高分子化學(xué)地膜對(duì)鹽漬土壤物理性質(zhì)與水分蒸發(fā)效應(yīng)①

高昊辰，焦愛(ài)萍，陳 誠(chéng)，劉廣明，張鳳華，王秀萍

高分子化學(xué)地膜對(duì)鹽漬土壤物理性質(zhì)與水分蒸發(fā)效應(yīng)①

高昊辰1, 2，焦愛(ài)萍3，陳 誠(chéng)3，劉廣明1*，張鳳華4，王秀萍5

(1土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所)，南京 210008；2 安徽師范大學(xué)皖江學(xué)院，安徽蕪湖 241008；3黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南開(kāi)封 475003；4 石河子大學(xué)，新疆石河子 832003；5 河北省農(nóng)林科學(xué)院濱海農(nóng)業(yè)研究所，河北唐山 063200)

選擇聚丙烯酰胺(polyacrylamide，PAM)、殼聚糖(chitosan，CTS)、羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulo，HEC)等3種高分子化合物，以土壤表面噴灑高分子化合物溶液成膜的方式，研究了高分子化合物膜對(duì)鹽漬土壤基本物理性質(zhì)與水分蒸發(fā)的影響。結(jié)果表明：本研究選擇的3種高分子化合物能夠不同程度地降低土壤水分蒸發(fā)、提高土壤保水性能和顯著抑制土壤鹽分的表聚；利用主成分分析進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：PAM、CTS、HEC 分別在20、80、80 kg/hm2 用量下的土壤抑蒸控鹽效果最佳，鹽漬土表噴灑高分子化合物溶液成膜對(duì)鹽漬土壤改良利用具有確切的正效應(yīng)。

高分子化合物；鹽漬土壤；水分蒸發(fā)；鹽分調(diào)控

濱海鹽漬土壤廣泛分布于沿海灘涂區(qū)域，其生態(tài)開(kāi)發(fā)利用在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有極其重要的地位，隨著沿海人口密度的不斷增長(zhǎng)，如何高效利用作為重要后備土地資源的沿海灘涂已成為亟待解決的問(wèn)題[1-3]。而濱海鹽漬土壤因其pH大、鹽分含量高、結(jié)構(gòu)性能差、植物難以生長(zhǎng)等特點(diǎn)，往往難以開(kāi)發(fā)利用[4-7]?！胞}隨水來(lái)，鹽隨水去”，面對(duì)濱海鹽漬土壤開(kāi)發(fā)利用的難題，怎樣有效控制鹽漬土壤中的水分運(yùn)移，對(duì)于土壤的鹽分調(diào)控與土壤利用將發(fā)揮重要作用。目前對(duì)于土壤水分的調(diào)控除了傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物措施等，許多學(xué)者也嘗試將高分子化合物應(yīng)用于土壤的改良中[8-11]，以改善土壤的理化性能，例如有研究發(fā)現(xiàn)在棉田中使用羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulo，HEC)能有效降低0 ～ 40 cm土壤鹽分，對(duì)于降低土壤中水溶性K+、Na+、SO2– 4、Cl–作用明顯[12]；董傳遷等[13]研究發(fā)現(xiàn)殼聚糖分子鏈上含有大量的氨基和非離子型羥基等親水性基團(tuán)，使其具有良好成膜性，即使在鹽水環(huán)境下也具有一定的保水性能，總體來(lái)看這些高分子化合物的一些特性使其在鹽漬土壤改良的應(yīng)用上具有一定的潛力，同時(shí)其相對(duì)傳統(tǒng)的物理措施，如使用高分子化合物進(jìn)行改良則有著低成本、易操作等優(yōu)勢(shì)，在綜合改良過(guò)程可以?xún)?yōu)勢(shì)互補(bǔ)，這對(duì)于豐富鹽漬土壤的改良手段、優(yōu)化已有改良方法的效果有著重要意義[14-16]。但目前國(guó)內(nèi)將高分子化合物應(yīng)用于濱海鹽漬土壤改良的研究相對(duì)較少，因此本研究以濱海鹽漬土壤為研究對(duì)象，通過(guò)在土壤表面噴灑高分子化合物溶液，對(duì)其水分運(yùn)移情況進(jìn)行探索，分析其土壤理化性質(zhì)的改變，為高分子化合物改良濱海鹽漬土壤提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料與土壤

