田 宇，陳環(huán)宇，郭 凱?，李勁松，李偉柳，封曉輝，李 靜，劉小京

（1.中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所農(nóng)業(yè)資源研究中心/中國(guó)科學(xué)院農(nóng)業(yè)水資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/河北省土壤生態(tài)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，石家莊050021；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049）

環(huán)渤海地區(qū)是我國(guó)濱海鹽土主要分布區(qū)域[1]，土壤鹽堿化、地下水位淺且礦化度高、土地利用率低和生態(tài)環(huán)境差是該地區(qū)面臨的主要問(wèn)題[2]。由于淡水資源不足，嚴(yán)重限制了該地區(qū)土地利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境建設(shè)[3]，而豐富的地下咸水資源的利用日益重要[4]。咸水利用和土壤水鹽調(diào)控一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，針對(duì)咸水利用方式和技術(shù)等方面開(kāi)展了大量的研究，通過(guò)咸水直灌[5]，咸淡水輪灌[6]，咸淡水交替灌[7-8]等灌溉方式，結(jié)合噴灌、滴灌、漫灌、畦灌[9-11]等灌溉技術(shù)，在節(jié)約淡水的前提下，盡量減少對(duì)土壤的不利影響，創(chuàng)建適宜的根層土壤水鹽條件，以實(shí)現(xiàn)作物和植物的正常生長(zhǎng)。

咸水利用下，咸水和土壤膠體中離子間的交換吸附作用影響水分入滲特性，因此咸水水質(zhì)顯著影響了水分入滲過(guò)程[12]。大量研究表明：相對(duì)于淡水，咸水可顯著促進(jìn)水分入滲，同時(shí)，咸水入滲過(guò)程中土壤鹽分的淋洗和累積交替進(jìn)行，咸水礦化度越高，鹽分在土壤中的累積也越多，進(jìn)而導(dǎo)致土壤次生鹽漬化[13-14]。有研究指出利用低于3 g·L–1微咸水進(jìn)行灌溉比較適宜，且不會(huì)造成土壤積鹽[15]。而如果咸水礦化度過(guò)大，則會(huì)造成土壤鹽分累積，仍然需要部分淡水進(jìn)行淋洗。目前，咸淡水交替灌溉是咸水利用的有效方式，其中咸水入滲可顯著改善土壤結(jié)構(gòu)，促進(jìn)后續(xù)淡水的入滲淋鹽[16]。朱瑾瑾等[17]研究表明：利用9 g·L–1的咸水和淡水輪流入滲可實(shí)現(xiàn)土壤鹽分有效淋洗，能夠達(dá)到與相同水量淡水入滲相同的淋鹽效果；Lin等[18]通過(guò)春季咸水直接灌溉，結(jié)合夏季降雨，可實(shí)現(xiàn)土壤鹽分淋洗。

近年來(lái)，筆者所在團(tuán)隊(duì)根據(jù)環(huán)渤海地區(qū)氣候條件、土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律和植物階段性耐鹽特征，依據(jù)咸水結(jié)冰融化咸淡水分離原理，發(fā)明了咸水結(jié)冰灌溉改良濱海重鹽堿地技術(shù)[19-20]，即利用當(dāng)?shù)馗叩V化度咸水，在冬季進(jìn)行灌溉，灌溉咸水在冬季低溫作用下在地表凍結(jié)成咸水冰；春季咸水冰融化入滲過(guò)程中，先融化的高濃度咸水先入滲，后融化的低濃度咸水和淡水的入滲可實(shí)現(xiàn)土壤鹽分有效淋洗。前期室內(nèi)土柱模擬試驗(yàn)和田間試驗(yàn)結(jié)果均表明，咸水冰融化入滲可達(dá)到較淡水冰融化入滲更好的淋鹽效果[21-22]。由于咸水冰的融化是水質(zhì)水量連續(xù)變化的過(guò)程[23-24]，利用以上融水入滲必然會(huì)導(dǎo)致其在土壤中的入滲特性的變化。目前，尚沒(méi)有關(guān)于不同礦化度和不同水量咸水連續(xù)入滲濱海鹽土的過(guò)程和入滲后水鹽分布的研究。

