗(yàn)田全部采用人工播種。小麥生長期不施肥，冬季小麥分蘗前灌溉1次。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

(1)土壤貯水量及容重測定[16]。在2015年春玉米收獲后，采用土鉆取土，各小區(qū)取樣點(diǎn)設(shè)置5個(gè)，取樣深度為160 cm，取樣間隔為20 cm，烘干法測定土壤含水率，并計(jì)算各處理下土壤貯水量；采用環(huán)刀取土法測定土壤0～30 cm土層容重，取樣間隔為10 cm。土壤貯水量計(jì)算。

SW=(M1-M2)/M2×100%

(1)

W=SWiPiHi10/100

(2)

式中：SW為土壤含水率，%；M1為濕土重，g；M2為烘干土重，g；W為土壤貯水量，mm；SWi為第i層土壤質(zhì)量含水率，%；Pi為第i層土壤體積質(zhì)量，g/cm3；Hi為第i層土層厚度，cm。

(2)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性測定[17]。選取試驗(yàn)?zāi)甓却河衩资斋@后，依據(jù)土壤對(duì)角線取樣法，設(shè)置5個(gè)取樣點(diǎn)，取樣深度和取樣間隔分別為30和10 cm，各土層采集原狀土樣用于土壤團(tuán)聚體相關(guān)指標(biāo)測定。無積壓和損壞帶回實(shí)驗(yàn)室，自然風(fēng)干后對(duì)土樣中存在的石塊及雜物進(jìn)行清除，分別利用干篩法測定土壤機(jī)械穩(wěn)定，濕篩法測定土壤水穩(wěn)定性。團(tuán)聚體穩(wěn)定性計(jì)算：利用楊培玲等人[19]推算的公式推導(dǎo)計(jì)算團(tuán)聚體穩(wěn)定指標(biāo)：

3)土壤化學(xué)指標(biāo)測定[18]。土樣電導(dǎo)率和全鹽量測定參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》，pH利用雷磁pH計(jì)直接進(jìn)行測定。有機(jī)質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法；速效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提，紫外光分光光度計(jì)測定；速效鉀的測定采用醋酸氨浸提，火焰光度法測定；全氮的測定采用全自動(dòng)凱氏定氮儀測定。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS(PASW Statistics 16.0)進(jìn)行單因素方差分析，利用Excel 2007 和Sigmaplo 12.5進(jìn)行數(shù)據(jù)整理并制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤容重特征參數(shù)分析

不同處理對(duì)0～30 cm土層土壤容重和土壤孔隙度有顯著影響(見表1)。土壤孔隙度與土壤容重值呈負(fù)相關(guān)，容重越大表明土壤越緊實(shí)，則孔隙度下降。在0～30 cm土層，土壤容重隨著土壤深度的增加而增加，蓄水與排水間差異顯著，且各土層之間差異也顯著(P<0.05)。蓄水處理在0～30 cm土層土壤容重較排水處理降低幅度為1.3%～4.2%，不同處理下的土壤孔隙度呈現(xiàn)隨著土層增加而減小趨勢，蓄水處理在0～30 cm各土層土壤孔隙度較排水處理均高3.1%、4.7%和1.5%。綜合分析蓄水和排水處理下土壤容重和土壤孔隙度，蓄水處理能有效提高耕作層土壤孔隙度，增加土壤通氣和透水性，并且有利于土壤容重維持在較低水平；排水處理則增加了土壤容重，促使土壤板結(jié)加重。

表1 不同處理下0～30 cm土層土壤容重和土壤孔隙度分析Tab.1 Comparison of soil bulk density and soil porosity at 0～30 cm soil layer of under different treatments

