生物炭-秸秆隔层协同改良对盐碱土壤水分入渗过程的影响

目的探究生物炭-秸秆隔层协同改良措施（表层土壤添加生物炭+耕层下方铺设秸秆隔层）对旱区盐碱农田土壤水分运移规律的影响，为河套灌区盐碱农田土壤水分运移过程的合理调控提供科学依据和技术参考。方法利用土柱垂直入渗试验，设置生物炭添加量分别为0.5%（SC0.5）、2.5%（SC2.5）、7.5%（SC7.5）与秸秆隔层联合施用的处理，以未添加生物炭且无秸秆隔层的处理（CK）作为对照，系统分析不同组合下土壤水分入渗过程与入渗模型参数的变化特征。结果1）在只添加生物炭的表层土中，随生物炭添加量增加，相同时间内湿润锋运移深度和累积入渗量均逐渐减少。以60 min为例，SC0.5、SC2.5、SC7.5处理湿润锋运移深度较CK分别减小3.49%、6.97%和10.41%，累积入渗量分别减少7.75%、8.88%、15.50%。湿润锋通过秸秆隔层表现为“阻滞-波动”动态特征，其通过土壤与秸秆隔层交界面上方的过渡区的平均湿润锋推进速率较CK减少9.10%~45.45%，而在通过秸秆隔层时入渗率出现波动特征。2）生物炭与秸秆隔层的协同作用受生物炭添加量影响，具有阈值效应，可能为0.5%~2.5%。总体来看，SC0.5处理在增加总累积入渗量方面效果最佳，较CK增加16.88%，但同时减缓湿润锋运移，较CK增加总入渗时间22.22%。3）Kostiakov模型和Philip模型均能较好地模拟盐碱土壤水分入渗过程，其中Kostiakov模型具有更高的模拟精度，而Philip模型可从参数物理意义角度解释土壤水分入渗机制，二者在解析生物炭-秸秆隔层协同改良措施下土壤水分运移过程上具有互补性。结论生物炭-秸秆隔层协同改良措施对土壤水分入渗效果受生物炭添加量影响，其中SC0.5处理对减缓湿润锋运移，增加累积入渗量综合效果最好，研究可为西北旱区中重度盐碱农田土壤改良提供理论指导和技术支撑。