不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响

郭全恩，王益权，南丽丽，李保国，曹诗瑜



不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响

郭全恩1,2,3，王益权2，南丽丽4，李保国3，曹诗瑜1

（1. 甘肃省农业科学院土壤肥料与节水农业研究所，兰州 730070； 2. 西北农林科技大学资源环境学院，杨凌 712100；3. 中国农业大学资源与环境学院，北京 100193；4. 甘肃农业大学草业学院，兰州 730070）

中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素，如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。该研究以甘肃省秦安县果园粉砂质黏壤土为研究对象，基于土壤水分特征曲线的测定方法，采用蒸馏水（CK）和不同矿化度（1, 3, 5, 10 g/L）的NaCl、Na2SO4两种类型的盐溶液对土壤饱和浸泡8～12 h后离心，收集不同转速下的释水溶液，研究不同吸力（分别为1.0，1.49，2.01，2.71，3.49，4.09）条件下土壤释水溶液盐分离子的组成。结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率、HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+的影响差异均达极显著（<0.01）或显著水平（<0.05）。相同矿化度的NaCl和Na2SO4在土壤释水过程中对不同盐分离子的影响不同。同为1 g/L的NaCl和Na2SO4，NaCl中的Cl-置换土壤中HCO3-的能力要强于Na2SO4中的SO42-。在土壤水吸力（）小于2.01时，高矿化度（>3 g/L）的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有促进作用，且促进能力随着矿化度的增大而增大；在土壤水吸力（）大于2.01时，加入溶液中的Cl-和SO42-均具有抑制土壤中HCO3-的解离，加入溶液中的Cl-具有抑制土壤中SO42-的解离，加入溶液中的SO42-具有抑制土壤溶液中Cl-的解离，低矿化度（1 g/L）的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有抑制作用。不同矿化度的NaCl和Na2SO4，对土壤溶液中Mg2+的解离具有促进作用。因此，从微咸水利用于盐渍化土壤改良的角度来看，对于苏打型盐土，可尝试用含Cl-和SO42-的盐水灌溉；对于硫酸盐型盐土，可尝试用含Cl-的盐水灌溉；对于氯化物型盐土，可尝试用含SO42-的盐水灌溉。

土壤；溶液；盐离子；水吸力；咸水灌溉；溶质类型；矿化度

0 引 言

中国西北旱区水源短缺已成为农业生产的重要限制因素[1]，开发利用微咸水是解决干旱区水资源短缺的重要途径[2]。据统计，中国西北地区地下微咸水（矿化度2～5 g/L）储量为88.7 亿m3[3]，如何科学有效地利用微咸水资源对于提高灌区水资源利用效率和保障粮食安全生产具有十分重要的意义。

微咸水进入土壤后，与土壤溶液和固体颗粒发生各种物理化学作用，必然会改变土壤结构，导致土壤孔隙特性发生变化，进而影响土壤能量和导水特征，也影响土壤原有化学元素存在的状态和形式，势必造成土壤水盐运移特征的变化[4]。目前，咸水灌溉对土壤水盐运移[5-9]、物理特性[10-14]、酶活性[15]和微生物[16-17]以及冬小麦光合参数[18]的影响方面已有大量报道，有关不同溶质类型和矿化度的咸水对土壤持水性[19]、水分有效性[20]、水分扩散率[21]等方面有所涉及，但有关不同溶质类型和矿化度的盐分离子进入土壤，在释水过程中对盐分离子含量的影响还鲜见报道。由于土壤吸持的水分对植物的有效性不在于含水量的高低，而在于水吸力的大小[22]，且土壤所吸持水分并非在某一吸力段100％释放出来供植物吸收利用，而是随着吸力增大渐渐释放，释放速度也随着吸力的改变而变化[23]。因此，不同吸力段土壤溶液离子组成的变异性决定了离子危害性的不同。

甘肃省秦安县兴国镇果园长期利用微咸水灌溉，导致果园土壤次生盐渍化的发生，特别是钠盐的危害[24]，严重制约了当地果业的发展。为此，本研究以秦安县果园土壤为研究对象，从微咸水利用的角度出发，在不同吸力条件下探讨不同盐分类型和矿化度的水质进入土壤对释水溶液盐分离子含量的影响，为微咸水灌溉提供理论支持和技术支撑，具有重要的科学意义。

