鄭 健，殷李高，馮正江，李欣怡，馬 彪

(1.蘭州理工大學(xué)西部能源與環(huán)境研究中心，甘肅 蘭州 730050；2.甘肅省生物質(zhì)能與太陽(yáng)能互補(bǔ)供能系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730050；3.蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050)

0 引 言

土壤飽和導(dǎo)水率是指土壤全部孔隙都充滿(mǎn)水情況下，在單位水勢(shì)梯度作用下，通過(guò)垂直于水流方向的單位面積土壤的水流通量或滲流速度[1]。土壤飽和導(dǎo)水率是計(jì)算土壤剖面中水的通量和設(shè)計(jì)灌溉、排水系統(tǒng)工程的一個(gè)重要土壤參數(shù)[2,3]。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于土壤飽和導(dǎo)水率的研究多集中在測(cè)定方法和模型預(yù)測(cè)方面，對(duì)于影響土壤飽和導(dǎo)水率因素的研究主要集中在土壤有機(jī)質(zhì)含量[4,5]、土壤孔隙度[6]、土壤容重[7-9]、土壤溫度[10]、土壤初始含水率[11]、土壤pH值[12]、保水劑添加[13]、測(cè)定時(shí)間[14]、空間變異[15-17]及水質(zhì)[18]等方面。但上述研究均未考慮作物種植的條件下混合灌溉介質(zhì)對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響，尤其是在作物全生育期采用沼液灌溉條件下作物根系不同土層深度土壤飽和導(dǎo)水率的研究更少。

沼液是人畜糞便、秸稈等有機(jī)物經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生的殘留物，是一種養(yǎng)分全面、速緩肥效兼?zhèn)涞膬?yōu)質(zhì)有機(jī)肥料，沼液施用后能夠提高作物的產(chǎn)量品質(zhì)，改善作物根區(qū)土壤環(huán)境[19,20]，使得其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[21-24]。但目前對(duì)于沼液灌溉所采用的方式普遍較為粗放，且多為水、沼分離灌溉，從灌溉技術(shù)和灌溉制度上缺乏科學(xué)的理論指導(dǎo)，而土壤飽和導(dǎo)水率是制定合理灌溉制度的重要參數(shù)之一。同時(shí)，本課題組在沼液入滲研究中發(fā)現(xiàn)隨土壤容重和沼液配比增加，沼液入滲速率減小，累積入滲量也隨之降低，并初步明確了影響沼液入滲的主要因素為土壤理化特征和沼液黏度以及沼液所含有的有機(jī)懸浮顆粒含量[25]。但對(duì)于作物施用沼液后根區(qū)土壤飽和導(dǎo)水率的變化情況還未見(jiàn)到相關(guān)研究。

基于此，采用變水頭滲透試驗(yàn)的方法，研究全生育期沼液灌溉對(duì)番茄根區(qū)不同土層深度土壤飽和導(dǎo)水率的影響，并從土壤pH值、土壤容重、土壤總孔隙度、土壤機(jī)械組成、土壤初始含水率和土壤有機(jī)質(zhì)含量等因素的變化規(guī)律分析沼液灌溉對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響機(jī)理，為獲得合理的沼液配比、制定合理的沼液灌溉制度及灌溉模式提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)于2017年8-9月份在蘭州理工大學(xué)水利水電工程研究所實(shí)驗(yàn)室內(nèi)(36°06′N(xiāo)，103°78′E)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)室位于一層，層高6 m、空間較大，且安裝有空調(diào)，在試驗(yàn)周期內(nèi)能夠保持溫度變化±2 ℃，故可不考慮溫度對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響。

1.2 研究方法

1.2.1 供試土壤

供試土樣取樣地位于甘肅省蘭州市七里河區(qū)魏嶺鄉(xiāng)綠化村的設(shè)施蔬菜水肥一體化示范點(diǎn)的溫室大棚。待種植作物試驗(yàn)結(jié)束，選取不同處理番茄植株根系不同土層深度(0～40 cm)的原狀土，用兩種不同規(guī)格的環(huán)刀(一種為內(nèi)徑61.8 mm、高40 mm；一種為內(nèi)徑50 mm、高51 mm)分別在同一土層剖面取三個(gè)土樣備用(用于重復(fù)試驗(yàn)處理)。具體作物試驗(yàn)期間的沼液施用情況見(jiàn)表1。

