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掺沙对盐渍土渗透性和盐分淋洗效果的影响

掺沙对盐渍土渗透性和盐分淋洗效果的影响

作者：亓波山东农业大学

学位级别：硕士

黄河三角洲地区土壤具备土壤颗粒细、级配均一、排列致密、大孔隙少的水力特征,其土壤容重大、渗透性差且盐分含量高,极易造成严重的土壤盐渍化,采用传统方法改良困难,严重威胁作物生长发育和粮食生产安全。盐渍土掺沙可以改良土壤质地... 详细信息

黄河三角洲地区土壤具备土壤颗粒细、级配均一、排列致密、大孔隙少的水力特征,其土壤容重大、渗透性差且盐分含量高,极易造成严重的土壤盐渍化,采用传统方法改良困难,严重威胁作物生长发育和粮食生产安全。盐渍土掺沙可以改良土壤质地与结构,加速土块崩解,改善土壤渗透性,调控水盐运移过程,并提高盐分淋洗效率。本文以黄河三角洲地区盐渍土为研究对象,采用室内土柱模拟试验,设置3种掺沙比例:CK(0%)、S1(20%)、S2(50%),试验所用土块组成为掺沙比例对连续两次积水入渗过程中盐渍土土块崩解、水盐运移过程和盐分淋洗效率的影响,从而明确掺沙对块状盐渍土改良效果的影响机理。通过对试验过程的观察和试验数据的处理与分析,研究得到的主要结果如下:(1)掺沙促进土块崩解。试验前,通过湿筛法得到的土壤中>0.25 mm土块含量仅为干筛法的34.21%,在第一次水分再分布后,用干筛法测得S1和S2处理中>0.25 mm的土块含量较对照组分别降低17.92%和51.45%。粒径>0.25 mm的土块含量在0～5 cm土层相对较高,随土层深度的增加呈降低趋势;与之相反,粒径掺沙有利于水分入渗,缩短入渗历时。随着掺沙比例的增加,不同入渗阶段湿润锋到达指定深度入渗历时不断减小,粒径S1>CK。入渗率随时间的变化分为三个阶段,S1和S2处理的稳定入渗率在第一次和第二次入渗过程中,较对照组分别增加60.00%,66.67%和400.00%,900.00%。相同深度脱盐率与掺沙比例成正比,S2处理的脱盐深度比S1处理和对照组分别增加33.3%和45.45%,脱盐量分别提高1.19%～19.01%和4.21%～77.52%。(3)掺沙加快淋洗速率,降低土壤碱度。与对照组相比,S1和S2处理淋洗结束所用的时间分别减少31.63%、79.15%。淋洗液电导率随时间的变化分为快速降低、缓慢降低和趋于稳定3个阶段,根据各处理电导率趋于稳定的时间可以确定相同截面下淋洗深度与水量高度之间的比值为1:0.85～1:0.97;各处理淋滤液的p H值随着掺沙比例的增大而增大,并与时间成正相关关系。掺沙通过减小土块崩解后堵塞孔隙的现象,提高脱盐率。(4)掺沙提高洗盐效率。阳离子的溶脱率随着掺沙比例的增加而增加,其中Na和Mg溶脱率最高,均在95.00%以上,Ca溶脱率较低,在53.78%～56.39%之间,掺沙比例为50%时,溶脱率最大;各处理钠吸附比(SAR)随掺沙比例的增加而减小,与对照组相比,S1、S2处理的SAR值分别减小25.50%、59.68%。盐渍土掺沙不仅可以直接降低土壤本身的盐分,还可以通过增加盐渍土中阳离子的溶脱率间接降低盐分,且掺沙越多洗盐效率越好。综上,积水入渗条件下掺沙盐渍土土块极易崩解,增加导水通道,入渗速率和盐分淋洗效率明显提高。研究结果可为土壤盐渍化改良机理与治理方法提供基础。

关键词：盐渍土土块崩解掺沙水盐运移盐分淋洗

河套灌区不同掺沙量对重度盐碱土壤水盐运移的影响

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农业工程学报 2020年第10期36卷 116-123页