注：a、b、c等不同字母表示不同處理和不同土層數(shù)值在0.05水平上差異性顯著，下同。

2.2 土壤水分空間特征分析

2009年12月對(duì)蓄水和排水處理的冬小麥進(jìn)行灌溉，灌水量一致，同年6月小麥?zhǔn)斋@期測定0～160 cm土壤水分。蓄排水處理下土壤貯水量見圖2。蓄水和排水處理下0～160 cm土層土壤濕度變化趨勢一致，在0～60 cm土層，土壤濕度減小，蓄水和排水處理的平均土壤濕度分別為20.42%和19.11%；在60～160 cm土層，土壤濕度增加，平均土壤濕度分別為24.65%和23.86%。蓄水處理0～160 cm土層的平均土壤濕度較排水處理高4.47%，處理間無顯著差異。試驗(yàn)結(jié)果表明：相同的水量，不同的處理，經(jīng)過長時(shí)間水分運(yùn)移、蒸發(fā)及利用，蓄水處理下土壤濕度稍高于排水處理，且田間土壤不易發(fā)生板結(jié)。

蓄水和排水處理下0～160 cm土層土壤貯水量差異見圖2。蓄水和排水處理下0～160 cm土層土壤貯水量表現(xiàn)趨勢一致，即在0～60 cm土層，土壤貯水量均呈現(xiàn)減少趨勢，蓄水和排水處理在該土層土壤貯水量分別減少21.09%和28.53%；在60～160 cm土層，蓄水和排水處理下土壤貯水量顯著增加，分別增加26.16和24.35 mm，且處理間差異顯著(P<0.05)；在0～160 cm土層，蓄水和排水處理下的土壤平均貯水量分別為65.36和63.72 mm。

圖2 不同處理下0～160 cm土層土壤濕度及土壤貯水量比較Fig.2 Soil water moisture changes and soil water content in 0～160 cm soil profile of different models

2.3 土壤鹽分空間特征分析

土壤鹽分的控制對(duì)于作物的生長起關(guān)鍵性的作用，對(duì)于鹽堿地的治理，不僅要克服其板結(jié)，改善容重及提高土壤孔隙度，使其鹽分含量維持在適宜范圍也是該土地治理的重要內(nèi)容[20]。傳統(tǒng)排水處理和生態(tài)蓄水處理措施對(duì)于鹽堿地治理效果見表2。在0～30 cm土層，蓄水和排水處理下土壤pH、電導(dǎo)率和全鹽含量表現(xiàn)趨勢一致，pH呈現(xiàn)隨土層增加而增加的趨勢，電導(dǎo)率和全鹽含量則隨著土層增加而減小，3種指標(biāo)較試驗(yàn)前明顯降低，且差異顯著(P<0.05)。在0～30 cm土層，蓄水處理下土壤平均pH較排水處理降低0.64%，處理間差異不顯著。蓄水處理下20～30 cm 土層土壤電導(dǎo)率 較0～10 cm土層減少35.95 μS/cm，排水處理減少21.95 μS/cm；在0～30 cm土層，蓄水處理下平均電導(dǎo)率較排水處理降低2.46%。蓄水和排水處理較試驗(yàn)前顯著減低土壤全鹽含量，經(jīng)過3 a種植試驗(yàn)及鹽分控制，在0～30 cm土層，蓄水和排水處理平均全鹽含量分別為1.62和1.88 g/kg，且蓄水處理較排水降低鹽分含量效果顯著，處理間差異顯著(P<0.05)。綜合分析，蓄水處理較排水處理可整體改善土壤質(zhì)量，降低土壤鹽分及酸堿度綜合指標(biāo)，是較為適宜鹽堿地的治理模式；排水處理在一定程度也可降低土壤鹽堿程度，對(duì)比蓄水處理較差，且易發(fā)生土壤板結(jié)，不易為作物提供適宜的種床和生長環(huán)境。

表2 不同處理下土壤pH、電導(dǎo)率和全鹽量空間特征Tab.2 Discriptive characteristics of the soil pH、 eletrical conductivity and salt content