試驗(yàn)所用高分子化合物為：聚丙烯酰胺(polyacrylamide，PAM)、殼聚糖(chitosan，CTS)、羥乙基纖維素(hydroxyethyl cellulo，HEC)，其中PAM為陰離子型，分子量為 800 萬(wàn)，CTS為陽(yáng)離子型，分子量為30 萬(wàn)，HEC為非離子型水溶性聚合物，分子量為 37 萬(wàn)；試驗(yàn)所用CTS溶液由 1% 醋酸溶解配制而成，PAM和HEC溶液均由去離子水配制而成，由于不同高分子化合物溶液在同濃度下黏度差異較大，為便于噴灑試驗(yàn)，所用高分子化合物溶液濃度為PAM 0.2 g/L、CTS 10 g/L、HEC 5 g/L；3 種高分子化合物溶液的制備過(guò)程類(lèi)似，具體制備過(guò)程：首先在溶解槽內(nèi)倒入目標(biāo)制備量35% 的溶劑，隨后開(kāi)始攪拌并緩慢定量加入高分子化合物粉末(避免在水中相互黏結(jié)、成團(tuán))，在加入高分子化合物粉末的同時(shí)加入溶劑，直到達(dá)到目標(biāo)制備量，隨后繼續(xù)攪拌至溶液均勻透明、無(wú)肉眼可見(jiàn)團(tuán)塊，即完成制備。供試土壤采集時(shí)土壤表面可見(jiàn)白色鹽分結(jié)晶，長(zhǎng)有鹽蒿、沙蓬等植被，其基本理化性質(zhì)見(jiàn)表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 高分子化合物對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響 試驗(yàn)通過(guò)土壤培養(yǎng)的方式研究不同高分子化合物對(duì)于土壤理化性質(zhì)的影響。試驗(yàn)為雙因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)選用PAM、CTS、HEC 3種高分子化合物，每種高分子化合物溶液設(shè)置5個(gè)不同用量的水平(同種高分子化合物溶液不同用量的水平，均使用相同濃度的溶液)，包含一個(gè)對(duì)照(不噴灑高分子化合物溶液)共16個(gè)處理，每個(gè)處理重復(fù)3次，具體見(jiàn)表2。

表1 供試土壤的主要理化性質(zhì)

表2 土壤培養(yǎng)試驗(yàn)處理設(shè)計(jì)

注：高分子化合物溶液濃度為PAM 0.2 g/L、CTS 10 g/L、HEC 5 g/L。

試驗(yàn)在人工溫室中進(jìn)行，使用20 cm × 10 cm × 6 cm的塑料盒作為培養(yǎng)容器，試驗(yàn)的實(shí)施方法為：將供試土壤風(fēng)干、磨碎、過(guò)2 mm篩，以1.36 g/cm3的容重進(jìn)行裝填，每個(gè)容器裝填1.36 kg土壤，裝填完畢后，根據(jù)各處理高分子化合物的類(lèi)型與用量(依照表2)在土壤表層噴灑高分子化合物。噴灑完畢后自然放置60 d，放置過(guò)程中每隔10 d在土壤表面噴灑200 ml去離子水，共噴灑5次。