作者：周利颖李瑞平苗庆丰窦旭田峰于丹丹孙晨云内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018

采用室内土柱模拟试验,研究不同掺沙量对土壤入渗特征与水盐运移的影响。共设置了CK(不掺沙)、S1(掺沙2%)、S2(掺沙4%)、…、S15(掺沙30%)16个试验处理,测定不同处理试验期间土壤含水率和含盐量的变化。结果表明:1)随着土壤表层掺沙量... 详细信息

采用室内土柱模拟试验,研究不同掺沙量对土壤入渗特征与水盐运移的影响。共设置了CK(不掺沙)、S1(掺沙2%)、S2(掺沙4%)、…、S15(掺沙30%)16个试验处理,测定不同处理试验期间土壤含水率和含盐量的变化。结果表明:1)随着土壤表层掺沙量的增加,土壤的累积入渗量与湿润峰运移速度都呈逐渐增加的趋势;当掺沙比例为18%~24%时,土壤稳定入渗速率在0.065~0.091 mm/min之间;掺沙比例为26%~30%时,土壤稳定入渗速率大于0.1 mm/min,土壤持水能力较低。2)不同处理在7、11、15 d的土壤平均含水率差异显著(P掺沙量可以有效促进土壤水分向下运移,掺沙比例过大会降低土壤的持水能力。3)当掺沙比例小于24%时,不同处理7 d的土壤含盐量差异显著(P掺沙的处理降低90%以上,能够同时保证土壤的脱盐能力和持水能力。4)Kostiakov模型能够很好地在本研究中对土壤水分入渗过程进行模拟。该研究结果可为表层土壤掺沙改良河套灌区重度盐碱地提供理论支持。

关键词：入渗盐分土壤重度盐碱地掺沙水盐运移模型模拟

河西绿洲区菜田掺沙对土壤理化性状和甘蓝生长的影响

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核农学报 2017年第11期31卷 2265-2272页

作者：马彦霞王晓巍张玉鑫张俊峰蒯佳琳甘肃省农业科学院蔬菜研究所甘肃兰州730070

为探究掺沙对河西绿洲区蔬菜种植田的改良效应,以河西走廊中部的高台县南华镇绿色蔬菜产业园菜地灌耕土为研究对象,利用不同体积量细河沙作为添加物质,通过翻动将沙掺入耕层中,甘蓝采收时测定土壤理化性质和甘蓝农艺及经济性状。结果表... 详细信息

为探究掺沙对河西绿洲区蔬菜种植田的改良效应,以河西走廊中部的高台县南华镇绿色蔬菜产业园菜地灌耕土为研究对象,利用不同体积量细河沙作为添加物质,通过翻动将沙掺入耕层中,甘蓝采收时测定土壤理化性质和甘蓝农艺及经济性状。结果表明,掺沙土壤种植甘蓝后,土壤容重、pH值、电导率(EC)及全磷、速效磷、速效钾、碱解氮含量均与掺沙量呈反比例增长,亩掺沙量为20 m^3的处理分别较不掺沙处理下降了7.77%、2.35%、6.75%、13.74%、11.91%、25.34%和19.82%;而土壤总孔隙度、通气孔隙度、有机质、全氮含量均与掺沙量呈正比例增长,亩掺沙量为20 m^3的处理分别较不掺沙处理增大了7.10%、48.74%、50.52%和29.10%。耕层土壤掺沙后,甘蓝叶球高、球径及紧实度变大,中心柱缩短,产量增加,可塑性指数也明显升高,其中亩掺沙量为20 m^3的处理平均可塑性指数(1.248%)和产量增幅(8.83%)最大。此外,甘蓝叶球生长指标和产量与土壤理化性质的相关性显著。综上,河西走廊绿洲灌区菜田改良土壤以亩掺沙20 m^3为宜,本研究结果为今后该地区耕地改良提供了理论依据。

关键词：河西走廊绿洲灌区掺沙土壤理化性状甘蓝

不同掺沙比例对烟区黏质土壤微生态特征的影响

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西北农林科技大学学报（自然科学版） 2012年第11期40卷 85-90,96页

