盐阳离子类型对红壤裂缝开闭规律的影响

摘要

为了探究灌溉水中盐离子浓度及类型对土壤裂缝变化过程的影响,为南方灌溉用水安全提供数据理论支持,采用蒸馏水配置15.0,10.0,5.0和2.5 g/L等4个质量浓度梯度的NaCl,KCl,CaCl2和MgCl2等4种类型溶液,分别浸泡南方亚热带地区的典型红壤,并且采用恒温蒸发模拟干燥过程和喷湿法模拟增湿过程,结合数字图像技术提取土壤表层开裂闭合过程中裂缝主要几何参数,分析盐阳离子类型对红壤裂缝发育过程特征的影响.结果表明:红壤干燥过程中,裂缝在土壤质量含水率由30％降至10％时增长最快;在质量含水率低于10％后达到最大值并保持稳定不变.红壤的裂缝面积密度与4种盐阳离子浓度呈极显著正相关关系,裂缝长度密度与K+及Mg2+呈极显著负相关,与Ca2+呈显著负相关关系.4种盐阳离子对红壤开裂面积促进程度深浅顺序为Na+,K+,Ca2+,Mg2+;4种不同离子浓度的处理中,NaCl质量浓度为10.0 g/L,而KCl,CaCl2和MgCl2质量浓度为15.0 g/L的溶液对红壤开裂促进效果最好,其裂缝面积相比于蒸馏水处理分别增大了155.0％,160.1％,109.4％和39.2％.红壤的开裂含水率低于闭合含水率,4种盐阳离子浸泡后会使红壤的开裂含水率和闭合含水率均升高.