1 材料与方法

1.1 供试土壤

供试土壤采集甘肃省秦安县兴国镇果园，砂粒（0.02～2 mm）质量分数为252.0 g/kg，粉砂粒（0.002～0.02 mm）质量分数为539.3 g/kg，黏粒（<0.002 mm）质量分数为208.7 g/kg，属粉砂质黏壤土，有机质质量分数为10.52 g/kg，pH值为8.54，电导率为0.43mS/cm，HCO3-为0.85 g/kg，Cl-为0.16 g/kg，SO42-为0.14 g/kg，Ca2+为0.24 g/kg，Mg2+为0.06 g/kg，K+为0.05 g/kg，Na+为0.13 g/kg，碳酸钙质量分数为134.8 g/kg。

1.2 试验设计

由于甘肃省秦安县的盐渍化土壤类型主要是氯化物型和硫酸盐型，故本试验分别选择NaCl和Na2SO4两种不同类型的盐溶液，盐溶液的矿化度分别设置为：1，3，5和10g/L，用蒸馏水作为对照（CK）。在室温条件下用高速离心机进行释水试验，重复4次。

1.3 试验方法

将待测土样过2 mm筛，按容重1.30 g/cm3装入底部预先铺双层滤纸的环刀中。试验分别用不同处理的盐溶液和蒸馏水（CK）浸泡装填土壤的环刀，经过8～12 h饱和后，用日本HITACHI公司生产的CR21G离心机在不同水吸力（1.01，1.49，2.01，2.71，3.49，4.09）下离心，收集不同转速下的释水溶液，分别测定不同吸力下释水溶液的电导率、HCO3-、SO42-、Cl-、水溶性Na+、Ca2+、Mg2+等。

1.4 分析方法和数据处理方法

释水溶液电导率和盐分离子的测定均采用常规的分析方法[25]。离心溶液电导率用电导法测定，HCO3-用标准H2SO4滴定法测定，SO42-用EDTA络合滴定法测定，Cl-用标准硝酸银滴定法测定，水溶性Na+用火焰光度计法测定，Ca2+、Mg2+用EDTA络合滴定法测定。用OriginPro8.0软件进行作图，用DPS7.5软件进行方差分析和配对检验。

2 结果与分析

2.1 不同矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤溶液电导率的影响

土壤电导率与土壤含盐量之间存在正相关关系，可用电导率反映土壤含盐量的变化情况[26]。由图1可知，不同吸力条件下土壤溶液电导率随NaCl和Na2SO4溶液矿化度的增大而增大。对于矿化度为1 g/L的NaCl处理，当水吸力由1.0增大到1.49时，土壤溶液电导率呈现出增大的趋势；当水吸力由1.49增大到2.71时，土壤溶液电导率呈现出逐渐减小的趋势；当水吸力大于2.71时，土壤溶液电导率呈现出随水吸力的增加而增大的趋势。而对于矿化度为1 g/L的Na2SO4处理，土壤溶液电导率随水吸力的增大基本保持不变。当矿化度为3 g/L时，NaCl处理的土壤溶液电导率随水吸力的增大而逐渐增大；而Na2SO4处理的土壤溶液电导率随水吸力的增大而增大，当水吸力为2.01时，土壤溶液电导率值最大，随后随着水吸力的增大土壤溶液电导率呈现减小的趋势。当矿化度为5 g/L时，NaCl处理的土壤溶液电导率随水吸力由1.0增大至1.49呈现减小的趋势，随后水吸力由1.49增大至2.01时，土壤溶液电导率在这吸力段呈现增加的趋势，当水吸力大于2.01时，土壤溶液电导率随水吸力的增大呈现减小的趋势；而Na2SO4处理的土壤溶液电导率随水吸力的增大基本保持不变。当矿化度为10 g/L时，NaCl处理的释水溶液电导率随水吸力的增大先基本保持不变，当大于3.49时，土壤溶液电导率随水吸力的增大明显减小；而Na2SO4处理的释水溶液电导率随水吸力的增大先略有减小，后基本保持不变。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率的影响差异均达极显著水平（<0.01），而不同水吸力之间差异均不显著（>0.05）。

图1 不同矿化度的NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液电导率的影响

2.2 不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液盐分离子组成的影响

2.2.1 HCO3-含量

从图2可知，NaCl处理比Na2SO4处理对释水溶液HCO3-含量的影响大。对于矿化度为1、3和10 g/L的NaCl处理，随着水吸力的增大，释水溶液HCO3-含量规律不明显。对于矿化度为5g/L的NaCl处理和1、5 g/L的Na2SO4处理，释水溶液HCO3-量随着水吸力的增大，一直保持恒定值；对于矿化度3 g/L的Na2SO4处理，在低吸力段（小于2.01），释水溶液HCO3-含量为12 mg/L；在吸力大于2.71时，释水溶液HCO3-含量为15 mg/L；而对于矿化度10 g/L Na2SO4处理，释水溶液HCO3-含量随着水吸力的增大，呈先减小后趋于稳定。