表1 沼液不同配比及不同灌溉量Tab.1 Different proportions of biogas slurry and different irrigation amount

注：W=Kc×A×Ep；Kc為作物-皿系數(shù)；A為小區(qū)面積，本試驗(yàn)中為30 cm×50 cm，Ep為蒸發(fā)皿蒸發(fā)量。

1.2.2 供試沼液

試驗(yàn)用的沼液取自蘭州市花莊鎮(zhèn)的甘肅荷斯坦良種奶牛繁育中心正常發(fā)酵、正常產(chǎn)氣的沼氣池中，經(jīng)曝氣靜置2個(gè)月，待其理化性質(zhì)穩(wěn)定后施用，該沼氣工程以牛糞為發(fā)酵原料。沼液原液pH值為7.23，養(yǎng)分狀況為有機(jī)質(zhì)10.75 g/L，全氮含量為1.036 g/L，全磷含量為0.533 g/L，全鉀含量為1.186 g/L，試驗(yàn)前將沼液靜置2個(gè)月，待其理化性質(zhì)穩(wěn)定后，用4層紗布(32目)過(guò)濾掉沼液中較大的懸浮顆粒備用。

1.2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用變水頭滲透試驗(yàn)的方法，用純水測(cè)定在試驗(yàn)大棚所取的不同處理的土樣的土壤飽和導(dǎo)水率。具體試驗(yàn)組別分類(lèi)與大棚試驗(yàn)沼液施用分類(lèi)一致，試驗(yàn)設(shè)置了T1到T5以及C0和CK對(duì)照等7個(gè)大組試驗(yàn)，每組試驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。T1到T5處理均為沼液施用過(guò)后的番茄根區(qū)土樣，不同沼液配比(沼液∶水，1∶4、1∶6和1∶8，體積比)和灌溉量(0.6Ep、0.8Ep和1.0Ep，Ep為兩次灌水間隔蒸發(fā)皿累計(jì)蒸發(fā)量)；C0處理為灌溉量0.8Ep的純水施用后的番茄根區(qū)土樣；CK處理為試驗(yàn)大棚內(nèi)未經(jīng)過(guò)任何耕作處理的土樣作為對(duì)照分析處理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

規(guī)格為內(nèi)徑61.8 mm、高40 mm的環(huán)刀取樣采用變水頭法用純水測(cè)定土壤飽和導(dǎo)水率(結(jié)果換算成10 ℃下的土壤飽和導(dǎo)水率)[26]；規(guī)格為內(nèi)徑50 mm、高51 mm的環(huán)刀取樣用來(lái)測(cè)土壤干容重、初始含水率、有機(jī)質(zhì)、土壤機(jī)械組成、孔隙度、pH值等。其中，土壤容重用環(huán)刀法測(cè)定[27]；土壤初始含水率測(cè)定采用烘干法測(cè)定(105 ℃，8 h)[28]；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀外加熱法[29]；土壤機(jī)械組成采用比重計(jì)法(0～60 cm甲種比重計(jì))測(cè)定[30]；土壤pH值采用pH計(jì)電位法測(cè)定(PHS-25型便攜式pH計(jì)，上海雷磁)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS20.0軟件對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率與土壤物理因子的關(guān)系進(jìn)行多元逐步回歸分析，試驗(yàn)圖表繪制均采用Origin9.0、Excel2017軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 沼液施用對(duì)土壤pH值的影響

由表2可知：①沼液灌溉條件下各土層pH值均小于C0和CK處理，且隨著土層深度的增加各處理土壤pH值均有降低的趨勢(shì)，其降低幅度為1.25%～3.75%(P<0.05)；②不同沼液配比和灌溉量的沼液灌施以后土壤pH值在各土層降低的變化規(guī)律呈T3>T2>T4>T5>T1，即相同灌溉量下，隨著沼液配比增大，對(duì)土壤pH值的降低作用也越逐漸增強(qiáng)，而在相同沼液配比條件下，隨著灌溉量的增加土壤pH值也逐漸下降；③純水處理表層土壤(0-20 cm)的pH值略有下降。說(shuō)明灌施沼液有利于土壤pH值的降低，可為溫室土壤的次生鹽漬化防治提供新思路。