2.4 土壤養(yǎng)分空間特征分析

土壤養(yǎng)分是土壤中作物生長所必須的營養(yǎng)元素，也是評(píng)價(jià)土壤肥力的重要標(biāo)志之一[21]。通過蓄排水模式對(duì)鹽堿地治理，不僅有效改善土壤結(jié)構(gòu)、土壤鹽分含量，對(duì)土壤化學(xué)特征即土壤養(yǎng)分的影響也是較大的，較試驗(yàn)前可顯著改善土壤養(yǎng)分含量，滿足作物生長所需的肥力要求(見表3)。蓄水和排水處理對(duì)0～30 cm土層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀和速效磷含量影響見表3。在0～30 cm土層，蓄排水處理下各養(yǎng)分含量表現(xiàn)趨勢一致即隨著土層的增加而減小。蓄排水處理下0～10 cm土層有機(jī)質(zhì)含量較20～30 cm土層分別高2.03和2.63g/kg，全氮含量則分別高10.79%和8.93%，速效鉀含量分別高27.65%和19.84%，有效磷含量分別高46.52和42.95 mg/kg。在0～30 cm土層，蓄水處理下有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀和有效磷平均含量均優(yōu)于排水處理，分別高18.96%、4.76%、10.67%和9.35%，處理間差異顯著(P<0.05)。綜上所述，在蓄排水處理下土壤養(yǎng)分含量較試驗(yàn)前增加明顯，且均隨著土層深度增加而減少。蓄水處理對(duì)提高土壤養(yǎng)分含量較排水處理效果顯著，這主要是由于處理方式的不同而造成的，而排水處理灌溉和排鹽方式主要是采取大水漫灌，造成養(yǎng)分淋溶及流失嚴(yán)重，并且輔以秸稈還田后，蓄水處理土壤結(jié)構(gòu)較好，水分含量高，利于秸稈的分解及利用，而排水處理土壤板結(jié)嚴(yán)重，不利于秸稈分解。

表3 不同處理下0～30 cm土層土壤化學(xué)特征Tab.3 Discriptive characteristics of the soil nutrients of 0～30 cm soil depth

2.5 土壤穩(wěn)定性特征分析

土壤分形維數(shù)是反映土壤結(jié)構(gòu)幾何形狀的參數(shù)，土壤團(tuán)聚體粒徑分布的分形維數(shù)反映了土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性的影響趨勢，即團(tuán)聚體分形維數(shù)越小，土壤越具有良好的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性[22]。利用公式對(duì)團(tuán)聚體干篩和濕篩數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合計(jì)算，求得分形維數(shù)(D)值，不同處理0～30 cm土層內(nèi)剖面土壤團(tuán)聚體的分形維數(shù)見表4。在0～30 cm土層內(nèi)，干篩法各種處理的土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)隨著土層深度的增加而減小，且表現(xiàn)趨勢一致，土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)為1.65～2.15，且各處理間差異顯著(P<0.05)。蓄水處理在各土層土壤穩(wěn)定性較排水處理提高7.02%～11.80%，蓄水處理0～30 cm土層土壤平均穩(wěn)定性較排水提高9.1%。在0～30 cm土層內(nèi)，濕篩法各種處理的土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)與干篩法所得到的結(jié)果呈相反趨勢，即各處理均表現(xiàn)為隨著土層深度的增加而增加，土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)為2.93～2.98。

表4 不同處理方式下土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)Fig.3 Fractal dimension of soil aggregates under different models

