鹽漬化土壤剖面鹽分與養(yǎng)分分布特征及鹽分遷移估算

竇 旭 史海濱 李瑞平 苗慶豐 田 峰 于丹丹

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院， 呼和浩特 010018；2.高效節(jié)水技術(shù)裝備與水土環(huán)境效應(yīng)內(nèi)蒙古工程研究中心， 呼和浩特 010018)

0 引言

土壤是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因子[1]，世界上約有1/3的土壤發(fā)生鹽漬化，嚴(yán)重影響著農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展[2-3]，土壤鹽漬化已經(jīng)成為當(dāng)今社會土地的突出問題之一[4-6]。內(nèi)蒙古河套灌區(qū)土壤鹽漬化面積約33.33萬hm2，占總耕地面積的63.8%，還有繼續(xù)蔓延的趨勢。土壤中鹽分和養(yǎng)分是影響土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，其含量變化不僅直接影響植物生長，又是為微生物提供營養(yǎng)的基質(zhì)[7-8]。土壤鹽漬化的發(fā)生受區(qū)域性因素的影響和制約，其鹽分組成及離子比例呈現(xiàn)地域性特點，積鹽和脫鹽過程也存在差異，對植物和作物生長發(fā)育的影響也不盡相同[9-10]，鹽分的遷移規(guī)律也有較大差異。同時鹽分含量與作物生長的響應(yīng)關(guān)系，也可間接反映鹽漬化狀況[11-13]；因此，了解土壤中鹽分離子組成從而確定區(qū)域內(nèi)土壤鹽漬化類型，明確土壤離子與養(yǎng)分之間的關(guān)系以及耕荒地間的鹽分遷移，對制定有針對性的改良措施尤為重要[14]。

目前國內(nèi)外對鹽漬化土壤鹽分離子與養(yǎng)分以及耕荒地間的土壤鹽分遷移已展開了大量研究，結(jié)果表明土壤鹽漬化與土壤中鹽分離子有著密切關(guān)系，同時影響著養(yǎng)分分布[15-18]。當(dāng)前有關(guān)鹽分離子與養(yǎng)分研究多集中在我國中南部與濱海地區(qū)[19-22]，河套灌區(qū)也有一些研究[23-25]，同時這些研究大多是采用傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析，如方差分析、因子分析、相關(guān)分析和回歸分析等，并且大多只考慮了單因子對土壤性質(zhì)或者養(yǎng)分的影響，而數(shù)量生態(tài)學(xué)中的冗余分析(RDA)[26]可以較好地反映研究對象與環(huán)境因子之間的相關(guān)關(guān)系，能夠直觀地給出多變量間的相互作用關(guān)系，彌補了常規(guī)分析方法的不足。對河套灌區(qū)耕地和荒地的鹽分遷移有大量的研究，王國帥等[27-28]研究表明，在作物生育期，地下水運移方向為耕地-荒地-海子；同時水分?jǐn)y帶鹽分進入荒地和海子，海子成為儲鹽區(qū)。李亮等[29]利用HYDRUS-1D模型對荒地土壤水鹽的遷移規(guī)律進行了模擬，結(jié)果表明，灌區(qū)荒地在作物生育期處于積累鹽分的過程，在灌溉期內(nèi)，荒地附近耕地的灌溉水?dāng)y帶鹽分，向無灌水的荒地積聚。任東陽等[30]對河套灌區(qū)典型灌排單元灌溉水利用狀況及鹽分歸趨進行了分析，表明農(nóng)田騰發(fā)消耗總引水量的78%，積累總引入鹽分的39%，荒地騰發(fā)消耗總引水量的11%，承納總引入鹽分的40%，荒地鹽分積累較嚴(yán)重。