表2 不同土層深度pH值Tab.2 pH value of different depth of soil layer

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

2.2 土壤有機(jī)質(zhì)與土壤飽和導(dǎo)水率的關(guān)系

從表3中可以看出土壤有機(jī)質(zhì)與沼液配比及沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，即土壤有機(jī)質(zhì)含量隨沼液配比以及沼液灌溉量的增加而增大；CK和C0處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加而出現(xiàn)下降趨勢(shì)；沼液處理后的土壤有機(jī)質(zhì)含量隨土層深度增加呈拋物線趨勢(shì)，在10～20 cm出現(xiàn)峰值，當(dāng)土層深度大于20 cm，土壤有機(jī)質(zhì)含量出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

為進(jìn)一步探明土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤飽和導(dǎo)水率之間的關(guān)系，對(duì)其進(jìn)行了數(shù)據(jù)擬合，如圖1所示。結(jié)果表明，在0～40 cm土層內(nèi)，各處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤飽和導(dǎo)水率的關(guān)系呈二次曲線關(guān)系(R2=0.821 0，p<0.01)，閾值出現(xiàn)在土壤有機(jī)質(zhì)含量為18.51 g/kg時(shí)，飽和導(dǎo)水率達(dá)到最高值0.073 6 cm/min；當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量小于18.51 g/kg時(shí)，土壤飽和導(dǎo)水率隨土壤有機(jī)質(zhì)含量增加而增大，當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量大于18.51 g/kg時(shí)，土壤飽和導(dǎo)水率呈下降趨勢(shì)。

表3 不同土層深度的土壤有機(jī)質(zhì)含量 g/kg

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

圖1 有機(jī)質(zhì)與土壤飽和導(dǎo)水率的關(guān)系Fig.1 Relation between organic matter and saturated water conductivity of soil

2.3 不同處理對(duì)土壤物理指標(biāo)的影響

2.3.1 土壤容重

從表4中可以看出，隨土層深度增加土壤容重呈上升的趨勢(shì)，相對(duì)C0和CK處理，各施用沼液處理土壤容重均有所降低，降低程度呈T3>T2>T4>T1>T5，降低幅度在2.13%～8.97%之間(P<0.05)，表明沼液配比越大、灌溉量越大，降低容重的幅度越大；C0處理的土壤容重較CK有所增大，增幅在2.07%～2.90%之間(P<0.05)。表明施用沼液可以適度降低土壤容重，而純水灌溉會(huì)增加土壤容重，這與王建東[31]等的研究結(jié)果相同。

表4 不同土層深度容重值 g/cm3

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

2.3.2 土壤顆粒機(jī)械組成

從表5中可以看出，砂粒含量隨土層深度增加呈上升的趨勢(shì)，粉粒含量隨土層深度呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢(shì)，而黏粒的含量隨土層深度呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，閾值均出現(xiàn)在土層深度10～20 cm；由表5中T1、T2和T3處理可知，在相同沼液配比的條件下，粉粒和黏粒含量與沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，粉粒和黏粒含量隨沼液灌溉量的增加而增加，而砂粒含量和灌溉量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，砂粒含量隨沼液灌溉量的增大而減小；由表5中T2、T4和T5處理可知，在相同沼液灌溉量的條件下，黏粒含量與沼液配比呈正相關(guān)，黏粒含量隨沼液配比量的增加而增加，而砂粒含量與沼液配比負(fù)相關(guān)關(guān)系，砂粒含量隨沼液配比量的增大而減??；與CK相比，在施用純水以后，黏粒含量和粉粒含量呈上升趨勢(shì)，砂粒呈下降趨勢(shì)。

2.3.3 土壤總孔隙度

從表6中可以看出，①土壤總孔隙度與土層深度呈負(fù)相關(guān)，即隨著土層深度增加總孔隙度呈下降趨勢(shì)；②由T1、T2和T3處理可知，相同沼液配比的條件下，不同土層深度土壤總孔隙度與沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，不同土層深度土壤總孔隙度隨沼液灌溉量的增大而增加；由T2、T4和T5處理可知，相同沼液灌溉量的條件下，不同土層深度土壤總孔隙度與沼液配比呈正相關(guān)關(guān)系，不同土層深度土壤總孔隙度隨沼液配比量的增大而增加；③與CK相比，C0處理各層土壤總孔隙度均有所下降，說(shuō)明灌純水會(huì)導(dǎo)致不同土層深度土壤總孔隙度下降。