1.2.2 高分子化合物溶液對(duì)土壤蒸發(fā)的影響 試驗(yàn)為土柱模擬試驗(yàn)，采用雙因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)處理、供試材料和土壤與試驗(yàn)1相同，所用土柱為高35 cm、外徑10.5 cm、壁厚0.5 cm的有機(jī)玻璃柱，將底部出水口封閉，使液體無(wú)法滲出土柱。試驗(yàn)所用供試土壤經(jīng)自然風(fēng)干、磨碎后過(guò)2 mm篩，然后分層裝入土柱，裝填容重為1.49 g/cm3，裝填過(guò)程中每5 cm壓實(shí)一次并拉毛表面，土柱內(nèi)土體總高度為25 cm。裝填完畢后，每根土柱均灌入2 g/L微咸水900 ml，微咸水為NaCl:Na2SO4=1:1溶液，當(dāng)所有溶液完全滲入土壤后用保鮮膜封住有機(jī)玻璃柱柱口，等待48 h，待土壤中水分再分布后揭開(kāi)保鮮膜，依據(jù)表2中各處理的高分子化合物類(lèi)型與用量，在土柱土壤表層噴灑高分子化合物溶液，隨后自然蒸發(fā)23 d。

1.3 樣品的采集與分析

試驗(yàn)一在培養(yǎng)結(jié)束后，先用環(huán)刀進(jìn)行取樣，測(cè)定其孔隙度、飽和導(dǎo)水率。隨后將培養(yǎng)容器中剩余的土壤全部收集，風(fēng)干、磨碎后過(guò)1 mm篩，用于測(cè)定pH、EC、土壤水溶性鹽分含量等指標(biāo)。試驗(yàn)二在蒸發(fā)過(guò)程中，于每天上午10:00使用稱(chēng)重法測(cè)定前一日的日蒸發(fā)量。在蒸發(fā)試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)土柱進(jìn)行分層取樣(每5 cm一層)并測(cè)定土壤含水率，采集的土壤樣品進(jìn)行風(fēng)干，磨碎，過(guò)1 mm篩，測(cè)其pH、EC、土壤水溶性鹽分。試驗(yàn)中pH采用水土比5︰1(︰)浸提電位法測(cè)定；EC采用水土比5︰1(︰)浸提電極法測(cè)定；全鹽量采用質(zhì)量法測(cè)定；孔隙度采用換刀法測(cè)定；飽和導(dǎo)水率采用雙環(huán)刀法測(cè)定。以上測(cè)定方法參照LY/T 1215—1999《森林土壤水分–物理性質(zhì)的測(cè)定》[17]、LY/T 1218—1999《森林土壤滲濾率的測(cè)定》[18]、《土壤農(nóng)化分析》[19]、《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[20]。

2 結(jié)果與討論

2.1 噴灑不同高分子化合物溶液成膜對(duì)土壤物理性質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)土壤EC與pH的影響 圖1為不同高分子化合物對(duì)土壤電導(dǎo)率的影響。由圖可知，在噴灑過(guò)高分子化合物后，各處理的電導(dǎo)率與對(duì)照均無(wú)顯著差異。在使用PAM的處理中，電導(dǎo)率隨著高分子化合物用量的增加而逐漸增大，各處理的電導(dǎo)率較對(duì)照提高了0.94% ～ 3.12%；在使用CTS的處理中，電導(dǎo)率的變化規(guī)律與PAM相類(lèi)似，K1、K2、K3處理的電導(dǎo)率相較對(duì)照降低了1.81% ～ 3.16%，而K4、K5處理則分別較對(duì)照提高了0.53% 與2.75%；在使用HEC的處理中，各處理的電導(dǎo)率變化無(wú)明顯規(guī)律，分別較對(duì)照降低了1.27% ～ 3.12%。從結(jié)果來(lái)看，PAM雖然為陰離子型，其能夠與土壤中的二價(jià)離子(例如Ca2+)形成離子橋，即PAM-Ca2+[21]，進(jìn)而使得土壤中陽(yáng)離子減少，但由于不同土壤中離子組成的差異，在以Na+、K+為主要陽(yáng)離子的濱海鹽漬土壤中，PAM對(duì)于降低土壤電導(dǎo)率的作用不明顯；CTS由于為陽(yáng)離子型，在酸性溶液中易成鹽，因而隨著用量的增加可能會(huì)導(dǎo)致土壤電導(dǎo)率有所增加；而HEC作為一種非離子型的水溶性纖維素醚，對(duì)于土壤中的離子無(wú)吸附能力?？傮w來(lái)看這3種高分子化合物本身并不會(huì)導(dǎo)致土壤電導(dǎo)率的巨大改變，其發(fā)揮的作用更多的可能是通過(guò)改變土壤水分運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響土壤鹽分含量。