本文以改良耕地和荒地為研究對象，采用相關(guān)性分析方法，探討改良耕地和荒地土壤鹽堿化特征與土壤鹽分離子的關(guān)系，同時采用冗余分析方法(RDA)比較土壤鹽分離子含量與土壤全鹽含量、pH值、土壤養(yǎng)分含量的相關(guān)關(guān)系，旨在揭示影響鹽漬化土壤的主控鹽分因子；并計算改良耕地與荒地間的鹽分遷移量，為鹽堿地治理和改良提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2018年4月(春季)至10月(秋季)在烏拉特前旗鹽堿地改良綜合試驗區(qū)進行，試驗區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市河套灌區(qū)下游烏拉特灌域西山咀農(nóng)場四分場和五分場，位于108°37′28″～108°39′49″E、40°44′54″～40°45′49″N，海拔1 017.97～1 019.95 m。試驗區(qū)東西寬約2.39 km，南北長約1.7 km，總土地面積400 hm2，如圖1所示。其中南側(cè)為改良耕地，種植利用面積205 hm2，北側(cè)荒地面積195 hm2，試驗區(qū)地處中溫帶大陸性氣候區(qū)，氣溫多變，干燥多風(fēng)，日照充足，光能豐富，降水少，蒸發(fā)強，無霜期較短。試驗區(qū)多年平均氣溫6～8℃，多年平均降雨量196～215 mm，蒸發(fā)量為2 172.5 mm；無霜期130 d；風(fēng)速2.5～3 m/s；最大凍土深度為1.2 m。試驗區(qū)pH值為7.9～8.9。主要作物為葵花，主要灌溉方式為畦灌，年引水量為1 137 750 m3。共布設(shè)10個地下水位觀測井、6處田間負(fù)壓計，在荒地、改良耕地上各安放3個微型蒸發(fā)器來測量土壤蒸發(fā)量，其水鹽運移依據(jù)水鹽平衡原理(圖2)。試驗區(qū)內(nèi)設(shè)置田間微型氣象站(HOBO-U30型，美國Onset公司)自動記錄氣象數(shù)據(jù)(圖3)。

圖1 研究區(qū)和采樣點分布示意圖Fig.1 Schematic of study area and sampling point distribution

圖2 研究區(qū)試驗設(shè)計剖面圖Fig.2 Section view of experimental design in study area

圖3 2018年生育期降雨量和氣溫Fig.3 Rainfall and temperature during growth period in 2018

1.2 試驗設(shè)計與數(shù)據(jù)采集

1.2.1土壤基本物理性質(zhì)

試驗區(qū)田間布置采用100 m×100 m網(wǎng)格，于網(wǎng)格節(jié)點處設(shè)采樣點，共150個采樣點，并設(shè)9處垂直剖面進行土壤各項指標(biāo)的測試，采用土鉆法采集土壤深度1 m，共5層(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm)進行土壤基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集與測定，試驗區(qū)各層土壤物理性質(zhì)如表1所示。

表1 試驗區(qū)土壤物理性質(zhì)Tab.1 Soil physical properties in test area

1.2.2土壤養(yǎng)分

采用分光光度計與火焰光度計對土壤養(yǎng)分進行檢測，包括全氮、有效磷、速效鉀和有機質(zhì)含量。春灌前和收獲后各測定1次。采用土鉆法采集土壤深度1 m，共5層(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm)進行土壤養(yǎng)分采集與測定，試驗區(qū)各層土壤養(yǎng)分含量如表2所示。

表2 試驗區(qū)土壤養(yǎng)分含量Tab.2 Soil nutrient content in experimental area

1.2.3土壤鹽分與土壤鹽分離子

1.2.4地下水埋深

改良耕地和荒地分別布設(shè)5眼地下水位觀測井，間距分別為50、100、500、1 000 m，荒地由西向東分別表示為H1、H2、H3、H4、H5，改良耕地由西向東分別為G1、G2、G3、G4、G5。地下水埋深每隔7 d測定1次，灌溉前后每天測定1次，觀測井為直徑110 mm的PVC管，長6 m，垂直埋入地下，埋入深度5.7 m，埋入部分打孔及濾布包裹，人工利用鉛錘測量地下水埋深。