表5 不同土層深度的土壤顆粒機(jī)械組成 %

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

表6 不同土層深度土壤總孔隙度 %

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

2.3.4 土壤含水率

從表7中可以看出，不同土層深度的土壤含水率與施用沼液配比無(wú)關(guān)，與沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，沼液灌溉量越大，土壤含水率越高；與CK相比，CK組土壤初始含水率隨土層深度呈現(xiàn)自上到下的增加趨勢(shì)，而施用沼液和純水的各處理，土壤含水率隨土層深度呈現(xiàn)出先增大后減小的拋物線趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為：在0～20 cm之間先逐漸增加，閾值出現(xiàn)在10～20 cm，過(guò)了閾值以后出現(xiàn)下降趨勢(shì)，在20～40 cm之間逐漸減少。

表7 不同土層深度的土壤含水率 %

注：a，b，c等不同字母表示P=0.05水平下的顯著性差異(Duncan檢驗(yàn))。

2.4 土壤剖面飽和導(dǎo)水率變化特征

由圖2所示，在垂直剖面上，土壤剖面的飽和導(dǎo)水率均隨土壤深度的增加而下降；相對(duì)于CK沼液灌溉以后的土壤飽和導(dǎo)水率均呈上升趨勢(shì)，而純水灌溉后的土壤飽和導(dǎo)水率較CK處理略有下降；T3處理平均飽和導(dǎo)水率最大，C0處理最小，各沼液處理的平均土壤飽和導(dǎo)水率與沼液配比以及灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，即隨沼液配比和沼液灌溉量的增大，平均土壤飽和導(dǎo)水率增大。

圖2 不同處理的沼液灌溉下土壤剖面飽和導(dǎo)水率的比較Fig.2 Comparison of saturated hydraulic conductivity of soil profiles under different treatments of biogas slurry irrigation

2.5 土壤因子對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響

土壤因子之間存在著交互作用，單一的土壤因子對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響只能表明其在其他土壤因子不變化的情況下的變化規(guī)律，并不能準(zhǔn)確的反映實(shí)際情況下土壤飽和導(dǎo)水率與土壤因子之間的真實(shí)關(guān)系[32]。Hendry等[33]的研究表明土壤飽和導(dǎo)水率與土壤容重、土壤質(zhì)地和孔隙度關(guān)系密切。砂、粉、黏粒含量變量總和為1，其中只有兩個(gè)變量是獨(dú)立的，故本文回歸分析選用影響土壤飽和導(dǎo)水率較大的砂粒和黏粒因子；土壤含水率雖對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率會(huì)有影響，但受季節(jié)和氣象條件變化較大，故本文回歸分析不選用；總孔隙度可根據(jù)土壤容重和比重進(jìn)行計(jì)算，因此容重和總孔隙度這兩個(gè)變量是不獨(dú)立的，分析時(shí)只取其一，故本文回歸分析不選用總孔隙度。由表8可見(jiàn)，除黏粒與土壤飽和導(dǎo)水率相關(guān)性不顯著外(p=0.244)。其他土壤因子與土壤飽和導(dǎo)水率均呈顯著相關(guān)(p<0.01)，其相關(guān)系數(shù)的大小順序?yàn)橥寥廊葜?砂粒含量>土壤有機(jī)質(zhì)>土壤pH值>黏粒含量。為了充分反映土壤因子與土壤飽和導(dǎo)水率之間的真正關(guān)系，選擇以下砂粒含量X1，黏粒含量X2，土壤容重X3，土壤有機(jī)質(zhì)X4和土壤pH值X55個(gè)因素作為自變量因子，選取飽和導(dǎo)水率作為因變量Y，采用多元逐步回歸分析，篩選出影響土壤飽和導(dǎo)水率的相對(duì)重要因子，結(jié)果為：

Y=0.742-0.952X3+0.01X4-0.176X2

通過(guò)檢驗(yàn)，F(xiàn)=7.634>(F0.01=3.13)，R2=0.961，P<0.001，說(shuō)明回歸方程達(dá)到極顯著水平，結(jié)果說(shuō)明土壤容重、黏粒含量和土壤有機(jī)質(zhì)是影響土壤飽和導(dǎo)水率的主要因子。

表8 土壤理化因子與土壤飽和導(dǎo)水率之間的相關(guān)分析Tab.8 Correlation analysis between soil physicochemical factors and saturated hydraulic conductivity of soil