圖2為不同高分子化合物對(duì)土壤pH的影響。由圖可知，各處理中P1最高為8.50，K5最低為7.93。在使用PAM的處理中，P1、P2的pH較對(duì)照分別升高了0.83% 與0.59%，但差異不顯著，其余處理則降低了0.83% ～ 1.67%，其中P3、P5顯著低于對(duì)照；在使用CTS的處理中，其pH隨著CTS用量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，其中K4、K5同對(duì)照差異顯著，分別減低了3.44% 與5.93%，而其余處理與對(duì)照無(wú)顯著差異；在使用HEC的處理中，其pH變化規(guī)律與CTS相類(lèi)似，其中H1、H2、H5與對(duì)照差異顯著，降低了1.30% ～ 4.03%，而H3、H4較對(duì)照略有提高，但差異不顯著。

2.1.2 對(duì)土壤孔隙度的影響 圖3為不同高分子化合物對(duì)土壤孔隙度的影響。由圖可知，在使用PAM的處理中，除P1、P2的總孔隙度、毛管孔隙度低于對(duì)照外，其余處理的總孔隙度、毛管孔隙與非毛管孔隙度均高于對(duì)照；總孔隙度與非毛管孔隙度均隨著PAM用量的增加，呈先增加后降低的趨勢(shì)，而毛管孔隙度隨著PAM用量的增加逐漸增加；P4處理的總孔隙度(47.51%)與非毛管孔隙度(21.72%)最大，而P5的毛管孔隙度最大，為25.91%。在使用CTS的處理中，土壤的總孔隙度、毛管孔隙與非毛管孔隙均隨著CTS用量的增加，先增加后降低，但均高于對(duì)照；其中K3的總孔隙度、毛管孔隙度與非毛管孔隙度均為最大，較對(duì)照分別增加了9.84%、4.95% 與16.37%。在使用HEC的處理中，其總孔隙度與毛管孔隙度的變化規(guī)律與使用PAM相類(lèi)似，其中H3的總孔隙度與毛管孔隙度均為最大，分別為49.16% 與26.87%，較對(duì)照增加了11.50% 與17.95%；H5的非毛管孔隙度最大，為22.37%，較對(duì)照增加了18.38%。由于3種高分子化合物都具有不同程度絮凝作用，有利于土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體的形成，進(jìn)而增加土壤孔隙度與毛管孔隙度[22-24]。總體來(lái)看，除P1、P2外其余各處理的總孔隙度均較對(duì)照有顯著提升，3種高分子化合物在不同用量下對(duì)于土壤孔隙的提升均有一定的作用，就效果而言HEC>CTS>PAM，其中H3的效果最優(yōu)。