1.2.5土水勢

改良耕地和荒地分別安裝3組負(fù)壓計，安裝深度分別為60、80、100 cm。測得改良耕地和荒地土壤各層土水勢數(shù)據(jù)，分別取平均值。

1.2.6灌溉水量和水質(zhì)

用流速儀測量灌溉水量，收集灌溉水，每次取3次重復(fù)，利用雷磁DDS-307A型電導(dǎo)率儀測定水樣電導(dǎo)率。分別于生育期6月25日灌水105 mm，7月24日灌水90 mm，8月18日灌水90 mm。灌溉水平均礦化度為0.67 g/L。

1.3 研究方法

1.3.1土壤含鹽量計算

土壤電導(dǎo)率轉(zhuǎn)換為土壤全鹽量計算公式為[31]

C=3.765 7EC1∶5-0.240 5

(1)

式中C——土壤全鹽量，g/kg

EC1∶5——土水質(zhì)量比為1∶5土壤浸提液電導(dǎo)率，dS/m

土壤含鹽量計算公式為

S=1 000Cρsl

(2)

式中S——土壤含鹽量，kg/hm2

ρs——土壤容重，g/cm3

l——土壤深度，cm

1.3.2地下水補給量計算

采用定位通量法計算試驗區(qū)地下水補給滲漏量。在某一特定位置設(shè)置好定位點，然后在其上(Z1)和下(Z2)處安裝負(fù)壓計，測定土水勢，計算兩個邊界面水力梯度。結(jié)合達(dá)西定律計算出根系層下邊界土壤水分通量[32]，計算式為

(3)

(4)

(5)

(6)

m=1-1/n(n>1)

式中q——某觀測時段t內(nèi)土壤水通量，cm/d

h1、h2——斷面Z1和Z2處的土水勢，kPa

ΔZ——Z1和Z2的差值，cm

K(h)——非飽和導(dǎo)水率，cm/d

θ——土壤體積含水率，cm3/cm3

θs——土壤飽和含水率，cm3/cm3

θr——土壤殘余含水率，cm3/cm3

α、n、m、λ——經(jīng)驗參數(shù)

Ks——飽和導(dǎo)水率，cm/d

h——土壤基質(zhì)勢，kPa

某研究時段T內(nèi)土體水流量Q(T)為

(7)

式中T——作物生長周期，d

1.3.3地下水補給鹽量計算

地下水補給鹽量計算公式為[27]

(8)

式中Sb——地下水補給土壤鹽量，kg/hm2

Nd——計算時長，d

n′——土壤層數(shù)

φ——土壤孔隙度，取0.47

地下水電導(dǎo)率(EC)和地下水礦化度(TDS)轉(zhuǎn)換公式為[27]

TDS=0.69ECw

(9)

式中TDS——地下水礦化度，g/L

ECw——地下水電導(dǎo)率，dS/m

1.3.4改良耕地水平滲透鹽量計算

根據(jù)鹽分平衡理論，改良耕地水平滲透給荒地鹽量計算公式為[27]

Sl=Si-Si-1-Sib-Sd

(10)

式中Sl——改良耕地水平滲透給荒地鹽量，kg/hm2

Si——第i時期荒地儲鹽量，kg/hm2

Si-1——第i-1時期荒地儲鹽量，kg/hm2

Sib——第i-1～i時期內(nèi)地下水補給荒地的鹽量，kg/hm2

Sd——灌溉時期荒地深層(60～100 cm)積累鹽量，kg/hm2

1.3.5土壤脫鹽率計算

脫鹽率是指土壤含鹽量(電導(dǎo)率)的減小值占初始值的百分比，計算公式為[33-34]

(11)