因此，本研究擬通過(guò)室內(nèi)土柱模擬試驗(yàn)，依據(jù)咸水冰融化過(guò)程中融水水質(zhì)和水量的變化規(guī)律，開(kāi)展不同梯次咸水入滲濱海鹽土過(guò)程及土壤水鹽運(yùn)移規(guī)律方面的研究，以期為咸水冰融水入滲過(guò)程中不同階段的入滲特性和水鹽分布規(guī)律提供依據(jù)，同時(shí)探討咸水梯次灌溉改良濱海鹽堿地的效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試土樣為取自河北省海興縣小山鄉(xiāng)的濱海鹽土，按中國(guó)土壤分類(lèi)為鹽堿土，經(jīng)測(cè)定其中粉粒，砂粒和黏粒分別占82.44%，1.88%和15.68%。根據(jù)國(guó)際制土壤質(zhì)地分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為粉砂質(zhì)黏壤土。土壤經(jīng)風(fēng)干，碾壓，過(guò)篩（孔徑1 mm）均勻混合制成室內(nèi)土柱試驗(yàn)土樣。經(jīng)測(cè)定風(fēng)干土壤的含水量為2.42%，含鹽量為36.40 g·kg–1。試驗(yàn)用咸水以當(dāng)?shù)睾｛}和蒸餾水配制而成，咸水礦化度和離子組成按所取的咸水水質(zhì)，由MgCl2和CaSO4調(diào)配。供試土樣和咸水的離子成分見(jiàn)表1。

表1 供試土樣和咸水的離子組成Table 1 Ions contents of the tested water and soil

1.2 試驗(yàn)裝置

室內(nèi)設(shè)置土柱模擬試驗(yàn)，分析咸水梯次入滲濱海鹽土過(guò)程和水鹽分布情況。土柱采用有機(jī)玻璃材料制成，內(nèi)徑為9 cm，高為105 cm，底部封底，并在底部側(cè)方開(kāi)有直徑為5 mm的排水口，在距頂端10 cm以下，每隔5 cm在土柱兩側(cè)開(kāi)直徑為2 cm的取樣孔，土柱填裝和水分入滲過(guò)程中，用橡膠塞堵住以防漏水；按照容重為1.42 g·cm–3（取土當(dāng)?shù)乇韺油寥廊葜兀┟?0 cm一層填裝土柱；土柱填裝完成后，采用內(nèi)徑7 cm，高50 cm的馬氏瓶供水，定水頭入滲濱海鹽土；土柱和馬氏瓶側(cè)面均貼有帶刻度的塑料透明膠帶，入滲過(guò)程中，定時(shí)記錄濕潤(rùn)鋒距離、馬氏瓶水位的變化，以分析入滲特性；入滲完成后，在取樣口進(jìn)行土壤取樣，分析不同咸水入滲后土壤水鹽分布狀況。

1.3 試驗(yàn)過(guò)程與處理

本研究設(shè)置了三個(gè)不同咸水入滲處理，包括咸水梯次入滲（GSI）、咸水單一入滲（DSI）和咸水冰融化入滲（MSI），對(duì)照為淡水入滲（CK）。其中咸水礦化度為15 g·L–1，入滲水量為314.3 mm。GSI處理根據(jù)咸水冰融化過(guò)程中融水水質(zhì)和水量的變化設(shè)置了不同咸水梯次，具體方法為室內(nèi)采用礦化度為15g·L–1、體積為 1 L 的咸水置于冷凍箱內(nèi)，在–18℃～–24℃下結(jié)冰，后將其置于室溫（15 ℃），使其自然融化，每隔1h收集一次融水，并測(cè)定其融水體積和礦化度，依據(jù)融水礦化度和融水體積的變化，設(shè)置GSI處理中不同咸水梯次。如圖1所示，融水的累積體積隨礦化度的升高而后呈指數(shù)下降，直至融化出淡水。依據(jù)融水累積體積和根據(jù)以上變化設(shè)置了4個(gè)礦化度和水量的咸水梯次包括梯次1（S1）：礦化度為 81 g·L–1，水量為 25 mm；梯次 2（S2）：礦化度為 19 g·L–1，水量為 125.8 mm；梯次 3（S3）：礦化度為 3 g·L–1，水量為 94.3 mm；梯次 4（S4）：淡水，水量為69.2 mm。利用上述梯次水質(zhì)和水量的咸水，以馬氏瓶供水（定水頭 2cm）依次入滲濱海鹽土，待上一梯次咸水完全入滲后，立即改換下一梯次咸水，直至所有梯次咸水入滲完成；MSI處理，把配置好的咸水置于冷凍箱內(nèi)（–18℃～–24℃），使其冷凍成咸水冰，后將制備好的咸水冰置于土柱上方在室溫條件下（15℃）使其自然融化入滲，直至融水全部入滲結(jié)束。DSI處理，把配置好的礦化度為15 g·L–1，入滲水量為314.3 mm的咸水，以馬氏瓶供水（定水頭2 cm）入滲濱海鹽土，直到入滲完成。CK對(duì)照，利用水量為314.3 mm的淡水，利用馬氏瓶供水（定水頭2 cm）入滲濱海鹽土，直至入滲停止，以其他處理入滲完成為準(zhǔn)。以上處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)獲取與分析