作者：李文斌李新平李海洋杨莹雷凯姚小萌西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100

【目的】分析不同掺沙处理烟区黏质土壤的微生态特性,为烟区土壤改良提供理论依据。【方法】以陕西省安康市旬阳县神河镇烟草种植基地的黏质土壤为研究对象,对其进行掺沙处理(掺沙比例(体积比)分别为0,10%,20%,30%,40%),对不同掺沙处理... 详细信息

【目的】分析不同掺沙处理烟区黏质土壤的微生态特性,为烟区土壤改良提供理论依据。【方法】以陕西省安康市旬阳县神河镇烟草种植基地的黏质土壤为研究对象,对其进行掺沙处理(掺沙比例(体积比)分别为0,10%,20%,30%,40%),对不同掺沙处理的土壤微生物区系、呼吸强度以及土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶、磷酸酶活性进行测定,并对掺沙后土壤微生态指标间的相关性进行分析。【结果】1)不掺沙处理烟区的土壤微生物总数最多,达3.94×106 CFU/g,与其他处理差异极显著;掺沙40%,30%和20%处理次之;掺沙10%处理最小。同一掺沙处理下,3种微生物数量总体表现为细菌>放线菌>真菌,且均以不掺沙处理最多。2)不同掺沙处理烟区土壤平均呼吸强度为5.49μg/(g.h),土壤呼吸强度由高到低依次为掺沙20%>掺沙10%>掺沙30%>不掺沙>掺沙40%,其中掺沙20%处理烟区土壤呼吸强度与其他处理差异达极显著水平。3)掺沙20%处理烟区土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性均最高,分别为465.18,2.23μg/(g.h)和39.48mL/(g.h),掺沙10%和30%处理次之,不掺沙和掺沙40%处理最低;土壤磷酸酶活性以掺沙30%处理最高,与其他处理差异极显著。4)烟区土壤微生物数量与土壤酶活性和呼吸强度大多呈负相关;土壤呼吸强度与4种酶活性均呈正相关,其中与蔗糖酶活性的相关性达极显著水平;4种酶活性之间均呈正相关,其中蔗糖酶与脲酶活性的相关性达显著水平。【结论】掺沙20%的土壤整体表现出微生物呼吸较强,酶活性较高,各个微生态指标间相关性较为密切,故陕南烟草种植区对黏质土壤进行改良时,掺沙比例以20%为宜。

关键词：烟区土壤掺沙微生物数量呼吸强度酶活性

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掺沙对南雄牛肝土田的改良效果初报

中国烟草科学 2011年第5期32卷 39-41页

作者：柯油松李淑玲吴文斌陈俊标彭文松刘阳凌寿方广东烟草南雄市有限公司广东南雄512400 广东省农业科学院作物研究所广州510640

为了探索解决南雄牛肝土田土壤粘重、烤烟前期生长发育缓慢、肥料利用率低等问题的方法,对牛肝土田进行了耕层0～15 cm掺沙的土壤改良试验。结果表明,粘重的牛肝土田掺沙可以改变土壤机械组成和土壤质地,有效改善烟株的生长环境,加快烟... 详细信息

为了探索解决南雄牛肝土田土壤粘重、烤烟前期生长发育缓慢、肥料利用率低等问题的方法,对牛肝土田进行了耕层0～15 cm掺沙的土壤改良试验。结果表明,粘重的牛肝土田掺沙可以改变土壤机械组成和土壤质地,有效改善烟株的生长环境,加快烟株前期生长速度,提高烟叶的产量和产值,值得推广应用。

关键词：烤烟土壤改良摻沙

掺沙盐渍土入渗与盐分运移对灌溉淋洗响应的试验研究

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掺沙盐渍土入渗与盐分运移对灌溉淋洗响应的试验研究

作者：李靖江山东农业大学

学位级别：硕士

黄河三角洲地区土壤结构致密,渗透性差,土壤盐渍化问题极为严重。该地区面积广大,是我国重要的后备土地资源,治理改良盐碱地的重要性日益凸显。掺沙是国内外广泛采用的盐渍土改良措施,可以改善土壤水力传导性能。在盐碱地农业生产中灌... 详细信息