式中N——脫鹽率,%

S1——灌溉前土壤含鹽量，dS/m

S2——灌溉后土壤含鹽量，dS/m

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel整理數(shù)據(jù)與制圖，利用SPSS 17.0軟件進行相關(guān)性分析，采用國際標(biāo)準(zhǔn)通用軟件CANOCO 5.0進行冗余分析(RDA)，用雙序圖表示排序結(jié)果[35]；Sufer 12繪制研究區(qū)地下水EC圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤鹽分離子分布特征

圖4 試驗區(qū)土壤離子含量Fig.4 Soil ions content in test area

荒地中土壤鹽分含量明顯高于改良耕地，土壤全鹽含量平均值超過7.0 g/kg，且0～20 cm土層含鹽量明顯高于20～40 cm土層，屬于典型的表聚型鹽漬化土壤(表現(xiàn)為鹽斑、鹽霜甚至鹽結(jié)皮)，其原因為河套灌區(qū)夏季氣溫高、降水少，蒸發(fā)量較大；加之試驗區(qū)荒地?zé)o灌溉淋洗，地勢較低，地下水埋深較淺，在長期持續(xù)的強烈蒸發(fā)作用下，包氣帶毛細(xì)水上升，把深層土壤以及地下水中的可溶性鹽類帶到土壤表層，致使地表鹽分升高，這也是導(dǎo)致荒地次生鹽漬化的主要原因。

2.2 土壤鹽分離子與全鹽、pH值、土壤養(yǎng)分冗余分析

圖5 試驗區(qū)RDA分析結(jié)果Fig.5 RDA analysis result of test area

如圖5所示，改良耕地有效磷與Mg2+存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，速效鉀與K+存在正相關(guān)關(guān)系，與Na+存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，有機質(zhì)與Ca2+存在正相關(guān)關(guān)系，但均不顯著，只有有效磷與Na+顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；荒地中有效磷與Cl-、Mg2+、Na+存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，與K+存在正相關(guān)關(guān)系，速效鉀與Cl-、Ca2+、Mg2+、Na+存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，有機質(zhì)與Ca2+存在正相關(guān)關(guān)系，但均不顯著，只有速效鉀與K+顯著正相關(guān)(P<0.05)，有效磷與Na+顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。荒地中鹽分較大，離子含量較多，土壤養(yǎng)分含量受離子影響較大。

表3 改良耕地與荒地RDA前2個排序軸分析結(jié)果Tab.3 Two-axis analysis results of RDA for improved cultivated land and wasteland

試驗區(qū)研究對象排序軸與環(huán)境因子相關(guān)關(guān)系如表3所示，改良耕地在前2個排序軸中，研究對象與環(huán)境的相關(guān)系數(shù)分別為0.848 3、0.660 3，研究對象與環(huán)境關(guān)系的變量累積百分比分別為71.38%、71.65%。荒地在前2個排序軸中，物種與環(huán)境的相關(guān)系數(shù)分別為0.944 5、0.831 7，研究對象與環(huán)境關(guān)系的變量累積百分比分別為89.02%、89.16%。能夠很好地反映出改良耕地與荒地各自的研究對象與環(huán)境變量之間的線性關(guān)系，故本文排序結(jié)果能較好地解釋研究對象與環(huán)境之間的相關(guān)關(guān)系。

2.3 試驗區(qū)鹽分遷移量

2.3.1試驗區(qū)鹽分變化

由表4可知，在改良耕地1 m土體中，從葵花播種開始到秋澆前(5月30日至10月20日，共144 d)計算，5月30日葵花開始播種至6月24日，土壤積鹽41 247 kg/hm2，積鹽14.75%；灌溉期(6月25日至8月23日)，改良耕地鹽量平均值為278 941 kg/hm2，較灌前脫鹽13.05%；秋澆前(10月20日)較灌溉期積鹽量72 124 kg/hm2，積鹽25.86%。由表5可知，在荒地1 m土體中，5月30日至6月24日，返鹽現(xiàn)象嚴(yán)重，土壤返鹽量348 502 kg/hm2，鹽分增加13.16%；灌溉期(5月25日至8月23日)，荒地鹽量平均值為3 170 113 kg/hm2，較灌溉前(5月16日)積鹽172 886 kg/hm2，積鹽5.77%，秋澆前(10月20日)較灌溉期積鹽量418 454 kg/hm2，積鹽13.20%。