水分入滲過(guò)程中，通過(guò)土柱側(cè)面帶有刻度的膠帶，定時(shí)記錄各處理濕潤(rùn)鋒遷移距離。此外，由于MSI處理中咸水冰融化入滲濱海鹽土，是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，入滲過(guò)程中的累積入滲量、入滲率等參數(shù)不能定量監(jiān)測(cè)，本文中針對(duì) GSI處理、CK處理和DSI處理的累積入滲量和入滲率等指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定，是通過(guò)分析GSI處理下的入滲指標(biāo)及與其他處理的區(qū)別，初步明確MSI處理下入滲特性的變化規(guī)律。水分入滲過(guò)程中，按照先短后長(zhǎng)的時(shí)間間隔定時(shí)觀測(cè)馬氏瓶水位，分析累積入滲量和入滲率。其中，入滲0～30 min時(shí)間段，每2 min觀測(cè)一次；30～90 min時(shí)間段，每5 min觀測(cè)一次；90～390 min時(shí)間段，每30 min觀測(cè)一次；此后每1 h觀測(cè)一次直至入滲結(jié)束。入滲完成后，從土表至濕潤(rùn)鋒處依次在柱壁取樣孔處取土，測(cè)定土壤水鹽含量。采用烘干法測(cè)定土壤含水量。土樣利用 1∶5的土/水比浸提后，測(cè)定土壤離子含量和含鹽量，用雙指示劑滴定法測(cè)定含量，用 AgNO3滴定法測(cè)定 Cl?含量，用EDTA間接絡(luò)合滴定法測(cè)定、Ca2+、Mg2+含量，用陰陽(yáng)離子平衡法求得K+和Na+含量，土壤含鹽量為各陰陽(yáng)離子之和。

入滲結(jié)束后，對(duì)各處理不同土層 0～10、10～20和20～40 cm的脫鹽率進(jìn)行計(jì)算，以分析不同咸水入滲對(duì)土壤鹽分淋洗效率的影響，其中脫鹽率由以下公式計(jì)算所得：

式中，Rd為脫鹽率，%；SA為某一土層初始鹽分總量；SB為某土層入滲后鹽分總量。

采用Excel 2016和SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，采用One-way AVOVA對(duì)處理間入滲過(guò)程中的累積入滲量、入滲率和濕潤(rùn)鋒深度，以及入滲后處理間同一土壤深度的水鹽含量和脫鹽率進(jìn)行方差分析，采用Duncan法進(jìn)行多重比較和顯著性分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 入滲過(guò)程