2.6 土壤穩(wěn)定性與化學(xué)參數(shù)相關(guān)性分析

將試驗(yàn)測定的土壤理化指標(biāo)數(shù)據(jù)與土壤穩(wěn)定性即濕篩法下土壤分形維數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析(表5)，結(jié)果表明土壤穩(wěn)定性與土壤化學(xué)特征之間均存在良好的線性關(guān)系，且土體穩(wěn)定性對(duì)土壤化學(xué)特征的影響均達(dá)到顯著(P<0.05)。土壤容重與土壤分形維數(shù)之間存在正相關(guān)關(guān)系，土壤化學(xué)指標(biāo)與分形維數(shù)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤容重隨著分形維數(shù)的增加而增加，兩者間相關(guān)系數(shù)為R2=0.860 4，關(guān)系顯著。土壤穩(wěn)定性指標(biāo)分形維數(shù)越大，各土壤化學(xué)指標(biāo)即有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀和速效磷含量呈現(xiàn)減小趨勢，分形維數(shù)與土壤化學(xué)特征各指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.949 9、R2=0.847 2、R2=0.828 6和R2=0.800 6。土壤穩(wěn)定性對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響主要是不同處理措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的影響，比如增加土壤板結(jié)，水分含量等等，引起土壤容重和養(yǎng)分等的變化，造成土壤蓄水保墑的差異性，影響土壤質(zhì)量及作物出苗、水肥吸收，最終影響作物生長及產(chǎn)量。

表5 土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)與理化特征相關(guān)性分析Tab.5 Correlations between fractal dimension of soil aggregates and nutrients

3 討 論

3.1 對(duì)土壤容重的影響

土壤容重是評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)之一[23]?，F(xiàn)階段對(duì)于鹽堿地的研究主要集中于耐鹽品種的選擇、灌溉方式的選擇以及鹽堿地治理工程的設(shè)計(jì)等等，選用循環(huán)壓鹽以及在工程實(shí)施后可改變鹽分在垂直方向的空間布局，逐步向下壓鹽，但是對(duì)土壤物理特征的變化研究則鮮有報(bào)道[24-26]。蓄水處理較排水處理可有效降低土壤鹽分，有效抑制了土壤板結(jié)，維持土壤容重在適宜范圍。輔以秸稈還田處理，對(duì)改善土壤結(jié)構(gòu)有明顯作用。蓄水處理有效改善土壤容重，則顯著提高田間持水量及改善土壤孔隙分布，與秸稈還田結(jié)合，合理的固、氣、液的分布加速了秸稈的分解，一定程度改善了土壤結(jié)構(gòu)[27]。排水處理下灌溉方式加劇了土壤板結(jié)化及結(jié)構(gòu)的破壞，并且容易形成土壤徑流通道，加劇養(yǎng)分流失及降低水分利用效率。本研究發(fā)現(xiàn)，蓄水處理較排水處理顯著提高了土壤質(zhì)量。

3.2 對(duì)土壤蓄水保墑效果的影響

土壤中有效水分的利用及干旱時(shí)節(jié)對(duì)水分的保持是作物生長的關(guān)鍵因素[27]。本試驗(yàn)研究表明：蓄水條件下，在0～160 cm土層，土壤濕度明顯高于排水處理下，且土壤貯水量與土壤濕度呈現(xiàn)相同趨勢。在0～60 cm土層，土壤濕度和貯水量均呈現(xiàn)減小趨勢，在60～160 cm土層，兩者均呈現(xiàn)增加趨勢。土壤中水分的保持和增加則會(huì)阻礙土體板結(jié)的發(fā)生，有利于作物生長需求，這與杜新民[7]研究結(jié)果一致。

3.3 對(duì)土壤鹽分及養(yǎng)分的影響

鹽堿地洗鹽過程實(shí)質(zhì)就是土壤中溶質(zhì)遷移的物理過程，包括：對(duì)流、溶質(zhì)分子擴(kuò)散、機(jī)械彌散過程、土粒與土壤溶液界面處的離子交換吸附作用。傳統(tǒng)排水洗鹽則是強(qiáng)調(diào)單一的灌入淡水，促使土壤中各狀態(tài)下的鹽分離子溶解于水中，運(yùn)用沖洗及對(duì)流作用來減少鹽分[28]，生態(tài)蓄水洗鹽依據(jù)蓄水池水位，鹽分濃度持續(xù)變化，與水體和相鄰?fù)寥利}分達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，旨在對(duì)鹽堿土實(shí)現(xiàn)循環(huán)加速壓鹽。從客觀、自然條件分析，隨著降雨、灌溉退水、地下水位等的自然變化，蓄水溝水位時(shí)高時(shí)低，每年多次交替變化，當(dāng)蓄水溝水位高時(shí)水中鹽堿濃度低，水位低時(shí)濃度高，這樣從上到下，在水鹽交換過程中，逐步實(shí)現(xiàn)向下壓鹽，從而改變了土壤中鹽分的垂直分布，保證了土壤中耕作層鹽堿濃度減少，向良性發(fā)展，且不影響上層土壤，從而實(shí)現(xiàn)“不排而蓄”，和諧地治理鹽堿地，且減少了生物、化學(xué)和物理方法治理所帶來的人力、物力和財(cái)力的投入，更減少了對(duì)土壤水體的二次污染和危害，應(yīng)用前景廣闊[28,29]。2種處理較試驗(yàn)前顯著降低土壤pH和減少土壤鹽分含量，且在0～30 cm土層，蓄水處理對(duì)土壤鹽分的降低效果優(yōu)于排水處理。