黄河三角洲地区土壤结构致密,渗透性差,土壤盐渍化问题极为严重。该地区面积广大,是我国重要的后备土地资源,治理改良盐碱地的重要性日益凸显。掺沙是国内外广泛采用的盐渍土改良措施,可以改善土壤水力传导性能。在盐碱地农业生产中灌溉淋洗是常用的方法之一,脱盐效果显著。目前研究多集中于淋洗对盐渍土盐分的影响,而对于盐渍土经淋洗脱盐重塑后土壤入渗能力的变化,研究相对较少。本研究以黄河三角洲滨海盐渍土为研究对象,通过土壤淋洗后风干,破碎土块,模拟农业灌溉淋洗与翻耕过程,研究不同掺沙量(0%、20%、50%)条件下,盐渍土壤入渗及盐分运移过程对淋洗重塑的响应。采用一维土柱入渗试验,观测记录湿润锋推进距离,计算入渗率,拟合土壤水分入渗模型,测量灌水入渗和水分再分布过程后土层含水率和电导率,并分析土壤中团粒结构及盐分离子与土壤入渗能力的关系。有如下主要研究结果:(1)确定了掺沙影响盐渍土壤入渗和淋洗效果的机制。盐渍土壤掺沙能改善土壤质地,提高土壤的入渗性能,且随掺沙比例的增大,湿润峰运移速度和入渗率均增加。掺沙增加土壤中砂粒含量,土壤有效孔隙增多,有利于加快水分在土壤中的运移。同时,掺沙可加快土壤盐分由上层向深层的运移速率,掺沙对中度盐渍土的压盐、排盐效果更明显。另外,灌溉淋洗引起的土壤重塑降低了土壤的入渗能力。中度盐渍土经过淋洗重塑后入渗能力显著降低,掺沙能减轻中度盐渍土入渗能力降低的程度,重度盐渍土经淋洗重塑后入渗能力下降程度不明显。(2)探明了盐渍土壤持水量对掺沙和淋洗响应的定量关系。掺沙导致土壤持水能力下降,田间持水量成比例降低,这是因为土壤中砂粒的比表面积小,影响土壤蓄水能力。中度盐渍土经淋洗重塑处理后土壤持水能力提高,田间持水量增加,重度盐渍土淋洗后持水能力也提高,但田间持水量变化不显著。(3)揭示了淋洗重塑土壤入渗对土壤团粒结构和盐分离子含量的响应机理。淋洗重塑处理使盐渍土壤中团粒结构遭到破坏,土壤孔隙度下降,入渗能力降低。稳定入渗率与大团聚体和中小团聚体含量呈正相关关系,与微团聚体含量呈显著正相关(p掺沙对淋洗过程中盐离子含量的降低程度影响不显著。在淋洗过程中盐离子使土壤产生膨胀效应从而导致土壤团聚体崩解和大孔隙堵塞。相比钠离子含量与SAR,团粒结构的变化对入渗能力的影响占主导地位。不同掺沙比例的盐渍土经过淋洗重塑处理,土壤结构发生变化,土壤入渗及盐分运移过程与盐渍土有显著差异。Philip入渗模型和Kostiakov入渗模型可以很好地模拟本试验中水分入渗过程。该研究为灌溉淋洗脱盐后的盐渍土入渗性能提供了可靠的科学依据,为盐碱地开发改良和可持续性土地利用提供了理论支持与技术指导,具有很好的研究价值和应用前景。

关键词：盐渍土掺沙淋洗重塑入渗能力盐分运移

表层掺沙对盐碱土壤水盐运移和夏玉米生长的影响

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表层掺沙对盐碱土壤水盐运移和夏玉米生长的影响

作者：张宇航山东理工大学

学位级别：硕士

为探究表层掺沙(00cm)对黄河三角洲地区盐碱土壤的改良效应,在室内进行了垂直一维积水入渗实验,研究盐碱土类型、不同掺沙比例对土壤水分入渗和土壤水盐分布的影响,供试土壤有中度盐碱土(含盐量2.381g·kg)和重度盐碱土(含盐量4.099g·k... 详细信息