表4 不同時期改良耕地各層土壤含鹽量Tab.4 Changes of soil salt in different layers of cultivated land in different periods kg/hm2

表5 不同時期荒地各層土壤含鹽量Tab.5 Changes of soil salt in different layers of waste land in different periods kg/hm2

經(jīng)過一個生育期，改良耕地中鹽分通過灌溉淋洗未能將土壤中的鹽分排出土體，同時因為試驗區(qū)夏季高溫以及強烈的蒸發(fā)作用，土壤積鹽25.58%。荒地中在整個生育期內(nèi)一直處于積鹽狀態(tài)，10月20日較5月30日積鹽35.48%，其中灌溉期改良耕地中地下水位抬升，導(dǎo)致耕荒地之間地下水交換頻繁，鹽分向荒地遷移較多。

2.3.2試驗區(qū)地下水埋深和地下水EC變化

由圖6可以看出，由于試驗區(qū)東南高西北低，地下水埋深在試驗區(qū)東南側(cè)較深，西北側(cè)較淺。由于改良耕地進行灌溉，荒地?zé)o灌溉，僅靠改良耕地地下水補給荒地，在灌溉期，改良耕地地下水明顯高于荒地。試驗區(qū)地下水埋深變化趨勢基本一致，改良耕地灌溉后，地下水明顯上升，地下水位在60～100 cm，荒地地下水位隨著耕地灌溉后同步上升，較改良耕地變化幅度減小，地下水位在75～120 cm，因此，在改良耕地灌溉時地下水補給荒地較多，鹽分也隨之被帶入荒地，主要集中在60～100 cm土體中。

圖6 試驗區(qū)地下水埋深動態(tài)變化曲線Fig.6 Dynamic changes of groundwater depth in test area

圖7為試驗區(qū)地下水EC時空變化圖，由于試驗區(qū)荒地多數(shù)為重度鹽漬化土壤，有的甚至達(dá)到了鹽土程度，因此在試驗區(qū)北側(cè)荒地中，地下水EC較高，同時試驗區(qū)由于東南高、西北低的原因，導(dǎo)致鹽分隨著地下水由東南向西北方向遷移，日積月累導(dǎo)致試驗區(qū)西北側(cè)地下水鹽分增大，因此荒地成為土壤的儲鹽區(qū)。由圖可知，試驗區(qū)西北側(cè)地下水EC最大，高達(dá)35.33～53.26 dS/m，改良耕地地下水平均EC為10.40 dS/m，荒地地下水平均EC為39.11 dS/m，地下水EC分布呈現(xiàn)條帶狀分布，存在較強的空間相似性。河套灌區(qū)由于蒸發(fā)強烈，且降雨稀少，地下水中的鹽分會隨著毛管水上升到土壤中，因此試驗區(qū)應(yīng)當(dāng)采取一定的措施控制地下水中鹽分，防止土壤進一步惡化。

2.3.3試驗區(qū)水鹽遷移估算

試驗區(qū)改良耕地灌溉時，地下水位開始上升，耕荒地間地下水頻繁地水平側(cè)向交換，同時灌溉水中鹽分滲透補給荒地，荒地中鹽分積累，導(dǎo)致荒地鹽分逐年增多。在荒地中，地下水的消耗主要靠試驗區(qū)強烈的蒸發(fā)作用，地下水通過土壤毛管作用向上運移補給土壤水分，使地下水水位下降。