水分入滲是水分進(jìn)入土壤的重要環(huán)節(jié)，顯著影響了土壤的物質(zhì)遷移和水分分布[12]，本研究對(duì)不同梯次咸水入滲濱海鹽土的累積入滲量、入滲率和入滲深度進(jìn)行了分析，并與其他處理進(jìn)行了對(duì)比。據(jù)研究，咸水入滲鹽堿土過(guò)程中，咸水中的二價(jià)陽(yáng)離子如Ca2+、Mg2+等與土壤膠體吸附的單價(jià)陽(yáng)離子如Na+發(fā)生交換吸附作用，有利于土壤顆粒的絮凝、改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤的滲透性能[25-26]。本研究也取得了相同的研究結(jié)果，圖2為GSI、DSI和CK處理的累積入滲量和入滲率隨入滲歷時(shí)的變化過(guò)程，由于MSI處理中咸水冰融化入滲濱海鹽土是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，其階段性入滲指標(biāo)如入滲率和累積入滲量均不能定量監(jiān)測(cè)，因此該處理沒(méi)有在圖2中顯示。如圖2所示，入滲初期，由于土壤含水量極低（2.42%），土壤基質(zhì)勢(shì)極高[24]，入滲率也較高，后隨著水分的入滲，土壤含水量逐漸升高，入滲率呈逐漸降低趨勢(shì)。相同入滲時(shí)間點(diǎn)，CK處理累積入滲量和入滲率小于咸水處理。各處理不同入滲時(shí)間段的入滲率和累積入滲量進(jìn)行方差分析結(jié)果表明：相同入滲時(shí)間段，咸水處理的累積入滲量和入滲率均顯著高于對(duì)照處理（表2）。咸水入滲中，GSI處理和DSI處理的總?cè)霛B量相同，但入滲過(guò)程中以上處理在累積入滲量上存在差異。入滲初期，GSI處理由于 S1梯次咸水的礦化度顯著高于 DSI處理，為81 g·L–1，其累積入滲量和平均入滲率顯著高于DSI處理的 15 g·L–1。如表2 所示，0～24 min 時(shí)間段（對(duì)應(yīng)S1咸水梯次階段），GSI處理的累積入滲量和平均入滲率分別為 28.7 mm和1.2 mm·min–1，顯著高于 DSI處理的 19.7 mm 和 0.8 mm·min–1（P<0.05）；S2梯次咸水的礦化度為19 g·L–1，與DSI處理礦化度相當(dāng)，在此階段（24～1 142 min時(shí)間段），GSI處理的累積入滲量和平均入滲率與DSI處理相比沒(méi)有顯著差異。入滲后期，GSI處理中S3梯次咸水的礦化度為3 g·L–1，低于DSI處理，其累積入滲量和平均入滲率顯著低于DSI處理。在此階段（1 142～2 702 min時(shí)間段）GSI處理的累積入滲量和平均入滲率分別為 87.9 mm 和 0.06 mm·min–1，顯著低于DSI處理的 131.6 mm 和 0.08 mm·min–1（P<0.05）；2 702 min～入滲結(jié)束時(shí)間段（對(duì)應(yīng) S4咸水梯次階段），GSI處理的平均入滲率為 0.03 mm·min–1，顯著低于 DSI處理的 0.05 mm·min–1（P<0.01），但 GSI處理的入滲水量在前3個(gè)梯次小于DSI處理，水分完全入滲條件下，在 S4階段的累積入滲量為76.0 mm顯著大于DSI處理的34.5 mm。已有研究表明：隨著咸水礦化度的增大，土壤膠體的絮凝和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)，土壤導(dǎo)水能力顯著提高，水分入滲過(guò)程加快[27]。本研究中咸水梯次入滲充分利用了上述規(guī)律，在入滲初期促進(jìn)了水分的入滲。相對(duì)于咸水單一直接入滲，咸水梯次入滲在入滲初期顯著促進(jìn)了水分進(jìn)入土壤的過(guò)程，提高了累積入滲量和入滲率，進(jìn)而為后續(xù)低礦化度咸水和淡水創(chuàng)造了良好的入滲條件。并且咸水梯次入滲條件下對(duì)入滲率的影響在入滲最初階段更為明顯，如圖2所示，S1梯次階段咸水結(jié)束時(shí)的入滲率為0.35 mm·min–1，換水后進(jìn)入 S2梯次階段初期的入滲率迅速升高至 1.67 mm·min–1。在 S2、S3和 S4階段換水后，水分入滲率均有不同程度的升高，但沒(méi)有S1和S2咸水梯次明顯。