为探究表层掺沙(00cm)对黄河三角洲地区盐碱土壤的改良效应,在室内进行了垂直一维积水入渗实验,研究盐碱土类型、不同掺沙比例对土壤水分入渗和土壤水盐分布的影响,供试土壤有中度盐碱土(含盐量2.381g·kg)和重度盐碱土(含盐量4.099g·kg),试验设置5种掺沙比例:CK(掺沙0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙15%)、S4(掺沙20%);在滨州地区进行了表层掺沙改良盐碱地的大田实验,研究表层掺沙对大田土壤剖面含水率和含盐量的影响,观测表层掺沙后夏玉米生长指标和产量的变化,大田试验设置CK(掺沙0%)、S1(掺沙5%)、S2(掺沙10%)、S3(掺沙15%)4个处理,主要研究结果如下:(1)在入渗初期,累积入渗量和湿润锋深度增速较快,随入渗进行增加速度逐渐减慢,两者呈现良好的线性关系(R>0.99)。在相同入渗历时,相同掺沙比例下,重度盐碱土的累积入渗量和湿润锋深度均大于中度盐碱土,重度盐碱土的入渗结束时间均小于中度盐碱土。两种盐碱土壤表层掺沙后表现出相同的规律:表层掺沙会提高土壤水分的入渗速度,同一入渗历时,掺沙比例越大的处理累积入渗量和湿润锋深度越大;表层掺沙使入渗结束时的湿润锋深度增加,湿润锋增加深度与掺沙比例成正比;不同掺沙处理的入渗率随时间的变化曲线均由陡峭变得平缓,并逐渐趋于一个稳定的入渗率,各掺沙处理的入渗速率整体表现为:S4>S3>S2>S1>CK,与Green-Ampt模型和Philip模型相比,Kostiakov模型拟合结果最好,更适合描述盐碱土表层掺沙条件下入渗速率与时间的关系。(2)表层掺沙会降低掺沙层的土壤含水率,提高下层土壤的含水率,两种盐碱土的掺沙层含水率均随掺沙比例增大而降低,下层未掺沙土壤含水率变化略有不同:中度盐碱土表层掺沙会显著提高下层的土壤含水率,其中掺沙15%处理的土壤含水率最高;重度盐碱土表层掺沙也会提高下层土壤的含水率,其中掺沙20%处理的下层土壤含水率最高。用一维代数模型拟合表层掺沙土壤的剖面含水率分布,结果显示:中度盐碱土的拟合精度较低,模型参数需要修正,重度盐碱土的拟合精度较高。(3)05cm为土壤脱盐区,土壤含盐量明显小于土壤初始含盐量,450cm土层为积盐区,土壤含盐量随深度增加迅速升高大于土壤初始含盐量,并在湿润锋处达到最大值。中度盐碱土的含盐量整体表现为CK>S1>S2>S4>S3,除S4处理外,土壤含盐量随掺沙比例增大而降低;重度盐碱土含盐量整体表现为CK>S1>S2>S3>S4,土壤含盐量与掺沙比例成反比。利用脱盐指标对各处理脱盐效果进行评价:表层掺沙会提高土壤入渗淋盐效率,中度盐碱土表层掺沙15%脱盐效果最佳,重度盐碱土表层掺沙20%的土壤脱盐效果最佳。(4)大田试验两年的数据表现出相同的规律:表层掺沙可以降低掺沙层00cm的土壤含水率,土壤含水率随掺沙比例增大而降低,表层掺沙后更多的水分进入下层土壤,提高了200cm土层的土壤含水率,下层土壤含水率与掺沙比例成正比;表层掺沙降低了大田土壤的盐分含量,掺沙比例越大土壤盐分含量降低越明显。大田土壤表层掺沙后夏玉米的株高、茎粗、叶面积和干物质重在整个生育期内都有升高,掺沙15%处理的玉米长势最好。表层掺沙提高了夏玉米产量,2017年掺沙处理的增产率为6.46%0.40%,2018年掺沙处理的增产率在3.72%2.55%之间,玉米产量与掺沙比例成正比。大田实验结果表明表层中度盐碱土掺沙改良的最佳比例是15%,验证了室内试验的结论。