注：*表示在P=0.01水平上相關(guān)性顯著。

表9說(shuō)明了主要土壤因子對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的直接作用和間接作用的方向及大小(Durbin-Waston統(tǒng)計(jì)量等于1.84，接近于2)。土壤飽和導(dǎo)水率與其主要相關(guān)因子的直接通徑系數(shù)絕對(duì)值為土壤容重>土壤有機(jī)質(zhì)含量>黏粒含量。土壤容重的直接通徑系數(shù)為-0.800，對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率產(chǎn)生直接的負(fù)效應(yīng)最強(qiáng)，同時(shí)又通過(guò)黏粒含量和土壤有機(jī)質(zhì)含量間接對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率產(chǎn)生一定的負(fù)效應(yīng)；土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率產(chǎn)生的直接正效應(yīng)最強(qiáng)，直接通徑系數(shù)為0.313，同時(shí)又通過(guò)土壤容重和黏粒含量間接對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率一定的正效應(yīng)。

表9 土壤主要因子對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的通徑系數(shù)Tab.9 Path coefficient of soil main factors on saturated hydraulic conductivity of soil

3 討 論

土壤pH值能夠客觀反映土壤酸堿程度。設(shè)施栽培中土壤鹽分積累是最突出的問(wèn)題，也是最大的土壤障礙因子[34]。土壤飽和導(dǎo)水率高，導(dǎo)水性能好，土壤鹽化和堿化程度均會(huì)降低[35]，同時(shí)，農(nóng)明英[36]等的研究表明采用外源有機(jī)物料能夠有效降低土壤全鹽含量和電導(dǎo)率，對(duì)改良溫室大棚土壤的次生鹽漬化有顯著作用。本研究中灌施沼液各處理均能夠降低試驗(yàn)區(qū)內(nèi)不同土層深度土壤的pH值，也再次證明了上述結(jié)論。同時(shí)，研究中還發(fā)現(xiàn)隨著沼液配比和灌溉量的增加，降低土壤pH值的能力會(huì)逐漸增強(qiáng)，而純水灌溉僅略微降低了土壤pH值，主要是沼液中富含多糖和腐殖酸這些弱酸性功能團(tuán)不僅能降低堿性土壤的pH值，還能提高土壤對(duì)酸堿度變化的緩沖性能[37]，且隨沼液配比和灌溉量增加，多糖和腐殖酸的量增大，中和土壤pH的能力越強(qiáng)，而純水灌溉是將測(cè)定土壤中的鹽分帶到土體的深層，從而導(dǎo)致表層土壤pH值的下降。因此，在溫室大棚次生鹽漬化土壤的改良中可以考慮采用沼液。

土壤容重、機(jī)械組成、總孔隙度和土壤含水率等物理性質(zhì)的變化會(huì)影響土壤飽和導(dǎo)水率。趙曉艷等[38]研究表明有機(jī)肥中里含有大量的微生物，而微生物能夠分解土壤中的有機(jī)物產(chǎn)生多糖膠、脂肪、蠟等物質(zhì)能起到膠結(jié)作用，達(dá)到改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而降低土壤容重，提高總孔隙度。本研究的試驗(yàn)結(jié)果表明沼液作為一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，施用也能降低試驗(yàn)區(qū)土壤容重，增大試驗(yàn)區(qū)土壤總孔隙度，這與楊樂(lè)[39]和侯東梅[40]等的研究相同；此外沼液施用會(huì)使作物根系越來(lái)越發(fā)達(dá)，根系對(duì)土壤的穿插分割作用使土體碎裂，能降低土壤緊實(shí)度，根系死亡后分解會(huì)使土壤孔隙增加[41]，并且隨著作物的生長(zhǎng)形成的凋落物和根系死亡后形成的有機(jī)質(zhì)進(jìn)入土壤有利于降低土壤容重；同時(shí)隨著作物的生長(zhǎng)會(huì)使土壤微生物類(lèi)群數(shù)量增加[42]，分解代謝活動(dòng)加強(qiáng)，利于降低土壤容重和提高孔隙度。土壤飽和導(dǎo)水率與土壤砂粒含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，與土壤黏粒含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)[43]。研究結(jié)果表明隨著土層深度的增加，砂粒含量逐漸增加，此外不同土層砂粒含量隨沼液灌溉量的增加而降低，粉粒和黏粒含量隨沼液配比量的增加而增加，這是因?yàn)殡S著沼液灌溉量的增加會(huì)使作物根系微生物活動(dòng)和酶促反應(yīng)變得活躍，從而產(chǎn)生較多的有機(jī)酸，溶解土壤中的黏土礦物，使土壤顆粒變細(xì)，利于提高粉粒和黏粒含量，減低砂粒含量[32]，此外因?yàn)檎右汗喔攘苋茏饔醚仄拭嫦蛳聦右苿?dòng)，在20 cm土層形成淀積層，故黏粒含量閾值出現(xiàn)在0～20 cm土層。賈小旭等[44]的研究表明單因素中基于土壤飽和導(dǎo)水率的土壤含水率模擬效果最佳，可以通過(guò)土壤含水率的變化反映土壤飽和導(dǎo)水率的變化情況。本研究中不同土層深度的土壤含水率大小與施用沼液配比大小無(wú)關(guān)，而與沼液灌溉量呈正相關(guān)，且土壤含水率與土壤飽和導(dǎo)水率呈正相關(guān)，表明通過(guò)沼液灌溉量的變化能夠影響不同土層深度的土壤土壤飽和導(dǎo)水率。