對葵花播種開始到秋澆前(5月30日至10月20日，共144 d)1 m土體進行鹽分遷移計算，由表5可知，在荒地中鹽分積累總量為939 842 kg/m2，0～60 cm土壤中587 294 kg/m2，占積鹽量的62.49%，為蒸發(fā)作用帶動地下水補給到土壤中的鹽分；如圖8所示，60～80 cm、80～100 cm土層平均地下水補給量分別為0.51、0.45 mm/d，由圖7和式(8)可知，地下水平均礦化度為26.99 g/L，地下水補給鹽分量為71 116 kg/m2，占積鹽量的7.57%。因此，荒地土壤中的鹽分主要是由于地下水補給將鹽分帶到土壤中，占鹽分積累量的70.06%。灌溉時期，由于改良耕地中地下水位在60～100 cm之間，荒地地下水位在75～120 cm之間，因此改良耕地地下水遷移給荒地的鹽分集中在60～100 cm土體中，荒地土壤鹽量為214 578 kg/m2，占積鹽量的22.83%，由式(10)計算可知，改良耕地水平滲透給荒地的鹽量為積鹽量7.11%。

圖7 試驗區(qū)地下水EC時空變化Fig.7 Spatiotemporal variations of groundwater EC in test area

圖8 荒地地下水補給量Fig.8 Groundwater recharge of wasteland

3 討論

土壤全鹽、pH值、養(yǎng)分以及離子組成能夠反映鹽漬化土壤的基本特征，也是區(qū)域鹽堿地改良利用的基本依據(jù)[37]。河套灌區(qū)受氣候、地形、土壤母質(zhì)和人為因素等的影響，導(dǎo)致灌區(qū)內(nèi)土壤鹽漬化嚴(yán)重[38]，因此許多學(xué)者研究河套灌區(qū)水鹽運移規(guī)律，為改良和防治土壤鹽漬化提供科學(xué)依據(jù)。李亮[39]研究表明，鹽荒地積聚鹽分是一個動態(tài)平衡的過程，主要受到蒸發(fā)、降雨、地下水及耕地灌溉水等多方面因素的影響，鹽荒地具有一定積累鹽分能力，但動態(tài)變化較大，當(dāng)荒地鹽分積聚到一定程度時，積鹽能力必將下降。黃權(quán)中等[40]研究表明，河套灌區(qū)土壤鹽分含量分布在空間上具有較強的規(guī)律性，主要受上、中、下游各灌域灌溉、排水條件及地下水埋深差異影響。同時，在灌區(qū)局部地區(qū)影響因素復(fù)雜，土壤鹽漬化空間分布也呈現(xiàn)出明顯的不均勻性。因此需要進一步采取一定的措施進行鹽漬化土壤的防治。試驗區(qū)北側(cè)荒地鹽分顯著高于南側(cè)改良耕地，且土壤0～20 cm土層鹽分明顯高于20～40 cm土層，土壤鹽分表聚現(xiàn)象明顯，荒地受自然因素影響，改良耕地灌溉淋洗，且試驗區(qū)南高北低，鹽分通過深層滲漏或水平運移到荒地土壤中，荒地成為灌區(qū)鹽分的貯存地，同時荒地鹽分也通過對流-彌散作用反侵蝕耕地，鹽分形成動態(tài)平衡[41]。河套灌區(qū)夏季氣溫高、降水少，蒸發(fā)量不斷增大，在長期持續(xù)的強烈蒸發(fā)作用下，包氣帶毛細(xì)水上升，把深層土壤以及地下水中的可溶性鹽類帶到土壤表層，而耕地由于種植作物，增加了地表覆蓋度，減少土壤水分蒸發(fā)，從而能有效地抑制土壤返鹽[42-43]。灌溉使土壤表層的鹽分淋洗到土壤深層，也抑制了土壤返鹽程度。河套灌區(qū)地下水中含鹽量較大，地下水埋深較淺，由于強烈的蒸發(fā)作用，導(dǎo)致地表聚積鹽分。因此需要建設(shè)健全的灌溉與排水系統(tǒng)來有效地控制地下水位，從而防治土壤次生鹽漬化，同時灌區(qū)農(nóng)田排水踏溝嚴(yán)重，地下徑流不暢，排水效果微乎其微。因此，結(jié)合土壤化學(xué)改良，采用暗管排水排鹽技術(shù)控制地下水位、同時靠排水排鹽來改良鹽堿地是一個很好的選擇[44]。

