為探明不同磁場強度對磁化水土壤水鹽運移規(guī)律的影響,揭示磁化水淋鹽增效機(jī)理,進(jìn)行了室內(nèi)一維垂直土柱入滲試驗,研究了0、0. 1、0. 2、0. 3、0. 5 T磁場強度磁化水對土壤水鹽運移特征的影響。結(jié)果表明:經(jīng)磁化處理后,土壤水分入滲速率與濕潤鋒運移速率均有所降低,而上層土壤濕潤體水分含量增加;隨著磁場強度的增加,累積入滲量呈現(xiàn)先減后增的變化趨勢,在磁場強度為0. 3 T時,累積入滲量減少幅度最大。磁場強度對磁化水土壤入滲參數(shù)具有顯著影響,入滲模型吸滲率和飽和導(dǎo)水率與磁場強度之間存在較好的二次多項式關(guān)系,在磁場強度為0. 28 T時,吸滲率和飽和導(dǎo)水率均達(dá)到最小值。磁化水入滲能夠提高水分在上層土壤中的滯留時間,提高上層土壤含水率,降低深層土壤水分入滲量;經(jīng)磁化處理后,單位水體鹽分淋洗量增加,脫鹽率和脫鹽強度顯著提高,在磁場強度為0. 3 T時磁化水鹽分淋洗效果最好。研究表明,磁場強度顯著影響磁化水入滲和土壤水鹽運移特征。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報. 2020,51(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

磁化水制備裝置示意圖

圖2a顯示了不同磁場強度條件下磁化水累積入滲量隨時間的變化情況。由圖2a可以看出，各處理對應(yīng)累積入滲量均隨入滲時間增加而增加。入滲初期，不同處理的累積入滲量差異較小。隨著入滲時間的增加，在60 min后，不同處理之間的累積入滲量開始出現(xiàn)差異，在相同入滲時間下，磁化處理的累積入滲量均小于對照處理，在入滲480 min后，與對照處理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化處理的累積入滲量分別減少了13.3%、19.0%、25.7%、7.6%。當(dāng)?shù)竭_(dá)最終的入滲深度(28 cm)時，磁化水入滲用時較對照處理有所增加，而累積入滲量相對減少。這主要是因為自來水經(jīng)過磁化處理之后表面張力減小，相應(yīng)的土壤導(dǎo)水性能降低[23]，從而導(dǎo)致入滲水進(jìn)入土體的速度減慢，累積入滲量減少。累積入滲量隨磁化水磁場強度的增大呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢，磁場強度為0.3 T時，累積入滲量降低幅度最大，說明土壤入滲對磁化水磁場強度具有不同的響應(yīng)。圖2b顯示了不同磁場強度磁化水入滲條件下濕潤鋒的運移情況。由圖2b可知，濕潤鋒深度隨入滲時間的變化與累積入滲量基本一致。磁化處理濕潤鋒運移速率均小于對照處理。入滲480 min后，與對照處理相比，0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化處理的濕潤鋒深度分別減少了10.5%、16.2%、21.1%、6%。入滲結(jié)束時(濕潤鋒深度為28 cm),0.1、0.2、0.3、0.5 T磁化處理的入滲時間相比于對照處理分別增加了34.5%、55.6%、82.8%、18.5%，表明磁化處理不同程度地降低了水體在土壤中的運移速率。與對照處理相比，在相同時間下磁化處理的累積入滲量和濕潤鋒深度均有所減小。這是因為磁化處理水體的表面張力減小[24]，水分在土壤中流動速度減慢，從而導(dǎo)致水分入滲速率降低、累積入滲量減少。而不同磁場強度磁化水入滲過程存在明顯差異，這可能是由于不同磁場強度處理對水體的理化性質(zhì)的影響程度不同所致，磁場強度為0.3 T時，其影響程度最大[14]，因此在0.3 T時累積入滲量減小幅度最大。2.2 磁場強度對入滲模型參數(shù)的影響

飽和導(dǎo)水率Ks是表征孔隙介質(zhì)透水性能的綜合系數(shù)，反映不同條件對土壤水分入滲性能的影響[26]。通過Kostiakov入滲模型參數(shù)m和n所求得的飽和導(dǎo)水率Ks隨磁場強度的增加呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢，與吸滲率S的變化趨勢一致。磁化處理對應(yīng)的Ks值均小于對照處理，在磁場強度為0.3 T時取得最小值。對磁場強度H和飽和導(dǎo)水率Ks進(jìn)行擬合，如圖3b所示，擬合決定系數(shù)R2為0.87，兩者間存在較好的二次多項式關(guān)系，擬合公式為根據(jù)擬合公式可以求得當(dāng)磁場強度為0.28 T時，飽和導(dǎo)水率Ks取得最小值。

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