濕潤(rùn)鋒遷移距離是累積入滲量和入滲率的綜合表現(xiàn)[27]，已有研究表明，水分入滲初期，土壤含水量較低，土壤基質(zhì)吸力高，濕潤(rùn)鋒遷移速度和深度均較快，隨著進(jìn)一步入滲，水土界面土壤含水量逐漸升高，土壤基質(zhì)吸力逐漸降低，水分以活塞流的形式向下推移，濕潤(rùn)鋒遷移過(guò)程減慢[12，14]。本研究各處理累積入滲量和入滲率的差異也導(dǎo)致了濕潤(rùn)鋒遷移過(guò)程的不同。如圖3所示，在入滲初期，相同入滲歷時(shí)，各處理之間濕潤(rùn)鋒遷移距離沒(méi)有明顯差異；隨著水分的進(jìn)一步入滲，各處理的濕潤(rùn)鋒遷移距離呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)，表現(xiàn)為相同入滲歷時(shí)，咸水處理的濕潤(rùn)鋒遷移距離顯著大于淡水處理（表2）。咸水處理中，0～24 min時(shí)間段（對(duì)應(yīng)S1咸水梯次階段），由于GSI處理的累積入滲量和入滲率顯著大于DSI處理（圖2），其濕潤(rùn)鋒遷移距離顯著大于 DSI處理（P<0.05），此外，由于 MSI處理在此階段咸水冰的融化速度較慢，導(dǎo)致濕潤(rùn)鋒遷移距離最小；24～1 142 min時(shí)間段（對(duì)應(yīng)S2咸水梯次階段），各咸水處理的濕潤(rùn)鋒遷移距離沒(méi)有顯著差異；1 142～2 702 min時(shí)間段（對(duì)應(yīng)S3咸水梯次階段），由于GSI處理的累積入滲量和入滲率顯著小于DSI處理（圖2），其濕潤(rùn)鋒遷移距離顯著低于DSI處理（P<0.05），MSI處理和GSI處理間沒(méi)有顯著差異；2 702 min～結(jié)束時(shí)間段（對(duì)應(yīng)S4咸水梯次階段），GSI處理的累積入滲量顯著大于DSI處理（P<0.05），其濕潤(rùn)鋒遷移距離顯著大于 DSI處理，同時(shí)。MSI處理和GSI處理間沒(méi)有顯著差異。

表2 處理間不同入滲時(shí)間段累積入滲量、入滲率和濕潤(rùn)鋒遷移距離Table 2 Cumulative infiltration，infiltration rate and migration distance of wetting front relative to time period of infiltration and treatment

相對(duì)于淡水入滲，咸水入滲顯著提高了水分的入滲特性。與淡水入滲相比，相同入滲時(shí)間，咸水的累積入滲量、入滲率和濕潤(rùn)鋒遷移距離均顯著大于淡水入滲，這與前人研究結(jié)果一致[28-29]，相對(duì)于咸水直接入滲，咸水梯次入滲對(duì)土壤的入滲特性具有重要影響，上一梯次高礦化度咸水入滲促進(jìn)了土壤結(jié)構(gòu)和入滲條件的改善，可為后續(xù)梯次低礦化度微咸水和淡水創(chuàng)造良好入滲條件，并且以上過(guò)程主要發(fā)生在入滲初期。此外，濕潤(rùn)鋒遷移距離是累積入滲量和入滲率的綜合表現(xiàn)，本研究中，咸水梯次入滲濱海鹽土過(guò)程在濕潤(rùn)鋒遷移距離上能夠較好的反映咸水冰融水入滲濱海鹽土的過(guò)程，這表明咸水結(jié)冰融水入滲與咸水梯次入滲過(guò)程具有類(lèi)似的累積入滲量和入滲率的變化特征，這為咸水冰融水在濱海鹽土中的連續(xù)入滲特征提供了理論依據(jù)，也可作為模擬分析咸水結(jié)冰融水入滲特征的有效手段。