2.1.3 對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響 圖4為10 ℃ 下不同高分子化合物作用下的土壤飽和導(dǎo)水率。由圖可知，在使用PAM的處理中，土壤飽和導(dǎo)水率隨著PAM用量的增加，先增加后降低，P2達(dá)到最大值(0.39 mm/min)，較對(duì)照增加了12.05%，且差異顯著。在使用CTS的處理中，土壤飽和導(dǎo)水率隨著CTS用量的增加，先降低后增加，但各處理與對(duì)照差異均不顯著；其中K2、K3較對(duì)照有所降低，K3達(dá)到最低值為0.31 mm/min，其余處理均高于對(duì)照。在使用HEC的處理中，土壤飽和導(dǎo)水率的變化趨勢(shì)與CTS相類(lèi)似，但總體高于CTS的各處理；且各處理的飽和導(dǎo)水率均高于對(duì)照，較對(duì)照增加0.03% ～ 17.17%，其中H1最大，為0.40 mm/min。由試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，高分子化合物對(duì)于土壤飽和導(dǎo)水率的影響與其用量有較大關(guān)系，PAM的使用中，僅在5 kg/hm2的用量時(shí)飽和導(dǎo)水率較對(duì)照有所增加，其余用量時(shí)均低于對(duì)照，且隨著用量的增加土壤的飽和導(dǎo)水率會(huì)不斷降低；而CTS與PAM，在用量低于40 kg/hm2時(shí)土壤飽和導(dǎo)水率會(huì)逐漸降低，但用量高于40 kg/hm2后土壤的飽和導(dǎo)水率則隨著用量的增加而逐漸升高。從目前已有研究來(lái)看，PAM等高分子化合物能夠增加水的黏滯度，當(dāng)其用量大于一定臨界值后，其對(duì)于土壤孔隙的填充將增大水流的入滲阻力，并形成局部致密層，進(jìn)而影響土壤飽和導(dǎo)水率，從而出現(xiàn)高用量下土壤的飽和導(dǎo)水率降低的情況[25-27]。

2.2 噴灑不同高分子化合物溶液成膜對(duì)土壤水分蒸發(fā)的影響

圖5為各處理的土壤日蒸發(fā)量與累積蒸發(fā)量。由圖可知，在整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中不同處理的日蒸發(fā)量隨著時(shí)間的推移均呈現(xiàn)出遞減的趨勢(shì)，在蒸發(fā)前期由于土壤含水率較大各處理間日蒸發(fā)量差異不明顯，并且出現(xiàn)了部分處理的日蒸發(fā)量高于對(duì)照，這可能是PAM、CTS、HEC的噴施造成表層土壤的含水率高于對(duì)照，因而促使蒸發(fā)量變大。但在蒸發(fā)后期，當(dāng)表層土壤的水分大量蒸發(fā)后，需要更深層土壤水分補(bǔ)給時(shí)，各處理的抑制蒸發(fā)效果開(kāi)始顯現(xiàn)。

PAM處理下，當(dāng)蒸發(fā)進(jìn)行到第10天后各用量水平下的日蒸發(fā)量均低于對(duì)照(圖5A)。從整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程的累積蒸發(fā)量來(lái)看(圖5B)，除P1處理外，其余處理的累積蒸發(fā)量在11 d后均低于對(duì)照，而P1處理的累積蒸發(fā)量在第19天后才低于對(duì)照。在經(jīng)過(guò)23 d蒸發(fā)后，P4的累積蒸發(fā)最低，為46.5 mm；P1最高，為55.9 mm；各處理累積蒸發(fā)大小為CK>P1>P2> P3>P5>P4，相較于對(duì)照各處理累積蒸發(fā)量降低了2.8% ～ 20.4%。

CTS處理與HEC處理下的土壤的日蒸發(fā)量(圖5C、5E)與累積蒸發(fā)量(圖5D、5F)變化趨勢(shì)與PAM處理相類(lèi)似，在蒸發(fā)前期各處理的日蒸發(fā)量差異較小，各處理的累積蒸發(fā)量曲線重合度較高，部分處理與對(duì)照的日蒸發(fā)量曲線產(chǎn)生了多次交叉。其中使用CTS的各處理在第10天后，日蒸發(fā)量均低于對(duì)照；通過(guò)23 d自然蒸發(fā)，K5的累積蒸發(fā)量最低，為51.0 mm，K1最高為54.3 mm；各處理的累積蒸發(fā)量均低于對(duì)照(57.6mm)，整個(gè)蒸發(fā)過(guò)程中各處理的累積蒸發(fā)量為CK>K1>K2>K4>K3>K5，相較于對(duì)照各處理累積蒸發(fā)量降低了5.6% ～ 11.4%。而HEC處理下，H5的累積蒸發(fā)量最低，為48.0 mm，H1最高，為54.6 mm，各處理累積蒸發(fā)量為CK>H1>H2>H3>H4>H5，相較于對(duì)照各處理累積蒸發(fā)量降低了5.2% ～ 16.6%?？傮w來(lái)看CTS與HEC在不同用量下均有一定的蒸發(fā)抑制效果，但高用量下的抑蒸效果弱于PAM。