土壤養(yǎng)分是土壤中作物生長所必須的營養(yǎng)元素，對(duì)于鹽堿地的治理不僅有效改善土壤結(jié)構(gòu)、土壤鹽分含量，對(duì)土壤化學(xué)特征即土壤養(yǎng)分的影響也是較大的，較試驗(yàn)前可顯著改善土壤養(yǎng)分含量，滿足作物生長所需的肥力要求。本研究表明生態(tài)蓄水模式提高土壤肥力效果優(yōu)于傳統(tǒng)排水處理，這與孫博[20]等研究結(jié)果一致。韓霽昌等[13]研究結(jié)果也表明蓄水后，土壤中有機(jī)質(zhì)含量逐漸增大，土壤質(zhì)量明顯提高。

3.4 對(duì)土壤穩(wěn)定性及其相關(guān)性差異的影響

土壤分形維數(shù)可有效反應(yīng)土壤穩(wěn)定性，在0～30 cm土層內(nèi)，干篩法各種處理的土壤團(tuán)聚體分形維數(shù)隨著土層深度的增加而減小，且表現(xiàn)趨勢一致，濕篩法則表現(xiàn)趨勢與干篩相反。蓄水處理在各土層土壤穩(wěn)定性較排水處理好，這主要是由于生態(tài)蓄水處理有效改善了土體結(jié)構(gòu)，水分的存在和保持有效地增加了土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性，且水分使秸稈分解加速有機(jī)質(zhì)的輸入，從而對(duì)改善結(jié)構(gòu)起到積極作用[30]。

土壤穩(wěn)定性的提高有利于增加土壤養(yǎng)分。綜合分析表明，土壤平均分形維數(shù)與容重之間存在正相關(guān)關(guān)系，且R2=0.860 4，差異顯著(P<0.05)。土壤平均分形維數(shù)與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀和速效磷平均含量之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)為0.80～0.95，差異顯著(P<0.05)，這與Six等[31]研究結(jié)果一致。

4 結(jié) 語

(1)生態(tài)蓄水和傳統(tǒng)排水處理可有效降低土壤容重，在0～30 cm土層，均隨土層增加而增加，且蓄水處理改善土壤容重和孔隙度效果優(yōu)于排水處理，降低幅度分別為1.3%～4.2%和1.5%～4.7%。

(2)同等水量下，在0～160 cm土層，蓄水處理和排水處理下土壤濕度和貯水量呈現(xiàn)趨勢一致，且蓄水和排水處理下土壤平均貯水量分別為65.36和63.72 mm，蓄水處理利于水分的保持。

(3)蓄排水處理較試驗(yàn)前有效減少土壤鹽分含量和提高土壤養(yǎng)分含量，且生態(tài)蓄水處理減低鹽分和提高養(yǎng)分含量效果均優(yōu)于排水處理。

(4)生態(tài)蓄水處理下土壤穩(wěn)定性高于傳統(tǒng)排水處理，且濕篩法下，0～30 cm土層土壤平均分形維數(shù)與土壤理化性質(zhì)具有良好的線性特征。

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