2.2 入滲后土壤水分分布

入滲過(guò)程的不同導(dǎo)致了土壤水分和鹽分在土壤剖面分布的差異，圖4為入滲完成后不同處理水分在土壤剖面的分布。對(duì)于 CK處理由于入滲率、累積入滲量和濕潤(rùn)鋒遷移距離均顯著小于咸水處理，咸水處理入滲完成時(shí)，CK處理停止入滲，其總?cè)霛B量和入滲深度遠(yuǎn)小于其他處理，在10 cm以下未能完全入滲，含水率遠(yuǎn)小于其他處理。0～10 cm土層，咸水處理土壤含水量均顯著低于淡水處理，咸水處理中，DSI處理土壤含水率最高（33.82%），其次為GSI處理（32.60%），最小為MSI處理（32.45%）；10～20 cm和20～40 cm土層，各咸水處理的土壤含水量變化趨勢(shì)與0～10 cm一致；40 cm以下土層則與之相反。以上結(jié)果表明：咸水梯次入滲相對(duì)于咸水單一入滲，更能促進(jìn)水分向深層土壤遷移和分配。此外，GSI處理和MSI處理在入滲過(guò)程中的相似性，也使得以上處理的土壤水分分布基本一致，這表明：咸水梯次入滲能夠較好的反映咸水冰融水入滲后土壤水分分布。

2.3 入滲后土壤鹽分分布

咸水入滲鹽堿土過(guò)程中，鹽分淋洗和累積交替進(jìn)行，咸水水質(zhì)和入滲方式對(duì)土壤鹽分的分布和淋洗具有重要影響[30]。圖5為入滲完成后不同處理下土壤鹽分的剖面分布，表現(xiàn)為土壤表層鹽分淋洗，深層累積的變化趨勢(shì)。CK處理由于入滲深度淺，土壤鹽分淋洗深度較淺，其中0～10 cm土層土壤含鹽量為 1.80 g·kg–1，土壤鹽分主要積累于 10～30 cm土層。咸水處理中0～40 cm土層，土壤含鹽量由大到小依次為DSI處理>GSI處理>MSI處理，其中DSI處理的土壤含鹽量為 9.34 g·kg–1，顯著高于 GSI處理的 3.09 g·kg–1和 MSI處理的 2.83 g·kg–1；而在深層土壤（40～80 cm）中，土壤含鹽量在處理間的變化趨勢(shì)相反。本研究中，即使利用 15 g·L–1的咸水對(duì)濱海鹽土進(jìn)行單一入滲，也可達(dá)到較好的淋鹽效果，這與較高的土壤含鹽量背景值有關(guān)，由于咸水礦化度始終處于一個(gè)水平，致使土壤鹽分淋洗不夠充分。此外，GSI處理和MSI處理土壤鹽分在剖面的分布基本一致，但土壤鹽分淋洗效果略小于 MSI處理。據(jù)研究咸淡水輪灌是咸水利用中重要的研究方向，通過(guò)咸水對(duì)土壤結(jié)構(gòu)改善作用，進(jìn)一步加強(qiáng)后續(xù)淡水的淋鹽效果[31]，并且咸水冰融水入滲中，不同礦化度融水的連續(xù)入滲也能夠?qū)崿F(xiàn)鹽分更好地淋洗[3]。本研究結(jié)果顯示咸水梯次入滲對(duì)土壤鹽分的淋洗效果較為顯著，并且好于淡水和咸水單一入滲，其鹽分淋洗效果與咸水冰融水入滲效果一致。因此，咸水梯次入滲能夠較好地反映咸水冰融水入滲對(duì)土壤鹽分的淋洗效果，這為探討咸水結(jié)冰融水入滲過(guò)程中鹽分的淋洗規(guī)律提供了依據(jù)。

此外，對(duì)入滲完成后各處理不同土層的脫鹽率進(jìn)行了分析（圖6），結(jié)果表明0～40 cm土層MSI處理和 GSI處理的平均脫鹽率分別為 92.87%和91.38%，顯著大于 DSI處理的 74.74 %。對(duì)于 CK處理由于入滲率、累積入滲量和濕潤(rùn)鋒遷移距離均顯著小于咸水處理，咸水處理入滲完成時(shí)，CK處理的總?cè)霛B量和入滲深度遠(yuǎn)小于其他處理，表現(xiàn)為0～10 cm土層的脫鹽率為91.73%，而10 cm以下土層表現(xiàn)為積鹽。咸水處理中，分別對(duì)入滲后不同土層的脫鹽率進(jìn)行了分析結(jié)果表明：GSI處理在 0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm土層的脫鹽率分別為 95.17%、92.28%和 86.69%，MSI處理在以上土層的脫鹽率分別為 95.74%、93.14%和 89.72%，以上兩個(gè)處理在相同土層的脫鹽率沒(méi)有顯著差異，DSI處理在0～10 cm、10～20 cm和20～40 cm土層的脫鹽率分別為 72.39%、77.27%和 74.54%，均顯著低于上述兩個(gè)處理（P<0.05）。因此，咸水梯次入滲在不同土層的脫鹽率與咸水冰融水入滲基本一致。通過(guò)對(duì)咸水梯次入滲和咸水結(jié)冰融水入滲下的累積入滲量、入滲率和濕潤(rùn)鋒遷移距離分析表明，以上兩種入滲方式在入滲初期上一梯次高礦化度咸水促進(jìn)了下一梯次低礦化度咸水的入滲，并且此階段，梯次咸水和咸水冰中的大部分鹽分已經(jīng)進(jìn)入土體，并淋洗至表層以下，且能夠保證后期低礦化度咸水和淡水足夠的入滲水量，進(jìn)而促進(jìn)了表層土壤鹽分的徹底淋洗，并且在土壤鹽分分布和各土層的鹽分淋洗效率也能保持一致。