2.3 噴灑不同高分子化合物溶液成膜對(duì)土壤鹽分分布的影響

土壤中鹽分分布與其水分運(yùn)移情況關(guān)系密切，而高分子化合物的表面噴灑對(duì)抑制土壤的水分蒸發(fā)具有一定的效果，因此其對(duì)于水分運(yùn)移的影響必然會(huì)反映到土體中的鹽分分布上。圖6為3種高分子化合物處理蒸發(fā)完成后各土層的鹽分含量。由圖可知，使用了高分子化合物的各處理在0 ～ 5 cm土層的鹽分含量均低于CK，PAM處理為7.38 ～ 14.62 g/kg、CTS處理為9.22 ～ 14.38 g/kg、HEC處理為9.81 ～ 13.41 g/kg，其中P4處理表層土壤鹽分最低為7.38 g/kg，相較CK降低了55.1%。各處理5 ～ 10 cm土層的鹽分為所有土層中最低，除P2、P4、P5的鹽分含量顯著低于CK外，其余各處理的鹽分含量與CK相接近，差異不顯著。由于抑制了鹽分向土表集聚，10 ～ 25 cm土層中各處理的鹽分均隨著土層深度的增加呈現(xiàn)出了上升趨勢(shì)。

總體來(lái)看，3種高分子化合物溶液噴施在土壤表面對(duì)于抑制土體鹽分的向上運(yùn)移均有一定作用。依據(jù)0 ～ 10 cm土層鹽分含量，各處理的抑鹽效果為：P4>P5>K4>H5>P5>H4>H2>K1>P3>H1>P2>K3>K2>H3>P1。

2.4 基于主成分分析的抑蒸、控鹽效果評(píng)價(jià)

依據(jù)高分子化合物對(duì)土壤理化性質(zhì)的改變與水鹽分布影響，對(duì)土壤pH、EC、容重、毛管孔隙度、累積蒸發(fā)量，0 ～ 5 cm、5 ～ 10 cm土層含鹽量和含水率進(jìn)行主成分分析(principal component analysis，PCA)，對(duì)各種類(lèi)高分子化合物及其不同的用量水平的改良效應(yīng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)逆指標(biāo)使用倒數(shù)法轉(zhuǎn)換為正指標(biāo)，并采用Z-sorce法對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)化。通過(guò)數(shù)據(jù)提取，并根據(jù)提取出的主成分因子，利用回歸估計(jì)法計(jì)算主成分因子得分。

各處理的主成分得分情況見(jiàn)表3。由總得分和排名可知，使用高分子化合物的各處理改良效果均優(yōu)于CK。使用PAM的處理中，P4效果最佳，CTS處理中K5效果最佳，HEC處理中H5效果最佳?？傮w來(lái)看，綜合改良效果最佳的5種處理為：P4、K5、H5、P5、K4，均為高用量的處理。

表3 主成分因子綜合得分和排名

3 結(jié)論

1)PAM、CTS、HEC這3種高分子化合物能夠提高土壤孔隙度，影響土壤飽和導(dǎo)水率，但同時(shí)這3種高分子化合物本身不會(huì)對(duì)土壤可溶性鹽的含量產(chǎn)生顯著影響，其對(duì)于土壤鹽分含量的影響更多的是通過(guò)改變土壤中的水分運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而間接影響土壤中鹽分的運(yùn)移與分布。

