课题组在盐碱地水盐运移研究方面取得进展
根据联合国粮食及农业组织的数据，全球盐碱地总面积为9.5×106km2，中国盐碱地面积为9.9×105km2，土壤中的盐分积累导致土壤退化和侵蚀，危及环境和农业生产，对此人们采用不同的物理、化学和生物措施来改善和利用盐碱地。其中，高吸水性聚合物（SAP）能通过其强大的吸水能力，影响土壤理化性质，改善土壤环境条件，且容易降解，对环境影响小，因此SAP被广泛应用于改善土壤结构和保水性能，也常与其他土壤改良剂一起用于盐碱土改良。但是目前仍然缺乏有关SAP的施用如何影响盐碱地水盐运移的研究。
针对上述问题，课题组2019级本科生舒敏在北京市级大学生创新创业训练计划“保水剂层施策略对盐碱地水盐运移的影响”的支持下，通过一维土柱垂直渗吸试验，确定SAP的层施用量（A）、高度（B）和厚度（C）对天津滨海新区盐碱土水盐运移的影响。
图1 单因素实验设计
单因素实验结果表明，平均毛管水上升速率随SAP用量的增加而降低，地下水补给量随时间的变化趋势与毛管水上升高度的变化趋势相似；SAP的使用增加了施用层的含水量和含盐量，减少了表层土壤的盐分积累。
图2 SAP的层施用量（A）、高度（B）和厚度（C）对毛管水上升速率和地下水补给速率的影响
图3 SAP的层施用量（A）、高度（B）和厚度（C）对土柱水盐分布的影响
在单因素实验的基础上设计正交试验，探求SAP的最佳施用方案。
图4正交试验设计
正交试验结果表明，施用厚度为1cm的SAP具有很强的阻渗效果，通过极差分析，SAP厚度对毛管水上升速率影响最大，减缓毛管水上升速率的最佳组合是A3B3C1；SAP用量对地下水补给量的影响最大，减少地下水补给量的最佳组合为A3B3C3。
图5正交试验组对毛管水上升速率和地下水补给速率的影响及其极差分析结果
SAP施用高度对土壤平均含水量的影响最大，提高土壤含水量的最佳组合是A1B3C2；SAP施用厚度对土壤平均含盐量影响最大，降低土壤含盐量的最佳组合是A3B3C1。因此施用SAP的最佳组合是A3B3C1，即在距离地下水位17-18cm处施用1.1%的SAP。
图6正交试验组对土柱水盐分布的影响及其极差分析结果
上述研究成果以“Super absorbent polymer (SAP) on water and salt transport in saline alkali soil: Effects of dosage, height, and thickness”为题，近期发表于《European Journal of Soil Science》。这是课题组继去年开展盐碱地水盐运移研究成果“Restoration strategies for water and salt transport in saline soils: A 20-year bibliometric analysis”的延续。
作者 | 舒敏
编辑 | 回毅滢
