华北平原禹城地区地下水埋深对地下水及土壤水分和盐分分布的试验研究

【目的】研究不同浅层地下水埋深下的土壤水盐分布规律及其对作物产量的影响。【方法】在体积蒸渗仪样地中设置4个地下水埋深处理,分别为G0(无地下水埋深)、G1(地下水埋深40 cm)、G2(地下水埋深70 cm)、G3(地下水埋深110 cm)和G4(地下水埋深150 cm),监测夏玉米在自然蒸发条件下的浅层地下水盐分离子量变化和夏玉米收获后土壤水分和盐分的垂直变化。【结果】(1)地下水埋深越深,表层(0~20 cm)土壤含水率与含盐量越低。与G0处理相比,G1处理和G2处理表层土壤含水率分别显著增加27.54%和26.97%,G3处理增加8.25%,而G4处理仅增加2.18%;G1、G2、G3处理表层土壤含盐量分别增加0.79、0.47、0.43 g/kg,而G4处理则减少了0.01g/kg。G1、G2、G3处理下的盐分主要积累在表层土壤,G4处理主要积累在40~70 cm土层;(2)地下水埋深与表层(0~20 cm)土壤含水率与含盐量呈线性关系,地下水埋深每增加0.1 m,表层土壤含水率降低0.53%,含盐量降低0.065 g/kg。(3)浅层地下水中的主要阳离子为Na^(+)、Mg^(2+),主要阴离子为SO_(4)^(2-)和HCO_(3)^(-),集中降水使浅层地下水中离子由Na-Cl·SO_(4)向Na-HCO_(3)转化;(4)在强烈的地表蒸发下,地下水埋深越浅,地下水中离子浓度上升越快。其中HCO_(3)^(-)浓度在各处理中波动较大,总体呈上升趋势;而NO_(3)^(-)由于施肥的影响,地下水埋深越浅,NO_(3)^(-)在浅层地下水中达到峰值的速度越快,且浓度越高。【结论】增加浅层地下水埋深可有效降低表层土壤水盐量,减小浅层地下水受蒸发、降水的影响。浅层地下水埋深为1.2 m最适宜夏玉米生长,产量最优。研究不同浅层地下水埋深对农田土壤水分和盐分的影响有助于掌握农业生态系统中水盐迁移以及地下水与土壤的相互作用机制,对于防止土壤盐渍化、保障作物产量具有重要意义。