有機(jī)質(zhì)能吸附較多的陽(yáng)離子，使土壤具有較高的保肥性和緩沖性，同時(shí)還能疏松土壤，有利于土壤結(jié)構(gòu)體的形成[19]，故與單純灌水相比，灌施沼液不僅能夠大幅度增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，還能改善土壤物理性能，從而影響土壤飽和導(dǎo)水率。同時(shí)，有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率的影響受閾值影響，高于閾值時(shí)，土壤飽和導(dǎo)率呈下降趨勢(shì)，土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤飽和導(dǎo)水率的關(guān)系呈二次曲線關(guān)系，出現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)含量閾值，這與單秀枝、彭舜磊和梁向峰等人的研究結(jié)果一致[4,32,45]。說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)在一定范圍內(nèi)提高了土壤飽和導(dǎo)水率，但是當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到一定值以后，土壤有機(jī)質(zhì)含量對(duì)土壤水分的吸附作用將大于增加孔隙度的導(dǎo)水作用，從而降低土壤的入滲性能[4]。

4 結(jié) 論

(1)隨著土層深度的增加各沼液灌溉處理土壤pH值均有所降低，隨著沼液配比增大和灌溉量的增加，對(duì)土壤pH值的降低作用逐漸增強(qiáng)。

(2)施用沼液可以降低土壤容重，增大土壤總孔隙度；不同土層砂粒含量隨沼液灌溉量的增加而降低，粉粒和黏粒含量隨沼液配比量的增加逐漸增大，說(shuō)明合理的沼液灌溉量和配比能夠通過(guò)改善土壤機(jī)械組成來(lái)提高土壤飽和導(dǎo)水率；土壤容重和黏粒含量以及土壤有機(jī)質(zhì)含量是影響試驗(yàn)區(qū)土壤飽和導(dǎo)水率的主要因子。

(3)不同土層深度的土壤含水率與施用沼液配比大小無(wú)關(guān)，與沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系；沼液灌溉以后的土壤飽和導(dǎo)水率均有上升趨勢(shì)，而C0處理土壤飽和導(dǎo)水率較CK略有下降；各處理的平均土壤飽和導(dǎo)水率與沼液配比和灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，T3處理平均土壤飽和導(dǎo)水率最高。

(4)土壤有機(jī)質(zhì)與沼液配比及沼液灌溉量呈正相關(guān)關(guān)系，各沼液處理的土壤有機(jī)質(zhì)和飽和導(dǎo)水率的關(guān)系符合二次曲線，有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤飽和導(dǎo)水率提高的閾值為18.51 g/kg，高于閾值時(shí)，飽和導(dǎo)水率呈下降趨勢(shì)。

綜合考慮沼液對(duì)土壤物理性質(zhì)和土壤飽和導(dǎo)水率的影響，建議最優(yōu)沼液配比和灌溉量為T(mén)2處理(1∶4，0.8Ep)，但是其長(zhǎng)期施用效果還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，由于根系具有一定的直徑、長(zhǎng)度和表面積等特性，根系生長(zhǎng)過(guò)程必然會(huì)對(duì)其所在土體的土壤孔隙以及試驗(yàn)取土造成影響，后續(xù)研究還應(yīng)更多的分析根系對(duì)土壤物理特性的影響。