关键词：黄河三角洲掺沙土壤水分运动土壤水盐分布夏玉米生长

烟田掺沙对土壤理化性质与烤烟养分积累的影响

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中国烟草科学 2022年第4期43卷 32-39页

作者：杜杏蓉白羽祥王戈姜永雷童文杰赵正雄王娜邓小鹏云南农业大学烟草学院昆明650201 云南省烟草农业研究院云南玉溪653199

为解决植烟水稻土质地黏重、烤烟生长发育受阻的问题,以云南玉溪烤烟5年连作的水稻土为研究对象,通过掺沙改变土壤粒级组成,研究土壤水稳性团聚体组成、理化指标、酶活性以及烤烟养分吸收与干物质积累情况,并分析了其相关性。结果表明,... 详细信息

为解决植烟水稻土质地黏重、烤烟生长发育受阻的问题,以云南玉溪烤烟5年连作的水稻土为研究对象,通过掺沙改变土壤粒级组成,研究土壤水稳性团聚体组成、理化指标、酶活性以及烤烟养分吸收与干物质积累情况,并分析了其相关性。结果表明,与未掺沙处理比较,掺沙30%、60%后砂粒含量分别显著增加了44.55%、58.59%(p掺沙量的增加而降低。掺沙后,掺沙30%>掺沙60%>不掺沙;土壤pH、过氧化氢酶活性增加,有机质、速效钾等主要养分含量降低,掺沙30%后土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶活性分别比不掺沙处理显著提高了20.42%、268.69%(p掺沙30%时增幅最大,并且干物质和养分累积量也最高。Pearson相关分析与冗余分析表明,土壤机械组成对土壤性状和养分累积的影响显著,多数生长指标、土壤pH、过氧化氢酶活性与砂粒含量极显著正相关(p掺沙比例为30%为宜,此比例掺沙可以明显改善土壤结构,改良土壤质量,阻滞土壤酸化,增加烟株对养分的吸收,促进烟株生长。

关键词：烤烟连作掺沙理化性状养分

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掺沙对盐碱地耕层土壤结构和离子含量的影响

内蒙古农业科技 2014年第6期42卷 1-4页

作者：张长生融晓萍杨满红王积军贾利欣张晓红王志功全国农业技术推广服务中心北京100125 内蒙古农业技术推广站内蒙古呼和浩特010011 内蒙古农业大学内蒙古呼和浩特010018 巴彦淖尔市农业技术推广站内蒙古临河015000

为了明确掺沙措施对河套灌区盐碱地耕层土壤结构和盐离子含量的影响,采用田间试验和室内分析的方法进行研究。结果显示：掺沙利于大直径土壤微粒的形成。掺沙后0-40cm耕层土壤的容重明显减小,中重度盐碱地的孔隙度已接近于轻度。全盐含... 详细信息

为了明确掺沙措施对河套灌区盐碱地耕层土壤结构和盐离子含量的影响,采用田间试验和室内分析的方法进行研究。结果显示：掺沙利于大直径土壤微粒的形成。掺沙后0-40cm耕层土壤的容重明显减小,中重度盐碱地的孔隙度已接近于轻度。全盐含量总体表现为20-40cm略高于0-20cm土层。轻度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的41.6%,Mg^2＋为26%;Cl^-含量为阴离子总量的50%,SO4^2-为29.5%;中度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的46.3%,Ca^2＋为27.5%;Cl^-含量为阴离子总量的37.7%,SO4^2-为30.6%;重度盐碱地Na^＋含量为阳离子总量的43.3%,Ca^2＋为37.2%;Cl^-含量为阴离子总量的40.1%,SO4^2-为27.0%。中重度盐碱地中Ca^2＋取代Mg^2＋成为主要的致盐离子,Na^＋、Mg^2＋、Cl^-、SO4^2-为主要致盐离子,掺沙能显著改善盐碱地耕层土壤的性状。

关键词：土壤结构掺沙盐碱地耕层离子含量