此外，前期研究結(jié)果表明：利用高礦化度咸水冰（>5 g·L–1）入滲濱海鹽土過(guò)程中，在一定范圍內(nèi)，咸水冰的礦化度越高，對(duì)鹽分淋洗效果越深和越好[32]。這可能由于礦化度越高的咸水冰融化初期融水的礦化度也就越高，對(duì)土壤水分入滲過(guò)程的促進(jìn)效應(yīng)也就越大，通過(guò)后續(xù)微咸水和淡水的入滲，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了較低礦化度咸水冰更好的鹽分淋洗效果。針對(duì)不同礦化度的咸水梯次入滲濱海鹽土過(guò)程、鹽分淋洗動(dòng)態(tài)過(guò)程和鹽分淋洗效率仍需進(jìn)一步研究。

通過(guò)以上研究，初步明確了不同梯次咸水在濱海鹽土中的入滲過(guò)程，探明了入滲后土壤水鹽分布規(guī)律。相對(duì)于咸水單一入滲和淡水入滲，咸水梯次入滲能夠達(dá)到與咸水冰融水入滲一致的鹽分淋洗效果，這為探討咸水冰融水連續(xù)入滲濱海鹽土過(guò)程中鹽分淋洗動(dòng)態(tài)提供了依據(jù)和有利的方式，同時(shí)也為田間咸水輪灌淋鹽提供了理論依據(jù)。

3 結(jié) 論

本研究依據(jù)咸水冰融化過(guò)程中水質(zhì)水量的變化規(guī)律，確定試驗(yàn)所需不同咸水梯次，通過(guò)室內(nèi)土柱模擬試驗(yàn)對(duì)咸水梯次入滲濱海鹽土過(guò)程中的入滲特性、土壤水鹽分布特征和鹽分淋洗規(guī)律等進(jìn)行研究，結(jié)果表明：咸水入滲濱海鹽土的入滲率、累積入滲量和濕潤(rùn)鋒遷移距離均顯著高于淡水；GSI處理中，上一梯次咸水顯著提高了下一梯次咸水的入滲率，在入滲前期更為明顯；GSI入滲處理在入滲后期的低礦化度咸水和淡水的累積入滲量顯著大于DSI處理，并且MSI處理和GSI處理的濕潤(rùn)鋒遷移距離變化趨勢(shì)較為一致，在入滲后期的濕潤(rùn)鋒遷移距離顯著大于DSI處理；MSI處理和GSI處理在入滲后土壤剖面分布趨勢(shì)基本一致，相對(duì)于CK和DSI處理，GSI處理與MSI處理更能促進(jìn)水分向深層土壤遷移和分配；MSI處理和GSI處理在入滲后土壤鹽分的剖面分布、各土層的鹽分淋洗效率基本一致，0～40 cm土層土壤脫鹽率均顯著高于DSI處理。因此，咸水梯次入滲過(guò)程能夠反映出與咸水結(jié)冰融水入滲一致的水分入滲過(guò)程、土壤水鹽分布和鹽分淋洗效果，這為探索咸水冰融水入滲過(guò)程中鹽分淋洗動(dòng)態(tài)提供了較好研究方法，同時(shí)也為田間咸水輪灌鹽分淋洗提供了理論依據(jù)。