盐渍土中土壤电导率测定值的影响因素研究

吕桂军，袁巧丽，刘小刚

(1.河南省小流域生态水利工程技术研究中心，河南 开封 475004；2.黄河水利职业技术学院,河南 开封 475004；3.开封市水生态修复工程技术研究中心,河南 开封 475004；4.昆明理工大学农业与食品学院，昆明 650500)

0 引 言

土壤含盐量是表征土壤盐分状况的主要参数之一，也是确定土壤盐渍化程度的一个主要指标[1]。分析土壤水溶性盐分含量对了解土壤的性质及拟定盐渍土改良措施具有十分重要的意义[2]。土壤电导率、土壤浸提液电导率、土壤含盐量是目前人们研究土壤盐渍化程度常用的几个描述指标[3-6]。其中，土壤电导率法具有不扰动原状土、设备操作简单、实时快速等优点，然而土壤电导率的测定值受到多种因素的影响，较难准确地反映土壤含盐量情况。因此，如何用土壤电导率更加准确地反映土壤盐分状况一直是土壤盐渍化问题研究的重点。以往研究结果表明,土壤电导率这一指标本身包含了反映土壤品质和物理性质的多项信息[7]。例如, 盐碱土类型、土壤含盐量、含水率、有机质含量、土壤密度、质地结构和孔隙率等都能不同程度地影响土壤电导率的改变。以上诸因素中盐碱土类型、土壤含盐量、土壤含水率、土壤密度对土壤电导率的影响明显大于其他各因素[8-12]。本文采用甘肃省民勤县双茨科乡裕民村的盐土对土壤含盐量、体积含水率、密度与土壤电导率间的相互影响做了相关测定和定量分析，以期对田间土壤盐分快速测定及其判断标准提出更多理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 供试土样

1.2 试验设计及测定内容

试验用含盐量为0.85%的土样测定土壤密度和体积含水率对土壤电导率值的影响。用含盐量分别为0.52%、0.64%、2.36%、3.17%的土样测定土壤含盐量和体积含水率对土壤电导率值的影响。供试土样调配好后分别按相应的密度和体积含水率装入长、宽、高为30 cm×30 cm×15 cm的厚壁有机玻璃容器内以供测定土壤电导率值。土壤电导率值采用英国WET公司的土壤三参数(土壤体积含水率、土壤电导率、土壤温度)测定仪进行测定。在使用土壤三参数测定仪前，应先用研磨布清洁仪器的金属探针表面，以防影响其测量的精度。若金属探头表面有油脂类物质，需先用99%纯度的酒精棉球进行清洁，再用研磨布擦拭一遍。测定土壤电导率值时仪器的金属探针垂直插入湿润的土壤至少4～5 cm，并将土壤与探针金属表面完全均匀接触，响应时间大约10～20 s，仪器所显示的数字，即为实际测量值。由于土壤的密度会直接影响测量精度，因此每次在3个不同的位置进行测量，以其平均值作为最后实测值。试验仪器如图1、图2所示。

图1 土壤三参数测定仪Fig.1 Soil three parameter tester

图2 有机玻璃土箱(单位：cm)Fig.2 Organic glass soil box

2 结果与分析

2.1 相同含盐量下土壤体积含水率和密度对土壤电导率的影响

此部分试验采用含盐量为0.85%的盐土。土壤密度分别设置为1.3、1.35、1.4 g/cm33种水平。土壤体积含水率分别设置为5%、10%、15%、20%、25% 5种水平。精确配置好土样后，土箱分3层进行装土，并达到规定的土壤密度。试验结果如图3、表1、表2所示。

图3 不同土壤密度下土壤体积含水率与土壤电导率关系曲线Fig.3 Relationship between soil volume moisture content and soil conductivity under different soil densities

表1 不同土壤密度和体积含水率交互作用下的土壤电导率值Tab.1 Soil conductivity under the interaction of different soil density and soil volume moisture content

图3结果表明不同土壤密度下的土壤体积含水率与土壤电导率都存在显著的正线性相关关系。由于图3中三条直线未重合，这说明土壤密度是导致土壤电导率差异的因素之一。

表2 不同土壤密度和体积含水率交互作用下的土壤电导率值双因素方差分析Tab.2 Two factor variance analysis of soil conductivity under the interaction of different soil density and soil volume moisture content