图2 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液HCO3-含量的影响

与对照（蒸馏水）相比，不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理在大于2.01时，释水溶液HCO3-含量都低于对照，说明在土壤水吸力大于2.01时，加入溶液中的Cl-和SO42-均具有抑制土壤中HCO3-的解离，从而使土壤释水溶液中的HCO3-含量降低。这进一步证实了土壤碳酸盐的溶解度也受溶液中所含其他盐类的影响。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液HCO3-的影响差异分别达极显著水平（<0.01）和显著水平（<0.05）。

2.2.2 Cl-含量

由图3可知，不同矿化度Na2SO4处理要比NaCl处理对土壤溶液中Cl-含量的影响复杂。对于NaCl处理，释水溶液中Cl-含量随着加入溶液矿化度的增大而增大；蒸馏水、3、5 g/L的NaCl处理，释水溶液中Cl-含量随着水吸力的增大基本呈现波动式的较小变化。这是由于Cl-与其他离子相比最易活动，且Cl-带负电荷，与土壤颗粒所带的电荷相同，它们之间产生排斥力，Cl-便于脱离土壤颗粒随水溶液迁移，Cl-随土壤水吸力变化较为平缓的现象充分地证实Cl-在不同持水孔隙中的分布具有均匀性。对于1 g/L的NaCl处理，在为1.49时，释水溶液中Cl-含量明显增高，这说明低浓度的NaCl在此吸力条件下对土壤中的Cl-具有诱导效应。对于10 g/L的NaCl处理，在大于3.49时，释水溶液中Cl-含量明显增高。对于1、10 g/L的Na2SO4处理，释水溶液中Cl-含量随水吸力的增大呈现先减小后保持恒定；而5 g/L的Na2SO4处理，释水溶液中Cl-含量随水吸力的增大呈现先保持恒定（大于2.71）后增大的趋势；对于蒸馏水，在为2.01时，释水溶液中Cl-含量最低，为105 mg/L,在其余吸力段土壤溶液中Cl-含量基本稳定；对于3 g/L的Na2SO4处理，在为2.71时，释水溶液中Cl-含量最高，为110 mg/L，其余吸力段土壤溶液中Cl-含量均为50 mg/L。且所有Na2SO4处理的释水溶液Cl-含量都低于对照处理的，这说明加入溶液中的SO42-对于土壤溶液中Cl-的解离具有抑制作用。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液Cl-含量的影响差异均达极显著水平（<0.01）。

图3 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液Cl-含量的影响

2.2.3 SO42-含量

由图4可知，不同矿化度NaCl和Na2SO4处理对土壤释水过程中SO42-含量的影响不同。不同矿化度的NaCl处理，土壤释水溶液中SO42-含量随水吸力的增大呈现波动式变化，且当大于2.01时，NaCl各处理土壤释水溶液中SO42-含量都低于对照，这说明加入溶液中的Cl-具有抑制土壤中SO42-的解离。而不同矿化度Na2SO4处理对释水溶液中SO42-含量的影响与NaCl处理对土壤溶液中Cl-含量的影响有些相似。释水溶液SO42-含量随着Na2SO4矿化度的增大而增大，随着水吸力的增大呈波动式变化。与NaCl处理对土壤溶液中Cl-含量影响不同的是，对照处理的释水溶液SO42-含量高于1 g/L Na2SO4处理，这说明加入低浓度的Na2SO4溶液具有抑制土壤中SO42-的解离。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液SO42-含量的影响差异均达极显著水平（<0.01）。

图4 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液SO42-含量影响

Fig.4 Effect of mineralization degree of NaCl and Na2SO4on content of SO42-in soil solution