2)噴灑高分子化合物溶液成膜能夠抑制土壤水分蒸發(fā)、提高土壤保水性能，PAM各用量下的土壤水分蒸發(fā)量較CK降低了2.8% ～ 20.4%；CTS與HEC，均隨著用量的增加，土壤水分蒸發(fā)量逐漸降低，其不同用量下的土壤水分蒸發(fā)量分別較CK降低了5.6% ～ 11.4% 和5.2% ～ 16.6%。

3)針對(duì)土壤孔隙度、土壤水分蒸發(fā)量、表層土壤抑鹽等綜合改良效應(yīng)來(lái)看，PAM、CTS、HEC分別在用量為20、80、80 kg/hm2時(shí)效果最佳。

[1] 張長(zhǎng)寬, 陳君, 林康, 等.江蘇沿海灘涂圍墾空間布局研究[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 39(2): 206–212.

[2] 王會(huì), 陳建成, 江磊, 等.“綠水青山就是金山銀山”的經(jīng)濟(jì)含義與實(shí)踐模式探析[J].林業(yè)經(jīng)濟(jì), 2018, 40(1): 3–8.

[3] 李金彪, 陳金林, 劉廣明, 等.濱海鹽堿地綠化理論技術(shù)研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào), 2014, 45(1): 246–251.

[4] 徐恒剛.中國(guó)鹽生植被及鹽漬化生態(tài)治理[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社, 2004.

[5] 邵孝侯, 劉才良, 俞雙恩, 等.暗管排水對(duì)濱海新墾區(qū)土壤鹽分動(dòng)態(tài)的影響及脫鹽效果[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào), 1995, 23(2): 88-93.

[6] 王遵親.中國(guó)鹽漬土[M].北京: 科學(xué)出版社, 1993.

[7] 高珊, 楊勁松, 姚榮江, 等.改良措施對(duì)蘇北鹽漬土鹽堿障礙和作物磷素吸收的調(diào)控[J].土壤學(xué)報(bào), 2020, 57(5): 1219–1229.

[8] Su D Y, Fan G S.The effect of gypsum on high saline soil's infiltration capability and soil improvement[J].Advanced Materials Research, 2011, 183/184/185: 61–64.

[9] Ziaie-Moayed R, Samimifar M, Kamalzare M.Improvement of shear strength characteristics of saline soil using cement and polymer[J].International Journal of Geotechnical Engineering, 2011, 5(3): 307–314.

[10] Ghafoor A, Murtaza G, Rehman M Z, et al.Reclamation and salt leaching efficiency for tile drained saline-sodic soil using marginal quality water for irrigating rice and wheat crops[J].Land Degradation & Development, 2012, 23(1): 1–9.

[11] 張健, 魏占民, 韓冬, 等.聚丙烯酰胺對(duì)鹽漬化土壤水分垂直入滲特性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào), 2015, 29(3): 256–261.

[12] 安夢(mèng)潔, 譚蘭蘭, 王開(kāi)勇, 等.高分子化合物降低鹽漬化土壤鹽基離子效應(yīng)研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2018, 31(4): 802–807.

[13] 董傳遷, 尹程程, 魏珉, 等.控釋肥、保水劑和殼聚糖對(duì)甜椒穴盤(pán)育苗的交互效應(yīng)研究[J].山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 46(6): 801–807.

[14] 張妙, 李秧秧, 白崗栓.生物炭和PAM共施對(duì)黃綿土水分入滲和蒸發(fā)的影響[J].水土保持研究, 2018, 25(5): 124–130.

[15] 于健, 雷廷武, Isaac Shainberg, 等.PAM特性對(duì)砂壤土入滲及土壤侵蝕的影響[J].土壤學(xué)報(bào), 2011, 48(1): 21–27.

[16] 張春強(qiáng), 馮浩.PAM和尿素混施對(duì)土壤入滲特性的影響[J].水土保持學(xué)報(bào), 2013, 27(4): 109–113,135.

[17] 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所森林土壤研究室.森林土壤水分–物理性質(zhì)的測(cè)定: LY/T 1215—1999[S].北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1999.

