保水剂对干湿循环的响应及对稀土尾砂土壤水分状况的影响

摘要：

[目的]南方地区离子型稀土尾矿区的生态环境脆弱,强烈的干湿交替条件加剧了土壤水分亏缺.保水剂由于吸水持水能力强,研究其在稀土尾矿区的应用对于提升土壤水分条件、促进尾矿区生态恢复具有重要的实践意义.[方法]通过模拟土壤吸水和蒸发过程,分析了6次干湿循环条件下保水剂粒径(1.0～2.0 mm、0.45～1.0 mm、<0.18 mm)及浓度(0.2％、0.4％、0.6％)对尾砂土保水和持水能力的影响,为开展保水剂田间应用提供理论依据.[结果](1)稀土尾砂区土壤水分条件差,其土壤饱和含水量(SWC)显著低于未采矿区自然土(36.21％<39.85％),自然条件下土壤水分蒸发快、完全干旱时间较短;添加保水剂能显著改善尾砂土壤水分状况,尾砂土SWC提升了0.12～0.91倍,通过抵御土壤水分蒸发,土壤完全干旱时间延长了0.67倍,土壤保水持水能力得到提升.(2)保水剂应用效果主要受到土壤干湿循环因素的影响,经历6次干湿循环后添加保水剂的尾砂土SWC从54.87％降至39.33％,土壤完全干旱时间缩短,土壤中的保水剂吸水倍数(SC)从47.19 g/g降至18.01 g/g;削弱效应主要发生在初次循环后,相比循环1次,循环2次后尾砂土SWC和保水剂SC分别降低19.43％和9.39 g/g,尽管如此经历多次循环后应用保水剂的尾砂土水分条件仍优于未采矿区自然土壤(39.33％>34.25％).(3)保水剂施用方式中,浓度是影响保水剂应用效果的主要因素,粒径则主要影响保水剂吸水性能,两者交互作用显著,浓度和粒径越大,土壤保水持水能力提升效果越好,相比浓度0.2％、粒径<0.18 mm的保水剂,添加浓度0.6％、粒径1.0～2.0 mm的保水剂后,尾砂土SWC和保水剂SC分别提升0.41倍和0.62倍,土壤完全干旱时间延长0.67倍;土壤干湿循环通过破坏保水剂网状结构削弱了其在土壤中的浓度和粒径效应,高浓度和大粒径保水剂更耐久,6次循环后添加0.6％、1.0～2.0 mm的保水剂的尾砂土SWC和保水剂SC分别为46.27％和23.91 g/g.[结论]保水剂在稀土尾砂区具有良好的应用效果,基于保水剂对土壤干湿循环响应机制,添加0.6％、1.0～2.0 mm的保水剂对提升尾砂土保水持水能力及延缓土壤干旱更加有效.

关键词：保水剂、干湿循环、离子型稀土尾矿、土壤水分条件、土壤蒸发

所属期刊栏目：45

分类号：S152.7(土壤学)

资助基金：国家重点研发计划;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：210-219