2.2.4 Ca2+含量

Ca2+是土壤质量的重要标志。咸水灌溉和大量使用无机化肥，对土壤质量的重要影响就在于加速了土壤脱钙和镁，使得土壤颗粒分散，影响土壤物理状态。如图5所示，在水吸力小于2.01时，对于矿化度分别为3、5和10 g/L的NaCl处理，土壤溶液中的Ca2+含量明显高于对照处理，且土壤溶液Ca2+含量随着矿化度的增大而增大。这说明在低水吸力条件下，加入NaCl溶液有助于土壤中的Ca2+淋失而脱钙，这种作用随着加入溶液矿化度的增大而增大。而对于矿化度1g/L的NaCl处理，在水吸力大于2.01时，其土壤溶液Ca2+含量明显低于对照处理，这说明低浓度的NaCl溶液在高水吸力条件下（＞2.01），对土壤溶液Ca2+的解离具有抑制作用。与NaCl处理相比，矿化度分别为5和10 g/L的Na2SO4处理，在水吸力小于2.71时，其土壤溶液Ca2+含量明显高于对照，这说明矿化度5和10 g/L的Na2SO4溶液，在此吸力条件下，对土壤溶液Ca2+的解离具有促进作用；而在水吸力大于2.71时，土壤溶液Ca2+含量与对照差别不大。相同矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤释水溶液Ca2+含量的影响比较，NaCl促进土壤溶液中Ca2+解离的能力大于Na2SO4。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液Ca2+含量的影响差异均达极显著水平（<0.01）。

图5 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液Ca2+含量影响

2.2.5 Mg2+含量

由图6可以看出，不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理，其释水溶液中的Mg2+含量均高于对照处理，这说明不同浓度的NaCl和Na2SO4溶液对土壤中Mg2+的解离具有促进作用。相同矿化度的NaCl和Na2SO4处理相比，NaCl处理释水溶液中Mg2+含量要高于Na2SO4处理，这说明在矿化度相同的条件下，NaCl促进土壤溶液中Mg2+解离的能力大于Na2SO4。这是由于NaCl和Na2SO4溶液中的Na+具有交换土壤胶体中的Mg2+的能力，在相同矿化度条件下，NaCl解离的Na+要明显多于Na2SO4解离的Na+，因而NaCl溶液中的Na+交换出的Mg2+明显高于Na2SO4溶液中的Na+交换出的Mg2+。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液Mg2+含量的影响差异分别达极显著水平（<0.01）和显著水平（<0.05）。

图6 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液Mg2+含量影响

2.2.6 Na+含量

土壤中的钠离子含量是反映土壤盐分的重要指标，也是盐分对作物生长和土壤孔隙状况产生直接影响的元素。由图7可以看出，不同矿化度的NaCl和Na2SO4处理对土壤释水溶液中Na+含量影响不同。但从整体上来看，对于NaCl和Na2SO4处理，释水溶液中Na+含量随着矿化度的增大而增大，且NaCl处理较Na2SO4处理增幅明显。这是因为土壤溶液中的离子与土壤胶体表面离子之间的交换是服从于质量作用定律，Na2SO4的分子质量较NaCl的大，在相同矿化度的条件下，NaCl解离的Na+较Na2SO4解离的多，所以在相同矿化度条件下，NaCl处理的释水溶液中Na+含量较Na2SO4处理增幅明显。方差分析结果表明：不同矿化度的NaCl和Na2SO4对释水溶液Na+含量的影响差异均达极显著水平（<0.01）。

图7 不同矿化度NaCl和Na2SO4溶液对土壤溶液Na+含量影响

2.3 同一矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤溶液电导率和盐分离子影响差异性检验

为了进一步分析同一矿化度NaCl和Na2SO4对土壤释水溶液电导率和盐分离子差异性的影响。本研究利用DPS软件中配对样本检验法对同一矿化度的2种盐溶液处理两两比较，结果表明（表1），2种溶质对释水溶液中Cl-含量有极显著的影响（<0.01）；矿化度为3，5，10g/L的两种盐溶液对土壤释水溶液电导率和SO42-的影响均达极显著水平（<0.01）；矿化度为5g/L的两种盐溶液对土壤释水溶液中Na+和Mg2+的含量有极显著的影响（<0.01）；矿化度为3g/L的两种盐溶液对土壤释水溶液中Mg2+的含量有显著影响（<0.05）；矿化度为10g/L的两种盐溶液对土壤释水溶液中Na+的含量有显著影响（<0.05）。这说明同一矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤释水溶液盐分和离子的影响不同。

表1 同一矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤溶液电导率和盐分离子的配对t检验

注：*表示在<0.05水平上差异显著；**表示在<0.01水平上差异显著。

Note: * denotes a significant difference at<0.05;while ** denotes a significant difference at<0.01.