[18] 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所森林土壤研究室.森林土壤滲濾率的測(cè)定: LY/T 1218—1999[S].北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1999.

[19] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].3版.北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社, 2000: 21–188.

[20] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社, 2000.

[21] Laird D A.Bonding between polyacrylamide and clay mineral surfaces[J].Soil Science, 1997, 162(11): 826– 832.

[22] 張婉璐, 魏占民, 徐睿智, 等.PAM對(duì)河套灌區(qū)鹽漬土物理性狀及水分蒸發(fā)影響的初步研究[J].水土保持學(xué)報(bào), 2012, 26(3): 227–231,237.

[23] 員學(xué)鋒, 汪有科, 吳普特, 等.PAM對(duì)土壤物理性狀影響的試驗(yàn)研究及機(jī)理分析[J].水土保持學(xué)報(bào), 2005, 19(2): 37–40.

[24] 張雪辰, 陳誠(chéng), 蘇里坦, 等.聚丙烯酰胺改良鹽漬土壤的適宜用量研究[J].土壤, 2017, 49(6): 1216–1220.

[25] 劉紀(jì)根, 雷廷武, 蔡強(qiáng)國(guó).施加聚丙烯酰胺后坡長(zhǎng)對(duì)侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程的影響[J].水利學(xué)報(bào), 2004, 35(1): 57–61.

[26] 韓鳳朋, 鄭紀(jì)勇, 李占斌, 等.PAM對(duì)土壤物理性狀以及水分分布的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2010, 26(4): 70–74.

[27] 馬鑫, 魏占民, 張凱, 等.低分子量聚丙烯酰胺對(duì)鹽漬化土壤水動(dòng)力參數(shù)的影響[J].土壤, 2014, 46(3): 518–525.

Effects of Polymer Compound Film on Physical Properties and Water Evaporation in Saline Soil

GAO Haochen1,2, JIAO Aiping3, CHEN Cheng3, LIU Guangming1*, ZHANG Fenghua4, WANG Xiuping5

(1 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture, Institute of Soil Science, Chinese Academy of Sciences, Nanjing 210008, China; 2 Wanjiang College of Anhui Normal University, Wuhu, Anhui 241008, China; 3 Yellow River Conservancy Technical Institute, Kaifeng, Henan 475003, China; 4 Shihezi University, Shihezi, Xinjiang 832003, China; 5 Institute of Coast Agriculture, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Tangshan, Hebei 063200, China)

In this study focusing on 3 high polymers, i.e.polyacrylamide (PAM), chitosan (CTS) and hydroxyethyl cellulo (HEC), the effect of polymer compound film (formed by spraying polymer compound solution onto soil surface) on the basic physical property and evaporation of water in saline soil was studied.The results indicated that: the above 3 high polymer compounds reduced water evaporation in soil to different extents, improved soil water retention, and significantly inhibited salt accumulation in topsoil.According to principal component analysis, the dosage of PAM 20 kg/hm2, CTS 80 kg/hm2 and HEC 80 kg/hm2 led to the best evaporation and salt control in soil.Therefore, membrane formed by spraying polymer compound solution onto the surface of salt-affected soil truly can play a positive role in salt-affected soil improvement and utilization.

Macromolecular compounds; Saline soil; Water evaporation; Salinity control

S156.4

A

10.13758/j.cnki.tr.2021.05.022

高昊辰, 焦愛(ài)萍, 陳誠(chéng), 等.高分子化學(xué)地膜對(duì)鹽漬土壤物理性質(zhì)與水分蒸發(fā)效應(yīng).土壤, 2021, 53(5): 1057–1063.

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1806215)、新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2019AB038)、江蘇省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(BE2018759)和開(kāi)封市科技計(jì)劃項(xiàng)目(1702012)資助。

通訊作者(gmliu@issas.ac.cn)

高昊辰(1994—)，男，安徽蕪湖人，碩士，助教，主要從事鹽漬土壤改良與高效利用方面的研究。E-mail: ghcnfu@foxmail.com