冗余分析是將樣點投射到兩條排序軸構(gòu)成的二維平面上，通過樣點的散集形態(tài)、在象限的分布等來反映研究區(qū)的特點。在RDA二維排序圖上直觀地給出各鹽分離子以及與土壤全鹽、pH值、養(yǎng)分之間的關(guān)系，并通過各鹽分離子與研究對象前兩個排序軸的相關(guān)系數(shù)，來確定影響試驗區(qū)土壤鹽漬化的主要因子，與傳統(tǒng)的統(tǒng)計學(xué)相比較，冗余分析能夠更加清楚地表明影響土壤鹽漬化的主要因素，因此，冗余分析是一種更加科學(xué)的分析土壤鹽堿化變化特征的評價方法。

土壤中鹽分隨水遷移是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程，岳衛(wèi)峰等[45]研究結(jié)果表明，在研究區(qū)農(nóng)田土壤中的部分鹽分隨灌溉水的入滲，被帶入到地下水，分別有53%和22%的鹽分隨地下水進入到鹽荒地和水域。王國帥等[27]指出，耕地-荒地-海子是河套灌區(qū)典型的地類，是灌區(qū)鹽分重分配的主要區(qū)域。在灌溉時期，地下水的水力梯度較大，地下會水由耕地向荒地再向海子遷移，海子成為儲鹽區(qū)。在整個生育周期內(nèi)，耕地地下水遷移給荒地深層土壤鹽量為114 015 kg/hm2，占積鹽量的30%；耕地水平滲透給荒地的鹽量為43 305 kg/hm2，占積鹽量11%。在本研究中，灌溉期耕地地下水遷移給荒地的鹽分集中在60～100 cm土體中，占積鹽量的22.83%，耕地水平滲透給荒地的鹽量占積鹽量7.11%。耕地中土壤鹽分向荒地中遷移量相對較小，原因為試驗區(qū)在灌溉時期水力梯度相對較小，以及試驗區(qū)土壤較黏，地下水遷移量相對較少，研究區(qū)鹽分遷移也相對較少。

4 結(jié)論

(1)研究區(qū)內(nèi)改良耕地和荒地土壤陰離子均以Cl-為主，分別占陰離子總量的45.27%、58.78%，陽離子以Na+為主，分別占陽離子總量的60.67%、53.94%。改良耕地和荒地的土壤全鹽量秋季比春季分別降低了51.9%、35.08%；荒地中土壤鹽分含量明顯高于改良耕地。荒地全鹽平均值在7.0 g/kg以上，土壤鹽漬化程度較重。

(2)改良耕地有效磷與Na+呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，荒地中速效鉀與K+呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，有效磷與Na+呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；荒地中鹽分較高，鹽分離子含量較多，對土壤養(yǎng)分含量影響較大。在前2個排序軸中，改良耕地研究對象與環(huán)境關(guān)系的變量累積百分比分別為71.38%、71.65%，荒地研究對象與環(huán)境關(guān)系的變量累積百分比分別為89.02%、89.16%，反映出改良耕地與荒地各自的研究對象與環(huán)境變量之間的線性關(guān)系。改良耕地中Na+對全鹽、pH值、土壤養(yǎng)分的影響最大，其次是Ca2+；荒地中Na+對全鹽、pH值、土壤養(yǎng)分的影響最大，其次是K+。

(3)在作物一個生育周期內(nèi)，荒地1 m土體中積鹽量為939 842 kg/hm2。地下水補給將鹽分帶到土壤中，占鹽分積累量的70.06%，灌溉期改良耕地地下水遷移給荒地的鹽分集中在60～100 cm土體中，占積鹽量的22.83%，改良耕地水平滲透給荒地的鹽量占積鹽量7.11%。