3 讨 论

微咸水作为重要的补充水源被应用到农业灌溉中，造成的盐碱等环境问题逐渐受到关注[27]。咸水用于灌溉时水中超过90%的Na+和Cl-存留在土壤中，进入作物体内的Na+和Cl-量很少，且随着灌溉水中NaCl 含量的增加，土壤中水溶性Na+、Cl-含量直线增加[28]。咸水灌溉带入的盐分与土壤本身化学元素及土壤颗粒发生相互作用，改变土壤理化特性, 导致土壤水分和盐分运移规律的变化，影响土壤水分有效性和盐分分布[29]。Ben等[30]研究发现咸水灌溉导致土壤盐分显著增加。这与本研究的咸水灌溉土壤释水溶液电导率增加相一致。与加入土壤溶液的电导率相比，土壤释水溶液的电导率高于加入溶液的电导率。这是由于土壤吸收了所加入溶液中的水分，使得土壤释水溶液浓度提高。另一方面，也说明咸水灌溉具有诱导效应，使得土壤溶液离子强度显著提高，增加了盐分离子危害的风险性。因此，在农业生产实践中，一方面要关注灌溉水的矿化度，另一方面也要关注土壤本身的含盐量，防止咸水灌溉诱导效应产生高浓度的盐分离子对植物的毒害。

灌溉的水质所含盐分类型和含量不同，其在土壤中的化学行为差异非常显著。灌溉过程中土壤水分入渗会驱逐土壤空气，可能导致土壤出现周期性的滞水，这时土壤胶体中的某些盐分离子与灌溉水质中的盐分离子发生化学反应，容易造成土壤结构的崩解[1]。在低浓度条件下，对于在土壤中容易迁移的离子而言，会产生离子在不同孔径的孔隙中明显的分异；而对于不易迁移的离子而言，各级孔隙中的这种分异性表现的不明显。对于高浓度盐溶液，由于其对土壤团聚作用的破坏强，使得土壤结构孔隙丧失，成为质地孔隙，离子在各孔隙中的分异性不明显。NaCl和Na2SO4两种盐溶液在土壤释水过程中的表现就充分证实这一点，NaCl溶液的波动性比Na2SO4溶液明显。研究发现石灰性土壤加入蒸馏水后，随着土壤水吸力增加，释水溶液中HCO3-有一个明显的递增阶段，随后稳定在较高水平上，这说明随着脱水吸力的增加，土壤胶体上吸附的阳离子被解离到溶液后水解作用所致。本研究进一步证实在土壤中加入钠盐对于土壤胶体上吸附的交换性钙镁等阳离子的解离具有一定的影响。因为加入钠盐的陪伴离子不同，置换能力以及被置换出的阳离子与所加入的阴离子之间具有不同结合能。在石灰性土壤中加入NaCl溶液，因为Cl-与Ca2+、Mg2+结合，仍然是易溶性的离子态化合物，而加入Na2SO4溶液中的SO42-与交换出的Ca2+、Mg2+易结合成微溶性化合物，所以NaCl处理释水溶液中Ca2+、Mg2+含量要比Na2SO4处理高。

一般认为土壤有效水的范围在“田间持水量（为1.8）”与“凋萎含水量（为3.8）”之间[20,31]。由于不同盐分类型、矿化度盐溶液的黏滞性和流动性不同, 从而对土壤水分的有效性产生直接影响，另一个方面是由于溶质改变了土壤的结构等理化性质, 从而对土壤水分的有效性产生间接影响[20]。因此，更应该关注此吸力段土壤释水溶液离子组成情况。从本研究的结果来看，水吸力变化在1.8～3.8之间，释水溶液HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+含量随着吸力的增大变化明显。由于本试验仅对轻度盐渍化的粉砂质黏壤土进行了研究，对于中度和重度盐渍化的粉砂质黏壤土以及其他质地类型的土壤有待于进一步研究。从溶质类型来看，NaCl和Na2SO4均为中性盐，对于不同矿化度的碱性盐（如Na2CO3）对土壤释水溶液盐分离子的影响还需进一步研究。

4 结 论

1）不同矿化度NaCl和Na2SO4对释水溶液电导率、HCO3-、Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+、Na+的影响差异均达极显著（<0.01）或显著水平（<0.05）。