对表1不同土壤密度和土壤体积含水率交互作用下的土壤电导率值进行无重复双因素方差分析，分析结果如表2所示。表2中行、列的F统计量都大于显著F值，说明土壤体积含水率和土壤密度都对土壤电导率有显著的影响。又因为行的F值远大于其显著F值，这说明土壤体积含水率是影响土壤电导率的主要因素，土壤密度是影响土壤电导率的次要因素。

以上分析说明，在分析不同时期田间土壤含盐量变动情况时，应综合考虑田间土壤密度和含水率对土壤电导率值的影响，即田间含水率和土壤密度基本相同的情况下测定的土壤电导率值才有比较意义。

2.2 相同土壤密度下体积含水率和含盐量对土壤电导率的影响

此部分试验采用的盐渍土壤密度为1.35 g/cm3，盐土采用人工配制的含盐量分别为0.52%、0.64%、2.36%、3.17%的4种供试土样。土壤体积含水率分别设置为15%、20%、25% 3种水平。精确配置好土样后土箱分3层进行装土，并达到规定的土壤密度。试验结果如图4、表3、表4所示。

图4 不同土壤体积含水率下土壤含盐量和土壤电导率关系曲线Fig.4 Relationship between soil salt content and soil conductivity under different soil volume moisture content

图4结果表明不同土壤体积含水率下土壤含盐量与土壤电导率都存在显著的正线性相关关系。由于图4中三条直线未重合，这说明体积含水率是导致土壤电导率差异的因素之一。图4中还可以看出，土壤盐分含量较低的情况下不同体积含水率的土壤电导率值差异较小，随着土壤盐分含量的增加，不同体积含水率的土壤电导率值差距迅速增大，这说明不同体积含水率下土壤盐分含量变化对土壤电导率的变化起主要作用。对表3不同土壤含盐量和体积含水率交互作用下的土壤电导率值进行无重复双因素方差分析，结果如表4所示。表4中行的F统计量小于显著F值，这说明在体积含水率和含盐量对土壤电导率交互作用中，体积含水率变化对土壤电导率没有显著影响。表4中列的F统计量大于显著F值，这说明在土壤体积含水率和含盐量对土壤电导率交互作用中，土壤含盐量对土壤电导率有显著的影响。

表3 不同土壤含盐量和体积含水率交互作用下的土壤电导率值Tab.3 Soil conductivity under the interaction of different soil salt content and soil volume moisture content

表4 不同土壤含盐量和体积含水率交互作用下的土壤电导率值双因素方差分析Tab.4 Two factor variance analysis of soil conductivity under the interaction of different soil salt content and soil volume water content

以上分析说明，在盐渍土壤中，体积含水率和含盐量对土壤电导率都有影响，但体积含水率变化对土壤电导率的影响不显著，含盐量变化对土壤电导率的影响显著，即在体积含水率和含盐量两者共同作用下对土壤电导率变化起决定性作用的是土壤含盐量。因此，从试验结果看在盐渍土壤中忽略含水率影响，通过测量土壤电导率估计土壤盐分变化的做法是可行的。

3 结 语

(1)盐渍土壤中，不同土壤密度下的土壤体积含水率与土壤电导率都存在显著的正线性相关关系。土壤体积含水率和密度都对土壤电导率有显著的影响。其中，体积含水率是影响土壤电导率的主要因素，密度是影响土壤电导率的次要因素。在分析不同时期田间土壤含盐量变动情况时，应综合考虑田间土壤密度和体积含水率对土壤电导率值的影响，即田间土壤体积含水率和密度基本相同的情况下测定的土壤电导率值才有比较意义。

(2)盐渍土壤中，土壤体积含水率和含盐量对土壤电导率都有影响，但体积含水率变化对土壤电导率的影响不显著，含盐量变化对土壤电导率的影响显著。

由(1)(2)可知，在盐渍土中对土壤电 导率值影响的程度为土壤含盐量>土壤体积含水率>土壤密度。因此，在盐渍土壤中忽略土壤体积含水率和密度小幅度变化对土壤电导率测定值的影响，通过土壤电导率判断土壤盐渍化程度及变化趋势的做法是可行的。