2）相同矿化度的NaCl和Na2SO4在土壤释水过程中对不同盐分离子的影响不同。同为1 g/L的NaCl和Na2SO4，NaCl中的Cl-置换土壤中HCO3-的能力要强于Na2SO4中的SO42-。在土壤水吸力小于2.01时，高矿化度（>3 g/L）的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有促进作用，且促进能力随着矿化度的增大而增大；在土壤水吸力大于2.01时，加入溶液中的Cl-和SO42-均具有抑制土壤中HCO3-的解离，加入溶液中的Cl-具有抑制土壤中SO42-的解离，加入溶液中的SO42-具有抑制土壤溶液中Cl-的解离，低矿化度（1 g/L）的NaCl对于土壤溶液中Ca2+的解离具有抑制作用。

3）不同矿化度的NaCl和Na2SO4对土壤溶液中Mg2+的解离具有促进作用。

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Effects of solute types and degree of mineralization on salt ions in soil release solution

Guo Quanen1,2,3, Wang Yiquan2, Nan Lili4, Li Baoguo3, Cao Shiyu1

(1.730070,; 2.,712100,; 3.100193; 4.,730070)

Water resource shortage has become an important limiting factor for the agricultural production in arid areas in Northwest China. The efficient utilization of brackish water resources is of great importance significance for food safety in irrigated areas. However, the influence of irrigation with different solute type and mineralization on salty ions in soil solution during the release water process is unknown. In the study, the soil samples were collected from orchard calcareous soil in Qin’an County of Gansu Province. The content of soil organic matter was 10.52 g/kg and pH was 8.54. Soil electrical conductivity was 0.43 mS/cm. The contents of HCO3-, Cl-,SO42-, Ca2+, Mg2+,K+and Na+were 0.85, 0.16, 0.14, 0.24, 0.06, 0.05, 0.13 g/kg, respectively. The content of calcium carbonate was 134.8g/kg. Soil texture classification was based on the U.S. Department of Agriculture system and the soil texture was a silty clay loam, which has 25.2% sand, 53.9% silt, and 20.9% clay. The influences of two sodium salts (NaCl, Na2SO4) with different mineralization degrees (1, 3, 5, 10 g/L) on salt ion composition in soil solution were explored with the dehydration centrifugal method under different water suction conditions (1.01, 1.49, 2.01, 2.71, 3.49, and 4.09), distilled water was used as control. The results showed that the influences of NaCl and Na2SO4on electrical conductivity, HCO3-, Cl-,SO42-, Ca2+, Mg2+,K+and Na+in soil release solution were significant (<0.05) or extremely significant (<0.01). The influences of NaCl and Na2SO4with the same salinity on salt ions in soil release solution were different. The ability of Cl-to replace HCO3-was better than SO42-to replace HCO3-in soil solution of treatments with 1 g/L of NaCl and 1 g/L of Na2SO4. When soil water tension () was less than 2.01, the NaCl solution with the degree of mineralization more than 3 g/L promoted the dissociation of the Ca2+in soil solution and the promoting effects of dissociation increased with the increase of salinity. When soil water tension () was more than 2.01, Cl-and SO42-in irrigation water inhibited the dissociation of HCO3-in soil solution and Cl-in irrigation water inhibited the dissociation of SO42-in soil solution, and SO42-in irrigation water inhibited the dissociation of Cl-, NaCl solution (the degree of mineralization of was 1 g/L) inhibited the dissociation of Ca2+in soil solution. NaCl and Na2SO4in irrigation water promoted the dissociation of Mg2+in soil solution. Therefore, from the viewpoints of the improvement salinized soil using brackish water, for sodic-saline soils, it was possible to irrigate with brackish water containing the mostly of Cl-and SO42-. For sulfate saline soil, it was possible to irrigate with brackish water containing the mostly of Cl-. For chloride soils, it was possible to irrigate with brackish water containing the mostly of SO42-. The study could provide the basis for restraining soil salts in brackish water irrigation in arid regions.

soils; solution; salty ions; water suction; saline water irrigation; solute type; mineralization degree

2018-12-28

2019-03-31

国家自然科学基金资助项目（41363004）；甘肃省农业科学院科技创新工程学科团队（2015GAAS03）

郭全恩，副研究员，博士，主要从事盐渍化土壤研究。Email：qnguo@sina.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.012

S153.6

A

1002-6819(2019)-11-0105-07

郭全恩，王益权，南丽丽，李保国，曹诗瑜. 不同溶质及矿化度对土壤溶液盐离子的影响[J]. 农业工程学报，2019，35(11)：105－111. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.012 http://www.tcsae.org

Guo Quanen, Wang Yiquan, Nan Lili, Li Baoguo, Cao Shiyu. Effects of solute types and degree of mineralization on salt ions in soil release solution[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(11): 105－111. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.012 http://www.tcsae.org